以计算机系统结构的学科优势为依托，围绕超并行计算机系统和多核处理器开展基础研究和高技术前沿探索。主要研究方向包括：高性能计算机系统设计理论，微处理器设计的新原理、新结构和新方法。通过研究新型高性能计算机的体系结构，面向新型体系结构的模拟仿真、操作系统、应用建模和优化技术，高端处理器的微体系结构，跨平台多系统虚拟化技术、大规模片上多核并行处理器设计方法、可扩展可重构处理器设计方法，并行程序设计模型、语言、编译，先进微处理器的代码生成与优化，计算机体系结构及微体系结构可靠性设计，多核处理器的自测试、自诊断、自修复设计，VLSI测试和设计验证方法，为高性能计算机系统和高性能处理器设计领域的发展持续提供创新方法和关键技术。解决本领域国家急待解决的重大关键问题，推动计算机系统结构学科的科技进步。

建立具有国际水平的计算机体系结构研究实验平台，为全国计算机体系结构研究提供基础支持，为提高我国计算机体系结构整体研究水平作出贡献。建设一支高水平、跨学科、结构合理的研究队伍，将学术骨干培养成为所在研究领域中享有国际声誉的科学家，在国际上代表国内最高水平，建立计算机体系结构领域国际一流的科学研究、技术创新和人才培养的基地。以满足高性能计算、高通量计算和人机物三元融合的计算需求为突破口，研究万亿次级芯片体系结构，构建艾级（更高）高性能计算机；研究千线程级芯片体系结构，构建千万线程级高通量计算机；发展可重塑芯片和族群体系结构，构建海云计算融合新型计算模式。进行面向艾级计算、EB 级数据、亿级并行的基础研究，研制50GF/w 原型系统，突破2020 技术墙。具体包括：单芯片百瓦、千核、十万亿次的处理器体系结构设计、测试验证和自修复方法；十万个处理器芯片构成的系统互连和容错方法；亿级并行度的编程和算法设计方法；高端计算如何利用新工艺、新器件（3D 封装、光互连）的最新成果。

为求解计算机领域的上述重大科学问题，同时面向长远的科学发展需求，计算机体系结构国家重点实验室设立五个主要研究方向，即计算机系统、微体系结构、编译和编程、VLSI与容错计算、非传统计算机体系结构。围绕五个研究方向，结合实验室现有的基础和未来的发展规划，进一步分为四个实验室和四个研究组：先进计算机系统实验室、微体系结构实验室、编译与编程实验室、集成电路实验室、并行算法研究组、处理器设计研究组、存储系统研究组、量子计算研究组。

计算机体系结构国家重点实验室正式在编固定人员78人（研究人员60人，技术支持16人，管理2人），研究员16人（其中院士2人），副研究员/高工14人。在读研究生133人，客座研究人员17人。其中，3人获得“国家杰出青年科学基金”，1人获得中国十大杰出青年，4人入选中科院百人计划，1人获得全国优秀博士论文奖，2人获得了全国优秀博士论文奖（提名），2人获得中国青年科技奖，2人获得了中国计算机学会优秀博士论文奖，2个团队获得中科院杰出科技成就奖。经过50年来的建设，实验室已形成三个梯队组成的、精干的、有凝聚力的研究群体。第一梯队是以李国杰院士为代表的学术带头人，他们创建了，并带领实验室成为了国内有重要影响力的体系结构应用基础研究基地。第二梯队是一批年龄在40岁左右，以孙凝晖、胡伟武为代表的青年学术带头人和研究骨干，是实验室的中坚力量。第三梯队的35岁以下研究人员已成为实验室固定人员的最大群体，大部分为自己培养博士，也有从国内引进，留学归国的人才。

1、学术委员会主任：李国杰院士

2、实验室主任：孙凝晖；常务副主任：李晓维；副主任：冯晓兵

3、实验室党支部书记：冯晓兵

4、学术秘书：董慧

高端计算体系结构方向

（1） 大型计算机系统研究组：张立新，侯锐

（2） 应用驱动的系统设计研究组：詹剑锋，王磊

（3） 面向数据的系统结构研究组：陈明宇，熊劲，包云岗

（4） 算法与体系结构研究组：孙凝晖，谭光明

（5） 操作系统研究组：孙毓忠

（6） 存储体系结构研究组：许鲁，刘振军

微体系结构方向

（1） 片上并行技术研究组：唐志敏

（2） 片上系统设计研究组：张志敏

（3） 众核处理器设计研究组：范东睿

（4） 高级微处理器技术研究组：胡伟武，章隆兵

编译和编程方向

（1） 动态编译研究组：武成岗

（2） 并行编程环境研究组：吴承勇，陈莉

（3） 面向微体系结构的编译优化研究组：冯晓兵，连瑞琦

VLSI与容错方向

（1） 测试与设计验证研究组：李华伟

（2） 可靠性设计研究组：胡瑜

（3） VLSI与容错设计研究组：李晓维，韩银和，张磊

非传统体系结构方向

（1） 非传统体系结构研究组：徐志伟，孙晓明