O núcleo do AVR combina um rico conjunto de instruções com 32 registros de trabalho de uso geral. Todos os 32 registros estão conectados diretamente à Unidade Aritmética Lógica (ALU), permitindo dois registradores a serem acessados em uma única instrução executada em um ciclo de clock. O resultado a arquitetura é mais eficiente em termos de código, ao mesmo tempo em que obtém rendimentos até dez vezes mais rápidos que os microcontroladores CISC convencionais.

Comparativamente o ATTINY2313-20PU é fisicamente bem maior que o seu primo ATTINY85 pois tem 20 pinos físicos, dos quais até 18 podem estar disponíveis como pinos de entrada e saída digital (o ATtiny2313 não tem entrada analógica), e 4 oferecem PWM.