CPU設計
一般に以下のような作業(一例)がある。
コンピュータ・アーキテクチャの設計、あるいは選択 プログラマから見える命令セットアーキテクチャの設計。これについては既存のものからの選択が「設計」であることもある 「命令セットアーキテクチャ」に対して、プログラマには直接は見えない、内部実装のことをマイクロアーキテクチャと言う。これも大枠については「選択」であることもある
アーキテクチャ研究と性能モデリング
RTL設計と検証
性能上重要な部分の回路設計(キャッシュ、レジスタ、ALU)
論理合成または論理ゲートレベルの設計
タイミング分析(各部分が指定した周波数で動作することの確認)
論理ゲートの配置と配線などの物理設計
RTL、ゲートレベル、トランジスタレベル、物理レベル、それぞれの等価性を検証
デザインルールチェックとシグナルインテグリティのチェック
多くの複雑な論理回路の設計と同様、論理の検証(設計にバグが含まれていないことの証明)がスケジュール上、重要な位置を占めている。
歴史上、アーキテクチャに関する重要な概念や用語を挙げると、キャッシュメモリ、仮想記憶、パイプライン、スーパースケーラ、CISC、RISC、仮想機械、エミュレータ、マイクロプログラム方式、スタックなどがある。
マイクロプロセッサの収益の大部分は、汎用コンピューティング向けの販売から得られている(あるいは過去形で、得られていた)。すなわち、ビジネスや家庭で使用するパーソナルコンピュータやサーバである。この市場は、インテルのIA-32アーキテクチャの寡占状態にあり、PowerPCやSPARCがだいぶ引き離されてそれに続いている。毎年、数億個のIA-32アーキテクチャのCPUがこの市場向けに販売されている。その数よりも(数だけで言えば組込み用途も大きい)高付加価値にともなう利幅の大きな市場という点が重要だった。