Prosessoren

Åpne bilde i et nytt vindu

CC BY-SA

Bilde: Ilya Plekhanov

Prosessoren, også kalt CPU (Central Processing Unit), henter og lagrer instruksjoner og data som skal bearbeides til arbeidsminne (RAM). Den går gjennom instruksjonene steg for steg til den kommer til et resultat. Resultatet kan så bli lagt tilbake i arbeidsminnet, eller bli lagt i minnet til enheten som trenger informasjonen, for eksempel skjermkortet.

Prosessoren styrer dermed i stor grad hva de andre delene av datamaskinen skal gjøre til enhver tid. Den er sentralt plassert på hovedkortet, som oftest under en kjøleribbe og kjølevifte for å hjelpe å spre varmen den lager.

Kjerne (core)

Åpne bilde i et nytt vindu

CC0

Bilde: Fritzchens Fritz

En kjerne er en samling av mindre deler som sammen kan hente inn instruksjoner og gjøre de utregningene som trengs. Siden kjernen er bygget opp av flere mindre deler, er det viktig at delene jobber i takt. En felles klokkefrekvens er derfor nødvendig.

Flerkjernet prosessor

Tidligere hadde hver prosessor bare én kjerne. Det ble etter hvert vanskeligere å øke hastigheten kjernen kunne arbeide i. For å fortsette å gjøre datamaskinene raskere var det derfor nødvendig å gå over til prosessordesign med flere kjerner.

Av praktiske årsaker produseres ofte flere prosessorkjerner sammen i det vi kaller en chiplet, og en prosessor kan ha flere chiplets. Dermed kan en moderne prosessor ha mellom fire og sekstifire kjerner totalt.

I/O-kontroller (brikkesett)

For å koble sammen prosessorkjernene og gjøre det mulig for prosessoren å nå de andre komponentene i datamaskinen, trenger vi en I/O-kontroller.

Disse kan ha få eller mange funksjoner:

• Være kommunikasjonssentral mellom prosessorkjerner
• Gi kjernene tilgang til arbeidsminne (RAM)
• Gi tilgang til felles hurtigminne
• Lage PCI Expressbaner (lanes) som går ut til andre komponenter i datamaskinen
• Kan ha innebygget USB-kontroller
• Kan ha innebygget skjermkort (spesielt relevant på bærbare datamaskiner, tablets og mobiltelefoner)
• Kan ha radiosendere for trådløse og mobile nettverk (spesielt relevant på bærbare datamaskiner, tablets og mobiltelefoner)

Moderne prosessorer har et innebygget brikkesett som raske enheter på hovedkortet kobler seg til direkte. Det er også et brikkesett montert på hovedkortet som tar seg av kommunikasjon mot langsommere enheter og hovedkortspesifikke enheter som lydkort, UEFI/BIOS og USB-porter.

I animasjonen under kan du se hvordan prosessoren får kontakt med alle de forskjellige komponentene av datamaskinen gjennom brikkesettet.

En instruksjon er en type bearbeidelse av data som en prosessor kan gjøre. Dette kan være enkle instruksjoner som å hente inn data fra arbeidsminne, legge sammen to tall eller sammenligne to forskjellige tall. Det finnes også mer avanserte instruksjoner, noen av disse er en kombinasjon av to enklere. Et instruksjonssett er en liste over instruksjoner som en prosessor kan bruke.

Noen instruksjonssett har mange mulige instruksjoner, og andre har få. Avhengig av typen utregninger prosessoren skal gjøre, vil forskjellige instruksjonssett være å foretrekke. Det viktige her er at operativsystem, programvare og drivere må være tilpasset prosessorens instruksjonssett.

X86-64

X86-64 er 64-bit versjonen av x86, et instruksjonssett laget av Intel. Dette er det mest brukte instruksjonssettet for vanlige stasjonære og bærbare datamaskiner. En maskin som kjører Windows eller macOS operativsystem vil som oftest være X86 eller X86-64. X86-64 har et ganske stort instruksjonssett, noe som gjør det veldig fleksibelt, men lite effektivt for enkle oppgaver. Et stort instruksjonssett er derfor mindre nyttig der hvor strømsparing er viktig.

ARM

ARM er en gruppe med forskjellige instruksjonssett utviklet av bedriften ARM. Så å si alle mobiltelefoner, tablets og annen småelektronikk med en prosessor bruker et av disse reduserte instruksjonsettene. En ARM-prosessor vil bruke mindre strøm på å gjennomføre enkle oppgaver enn en X86-prosessor, men vil bruke flere prosessorsykluser på mer avanserte oppgaver. Det betyr tregere hastighet og potensielt større strømforbruk.

I fremtiden er det ikke umulig at datamaskiner og annet utstyr med prosessorer kan få støtte for flere samtidige prosessorer og instruksjonssett. På denne måten kan vi bruke en ARM-prosessor på enkle oppgaver og en X86-prosessor eller lignende på mer avanserte oppgaver.