Они, как правило, реализуются с помощью микрокода, вы можете прочитать об этом здесь , в основном это зависит от типа используемых вами процессоров (встраиваемых, многоядерных, энергосберегающих и т. Д.),У Intel есть некоторые детали архитектуры здесь (в остальных руководствах также есть более мелкие детали).
Сейчас это немного старая школа, но вы также должны найти this полезно и интересно, в нем подробно описывается дизайн процессоров серии Pentium 4, включая реализацию набора команд.