processor

Udviklingen har muliggjort, at der kan integreres stadig flere transistorer på en enkelt chip. De første processorer indeholdt således kun nogle få tusinde transistorer, mens en moderne processor i dag (2025) kan indeholde flere hundrede milliarder transistorer.

Siden fremkomsten af de første processorer i 1971 og frem til midten af 2010’erne er deres regnekapacitet blevet fordoblet ca. hver 18. måned pga. udviklingen af stadig mere avancerede VLSI (Very Large Scale Integration)-processer til chipfremstillingen. Den udvikling kaldtes Moores Lov. I dag drives udviklingen i chips kapacitet af flere andre faktorer.

I slutningen af 1970'erne kom de første pc'er på markedet. De var udstyret med nogle af datidens kraftigste processorer. Selvom de kun kunne udføre 50.000-100.000 instruktioner per sekund, var de lige så hurtige som mange af datidens kraftigste computere (mainframes).

Processorers kapacitet angives ofte ved, hvor hurtigt de kan behandle instruktioner (Instructions Per Cycle, IPC), og hvor meget varme de udleder (Thermal Design Power, TDP). IPC og TDP giver et billede af en processors ydeevne og energieffektivitet, og ofte beregnes en samlet ydelse per watt, som angiver processorens energieffektivitet (hvor meget regnekraft processoren kan levere per watt). En høj IPC og lav TDP er ofte ønskeligt i mobile og indlejrede systemer. Det er især relevant for processorer i batteridrevne enheder som mobiltelefoner og smart home-enheder.

De fleste processorer har flere kerner. Det gør det muligt at afvikle flere instruktioner parallelt på samme tid. Ofte bruges begreberne dual-core om processorer med to kerner og quad-core om processorer med fire kerner.

En typisk bærbar eller stationær computer har mellem fire og 16 kerner, mens store servere kan have 96 eller flere.

De fleste processorer til mobiltelefoner har et mindre antal store kerner til tunge opgaver som spil og billedbehandling, og flere mindre kerner, der udfører de lettere opgaver som mails og baggrundsopdateringer. Denne arkitektur kaldes for big.LITTLE.

Den samme kerne kan udføre flere tråde på samme tid ved hjælp af Simultaneous Multithreading (SMT), også kaldet hyper-threading. Kernen udfører instruktioner i den ene tråd, mens den anden tråd er inaktiv fx mens den venter på data. Det giver ikke dobbelt ydelse, men en forbedring af effektiviteten på typisk 15-30 procent.

Processorer spiller i dag en væsentlig rolle i cybersikkerhed. Det sker efter, flere sårbarheder i 2018 viste, at data og instruktioner kunne aflæses gennem såkaldte sidechannel-angreb.

Meltdown er en sårbarhed, som gjorde det muligt, at et program kan læse beskyttet hukommelse, som det ikke burde have adgang til.

Spectre-sårbarheden udnytter, at processorerne anvender speculative execution til at forudsige den næste instruktion, der skal udføres. Ved hjælp af bestemte instruktioner kan denne fremgangsmåde bruges til at få adgang til data fra andre programmer.

Disse angreb kan imødegås ved at afvikle kode i beskyttede hukommelsesregioner, kaldet enklaver. Denne fremgangsmåde benyttes blandt andet i processorer fra Intel (Software Guard Extensions, SGX) og Apple (Apple Secure Enclave).

En processors instruktionssæt definerer de instruktioner (kommandoer), som processoren forstår og kan udføre.

Et instruktionssæt kan enten benytte Complex Instruction Set Computing (CISC) eller Reduced Instruction Set Computing (RISC).

CISC-baserede instruktionssætarkitekturer har mange og komplekse instruktioner. Det betyder, at programmer til disse processorer kan være kortere, men mere komplekse at udvikle. CISC-arkitekturen anvendes blandt andet i x86/x64-processorerne fra AMD og Intel.

RISC-baserede instruktionssætarkitekturer har færre og mere enkle instruktioner, hvilket gør det hurtigere at afvikle programmerne. Den arkitektur bruges i ARM-processorer i mobiltelefoner og bærbare computere.

• Chip
• Computer
• Mobiltelefon