mikroarkkitehtuurilla

Mikroarkkitehtuurilla, usein lyhennettynä mikroarkkitehtuuri, viittaa prosessorin sisäiseen rakenteeseen, joka toteuttaa käskysarjan (ISA). Se määrittelee, miten prosessorin eri osat, kuten yksiköt, rekisterit ja väylät, on järjestetty ja miten ne toimivat yhdessä suorittaakseen konekielisiä käskyjä. Mikroarkkitehtuuri on siis toteutuksen taso, joka sijaitsee ISA:n ja fyysisen laitteiston välissä.

Eri mikroarkkitehtuurit voivat toteuttaa saman ISA:n eri tavoin. Tämä tarkoittaa, että kaksi prosessoria, joilla on sama käskysarja, voivat suorituskyvyltään, virrankulutukseltaan ja piirialaltaan poiketa merkittävästi toisistaan mikroarkkitehtuurin eroavaisuuksien vuoksi. Yleisiä mikroarkkitehtuuritekniikoita ovat putkitus (pipelining), spekulatiivinen suoritus (speculative execution), haarautumisen ennustus (branch prediction) ja super skaalaarisuus (superscalar execution).

Putkitus jakaa käskyn suoritusprosessin pienempiin vaiheisiin, joita voidaan käsitellä samanaikaisesti eri käskyille, parantaen näin läpimenoa. Haarautumisen ennustus pyrkii ennakoimaan ohjelman ohjausvirtaa, vähentäen putken tyhjenemisen aiheuttamia viiveitä. Super skaalaariset mikroarkkitehtuurit voivat suorittaa useita käskyjä samanaikaisesti hyödyntämällä useita suoritusyksiköitä.

Mikroarkkitehtuurin suunnittelu on keskeistä prosessorin suorituskyvyn optimoinnissa. Se vaatii syvällistä ymmärrystä tietokonearkkitehtuurista ja laitteistojen suunnittelusta. Esimerkiksi Intelin ja AMD:n suorittimet, vaikka ne usein tukevat samaa x86 ISA:ta, käyttävät erilaisia mikroarkkitehtuureja, jotka johtavat niiden erilaisiin ominaisuuksiin ja suorituskykyyn.