Projekt komputera ma na celu rozmieszczenie możliwości procesora w strukturze strukturalnej, tak aby architektura zestawu instrumentów (ISA) mogła wykonywać zaprogramowane instrukcje w sposób tak wydajny i szybki, jak to tylko możliwe. Mikroarchitektura jest decydującą strukturą komputera, która opracowuje implementację komponentów ścieżki sterowania w celu współdziałania z elementami ścieżki danych, dzięki czemu komponenty komputera mogą działać w idealnej konfiguracji dla ISA. Wiele jednostek centralnych (CPU) i wielowątkowość, które umożliwiają pobieranie wolnej pamięci systemowej przy jednoczesnym przełączaniu funkcji procesora do innego wątku programu, aż do zakończenia odbioru pamięci, zbliżają wydajność i szybkość w celu uniknięcia opóźnień między kontrolą pamięci a szybkościami przetwarzania procesora
Zaprojektowane mikroarchitektury są zbudowane na podstawie szeregu decyzji na poziomie systemu, które uwzględniają zużycie energii, złożoność logiki, łączność, testowalność i łatwość debugowania, a także koszty chipów i możliwości produkcyjne w celu uzyskania optymalnego projektu. Lepsze projekty mikroarchitektury pozwalają nowym postępom technologicznym w półprzewodnikach osiągnąć lepszą wydajność przy użyciu tego samego ISA na wielu platformach. Projekty mikroarchitektury mogą wykorzystywać potoki instrukcji obsługujące więcej niż tylko jeden zestaw instrukcji na raz, jak w minionych latach.
Kilka zestawów instrukcji może jednocześnie korzystać z procesora, a obsługa potoków i pamięci podręcznej, która nadąża za ulepszonymi układami przechowującymi więcej pamięci podręcznej w celu natychmiastowego pobierania, czytania i pisania, może teraz dotrzymać kroku potokom, które nie muszą się zatrzymywać i czekać odzyskiwanie pamięci dłużej. Ponadto przewidywanie rozgałęzień, które pozwala zgadywać, gdzie może być potrzebne rozgałęzienie potoku, oraz spekulacyjne modele wykonania, które rozpoczynają obliczenia matematyczne przed żądaniem, również mogą przyspieszyć przetwarzanie danych w ścieżce danych. Kolejne ulepszenie techniki w projektowaniu mikroarchitektury polega na wykorzystaniu wykonywania poza kolejnością, dzięki czemu instrukcje gotowe do wykonania mają pierwszeństwo przed starszymi instrukcjami oczekującymi na pamięć podręczną. Podczas gdy dysk twardy działa wolniej, procesor nie musi czekać, ale może pracować z innymi elementami zestawu instrukcji.
Jeden rodzaj wyspecjalizowanej mikroarchitektury jest znany jako architektura przepływu danych. Projekty przepływu danych nie są zgodne z tradycyjnymi metodami przepływu sterowania; wykonanie instrukcji odbywa się w oparciu o dostępność argumentów wejściowych, a instrukcje te kierują przetwarzaniem pod kątem routingu sieciowego, cyfrowego przetwarzania sygnału strumieniowego audio lub wideo oraz przetwarzania grafiki. Silniki oprogramowania bazodanowego wykorzystują architekturę przepływu danych do synchronizacji danych w celu przesyłania pakietów w czasie rzeczywistym z prędkością łącza, a ich dedykowany charakter umożliwia równoważenie obciążenia procesorów i dostęp do wspólnych zasobów. Ta pakietyzacja oznacza, że instrukcje i wyniki umożliwiają równoległe przetwarzanie na dużą skalę w sieciach przepływu danych.
W sprzęcie mikroarchitektura umożliwia integrację komponentów w architekturze systemu zgodnie ze zrozumiałymi zasadami inżynierii elektrycznej i mechanicznej w celu ułatwienia rozwoju oprogramowania dla różnych urządzeń sprzętowych, takich jak tablety i komputery stacjonarne, telefony komórkowe, satelity, oprzyrządowanie chirurgiczne i systemy nawigacyjne. Mikroarchitektura sprzętowa jest wykorzystywana w szerokiej gamie oprzyrządowania i urządzeń, w rzeczywistości jest to konstrukcja inżynierskich elektromechanicznych i elektronicznych systemów sprzętowych. Mikroarchitektura w projektach sprzętowych to proces reprezentacyjny powiązanych komponentów powiązanych za pomocą reguł i zasad projektów mechanicznych i elektrycznych wbudowanych w same komponenty. Wykonalne zestawy ograniczonych podsystemów są ułożone z czujnikami i aktuatorami w ekskluzywny i inkluzywny system do określonych zastosowań.