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超純量（superscalar）CPU架構是指在一顆處理器核心中實行了指令級並行的一類並行運算。這種技術能夠在相同的CPU主頻下實現更高的CPU流量（throughput）。處理器的核心中一般有多個執行單元（或稱功能單元），如算術邏輯單元、位移單元、乘法器等等。未實現超純量體系結構時，CPU在每個時鐘周期僅執行單條指令，因此僅有一個執行單元在工作，其它執行單元空閒。超純量體系結構的CPU在一個時鐘周期可以同時分派（dispatching）多條指令在不同的執行單元中被執行，這就實現了指令級的並列。超純量體系結構可以視作多指令流多資料流。