فرايند تحول معماري‌پردازنده‌ها از نقطه نظر معماري مجموعه دستورالعمل‌هايشان (ISA) را مي‌توان در سه دسته زير قرار داد:

1. كامپيوتر‌هاي با دستورلعمل‌هاي پيچيده (CISC) كه در دهه 1970 محبوبيت پيدا كردند، از آنجا كه حافظه برنامه Program Memory)‌ PM) نسبت به Datapath بسيار كند مي‌باشد، طراحان اين معماري سعي داشتند با ساختن دستورالعمل‌هاي پيچيده، ميزان بهره‌وري هر دستورالعمل را در داخل Datapath افزايش دهند، طوري كه هر دستورالعمل پيچيده اين پردازنده‌ها براي اجرا به چندين سيكل كلاك زمان نياز داشت. در اين معماري هر دستورالعمل منجر به توليد يك سري كلمات كنترلي Datapath مي‌شد كه، داخل يك حافظه سريع‌تر به نام micro program memory يا mPM ذخيره مي‌شدند. معماري ريزبرنامه‌نويسي شده اين امكان را مي‌داد تا هر نوع دستورالعملي قابل پياده سازي گرديده و اجراي سريع‌تري از روي حافظه mPM داشته باشد. متاسفانه معماري ريزبرنامه‌نويسي شده امكان بهره گيري خط‌لوله كارآمد در داخل Datapath را نميداد.

2. كامپيوترهاي كم دستورالعمل (RISC) كه در اواخر دهه 1980 با حذف دستورالعمل‌هاي پيچيده و حافظه mPM محبوبيت يافت. تمامي دستورالعمل‌ها در اين معماري از نوع دستورالعمل‌هاي ساده‌اي بودند كه به كمك خط‌لوله در يك سيكل كلاك اجرا مي‌شدند، اين امر امكان پياده‌سازي خط‌لوله كارآمد در Datapath را با 4 تا 8 مرحله مي‌داد. حافظه mPM نيز با يك مرحله از خط‌لوله به نام مرحله كدگشايي پس از مرحله واكشي جهت توليد سيگنال‌هاي كنترلي مورد نياز جايگزين شد.

شكل 2 : نسل‌هاي مختلف معماري مجموعه دستورالعمل‌ها

3. كامپيوترهاي بدون دستورالعمل (NISC) كه با حذف كامل دستورالعمل‌ها و مرحله كدگشايي كه در حال حاضر توسط محققين دانشگاه كاليفرنيا- ايرواين ، در حال توسعه مي‌باشند. در اين معماري با حذف مرحله كدگشايي، كلمات كنترلي مستقيما داخل حافظه برنامه ذخيره مي‌شود، از انجا كه اين كلمات دو تا سه برابر بزرگتر از دستورالعمل‌هاي ساده RISC مي‌باشند، حافظه برنامه NISC دو تا سه برابر بزرگتر از حافظه برنامه RISC مي‌باشد. با اين وجود هر كلمه كنترلي NISC مي‌تواند دو تا سه دستورالعمل RISC را شبيه سازي كند از اين رو مي‌توان در يك برنامه خاص اندازه حافظه برنامه NISC را برابر با اندازه حافظه RISC دانست، هچنين معماري مبتني بر NISC كاملا پارامترايز و قابل تغيير مي‌باشد طوري كه ميتوان به كمك آن هر برنامه‌اي را جهت دسترسي به پارامتر‌هاي كليدي طراحي، همانند كارايي بالاتر، مصرف توان و مساحت كمتر بهينه سازي كرد.