Aрхитектура CPU-a је дефинисана основним функцијама који се зову архитектура скупа инструкција или instruction set arhcitecture (ISA).
Ове карактеристике укључују појмове као што су:
Током историје развијане су разне архитектуре. Данас су опстале само најбоље.
У њих спадају: IBM Mainframe, Intel x86, IBM Power, ARM и Oracle SPARC.
Данас се архитектура дели на два типа.
Иако не постоји чиста граница ових архитектура… овај први се углавном користи у телефонима и embedded уређајима. Док се complex користи у рачунарима и серверима.
Имплементација x86 користи технику code morphing, ова техника преводи сложене кодове у инструкције које се брже и оптимизованије извршавају у самом процесору.
Данас је пракса да се процесори дизајнирају са више регистара и оптимизацијом преноса интрукција између регистара (register-to-register).
Неке инструкције као што су целобројно дељење или померање зареза захтевају већи број корака при зиклусу дохвати-изврши.
Фреквенција сата и број корака потребних за сваку инструкцију одређују брзину рачунара.