1.4.1 流水線技術
流水線（Pipeline）技術是一種將每條指令分解為多步，并使不同指令的各步重疊操作，以實現幾條指令并行操作，加速程序的執行速度的一種技術。
采用流水線技術后，并沒有加速單條指令的執行，每條指令的操作步驟也沒有減少，只是多條指令同時執行，因而從總體上加快了指令執行的速度。
例如，80486采用六級流水線結構，即同時有6條指令并行操作。若每條指令需要6個步驟，每個步驟需要一個時鐘周期的時間，那么經過6個時鐘后，每個 時鐘就有一條指令執行完畢。Pentium采用由“U”和“V”兩條并行指令流水線構成的超標量流水線結構，可大大提高指令的執行速度。
流水線的實現是通過增加計算機硬件來實現的。通常一條指令的執行分為預取指令、譯碼、地址生成、取操作數、執行指令等多個步驟，每個步驟都需要有相應的硬件電路支持，才能實現流水線作業。
1.4.2 高速緩沖存儲器技術
在80386以后的微型機中，為了加快運算速度，都增設一級或二級的高速小容量存儲器，稱之為高速緩沖存儲器（Cache）。高速緩沖存儲器的存取速度比微機中的主存儲器要快一個數量級，大體和CPU的處理速度相當。
由于程序中相關數據塊一般都按順序存放，并且大都存于相鄰的存儲單元，而程序常常重復使用同一代碼和數據塊，利用程序執行的這些重要特征，可采用 Cache保存這些經常重復使用或當前將要使用的指令和數據。CPU在對一條指令或操作數尋址時，首先到Cache中去查找，在一般正常情況下，CPU對 Cache的存取命中率可達95%以上，從而大大提高了程序的執行速度。
Cache技術和設計是一個復雜的課題，一般而 言，Cache容量大，有較高的命中率，則說明系統的性能較好。Cache和與它配合的高速緩沖控制器都由硬件實現，80486以后的微處理器中將 Cache和高速緩沖控制器集成在CPU芯片中，因此對用戶說是透明的，不需要用戶自己去控制或操作。
1.4.3 虛擬存儲器技術
虛擬存儲技術是在內存儲器和外存儲器（軟盤、硬盤或光盤）之間增加一定的硬件和軟件支持，使內存和外存形成一個有機的整體。操作時，將程序預先放在外存 儲器中，由系統軟件（操作系統）統一管理和調度，按照某種置換算法將外存的內容依次調入內存中被CPU執行。這樣，對使用者說，從CPU看到的是一個速度 接近內存而容量卻與外存相當的假想存儲器，稱為虛擬存儲器，使編程人員在編寫程序時可以不考慮內存容量的限制。在采用虛擬存儲器的計算機系統中，存在著虛 地址空間和實地址空間兩個地址不同的空間。虛地址空間是程序可用的空間，而實地址空間是CPU可訪問的內存空間。例如，在80486中，實地址空間為 232B4GB，而虛地址空間為246B64TB。
1.4.4 RISC技術
精簡指令集計算（Reduced Instruction Set Computing）技術簡稱RISC技術，其主導思想是精簡CPU芯片中指令的數目，簡化芯片的復雜程度，使指令的執行速度更快。
傳統的計算機都采用CISC（Complex Instruction Set Computing）處理器，如現在常用的Intel 80x86，其 指令集中有許多指令非常復雜。用編譯器對程序編譯的結果證明，大多數復雜的指令很少被使用，編譯器生成的總代碼的90%以上是只占CISC指令集中不足 10%的指令。要設計更好的編譯器是困難的；而可行的方法是，構筑一種簡單的計算機，使它只有少數指令、大的寄存器陣列、對主存的簡單裝入/存儲訪問，并 且大多數指令執行只需要一個時鐘周期，這就是RISC處理器組成的計算機。
RISC處理器的主要特征表現在下列方面：
（1）采用統一的指令長度，以簡化相應的邏輯電路；
（2）全64位實現，高流水線執行單元，很高的內部時鐘速度（＞200MHz）；
（3）內置高性能浮點運算部件和大容量指令/數據Cache；
（4）采用調入/存儲體系結構，將內存中的數據預先調入內部寄存器，以減少訪問內存的指令數；
（5）支持多媒體和DSP的新指令。
RISC處理器的優點早就為人所知，但其執行中需要大容量的存儲器和昂貴的Cache，因此RISC技術的推廣遇到了很大的阻力。目前RISC技術已逐漸在消費者和商業領域獲得認同和應用。