计算机体系结构国家重点实验室于2011年10月13日经科技部批准建设（中国科学院计算技术研究所是建设承担单位），主要从事计算机体系结构相关领域的应用基础研究。实验室主任：孙凝晖研究员（兼）；副主任：李晓维研究员（常务）、冯晓兵研究员；学术委员会主任：李国杰院士。现有研究员18人（其中：院士2人、国家杰出青年科学基金获得者3人、“****”入选者2人、“百人计划”入选者5人）；副研究员及高级工程师19人；在读研究生137人；客座研究人员19人。

　　重点实验室下设四个实验室（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）和四个研究组（并行算法研究组、处理器设计研究组、存储体系结构研究组、量子计算研究小组）。目前承担着创新研究群体科学基金项目和973项目。

主要研究方向和近期研究内容：

1. 高端计算体系结构方向：研究超艾级高端计算机的体系结构；研究面向云计算和网络计算的新型计算机体系结构；研究新型并行结构及数据中心中的互连技术；研究海云计算体系结构；研究面向计算机族群的体系结构。

2. 微体系结构方向：研究多核处理器的新型体系结构；研究XPU处理器体系结构；研究可重塑异构处理器芯片及体系结构。

3. 编译和编程方向：研究面向大众用户的并行编程语言及环境；研究全生存周期的应用程序优化及并行程序分析方法、错误检测和调试技术；针对非硅结构计算，探索这种新型计算形态下的计算逻辑、程序员的语义描述方法和编程模型；研究数据密集型应用的编程模型MPI-D。

4. VLSI与容错计算方向：研究纳米芯片、三维芯片设计测试与验证技术；研究面向云计算、网络计算等高通量计算的容错计算模型和设计方法；研究硅基光导、射频等新型片上互连技术。

5. 非传统体系结构方向：研究量子计算机体系结构；研究光计算机体系结构；研究以神经元、DNA等为基础的计算机体系结构；研究以忆阻器（Memristor）为核心器件的新型智能芯片体系结构。