Bir süperskalar CPU tasarımı, tek bir CPU içinde Talimat düzeyinde paralellik adı verilen ve aynı saat hızında daha fazla iş yapılmasına olanak tanıyan bir paralel hesaplama biçimi yapar. Bu, CPU'nun yinelenen işlevsel birimler üzerinde aynı anda birden fazla talimat çalıştırarak (talimat gönderme olarak adlandırılır) bir saat döngüsü sırasında birden fazla talimat yürüttüğü anlamına gelir. Her bir işlevsel birim, aritmetik mantık birimi (ALU), kayan nokta birimi (FPU), bit kaydırıcı veya çarpan gibi CPU çekirdeği içindeki bir yürütme kaynağıdır.
Çoğu süperskalar CPU aynı zamanda pipelined'dır, ancak pipelined olmayan bir süperskalar CPU'ya veya pipelined olmayan bir süperskalar CPU'ya sahip olmak mümkündür.
Superscalar tekniği, CPU çekirdeğinin çeşitli özellikleri tarafından desteklenmektedir:
- Talimatlar, sıralı bir talimat listesinden gelir.
- CPU donanımı hangi talimatların hangi veri bağımlılıklarına sahip olduğunu çözebilir.
- Saat döngüsü başına birden fazla talimat okuyabilir
Bir skaler işlemci tarafından çalıştırılan her komut bir seferde bir veya iki veri öğesini değiştirir, ancak bir vektör işlemci tarafından yürütülen her komut aynı anda birçok veri öğesini işler. Bir süperskalar işlemci bu ikisinin bir karışımıdır:
- Her komut bir veri öğesini işler.
- Her bir CPU çekirdeği içinde birden fazla yinelenen işlevsel birim vardır, böylece birden fazla talimat aynı anda bağımsız veri öğelerini işler.
Superskalar bir CPU'da bir komut gönderici, talimatları bellekten okur ve hangilerinin paralel olarak çalıştırılabileceğine karar vererek bunları CPU içinde bulunan çok sayıda yinelenen işlevsel birime gönderir.
Superscalar CPU tasarımı, komut göndericinin doğruluğunu artırmak ve çoklu işlevsel birimleri her zaman meşgul etmesine izin vermekle ilgilidir. 2008 itibariyle, tüm genel amaçlı CPU'lar süperskalar olup, tipik bir süperskalar CPU 4 adede kadar ALU, 2 FPU ve iki SIMD birimi içerebilir. Eğer dağıtıcı tüm birimleri meşgul edemezse, CPU'nun performansı daha düşük olacaktır.
