Processorenheter

Processorenheter, eller kjerner, er de uavhengige ytelsesenhetene i en moderne prosessor som kan kjøre instruksjoner samtidig. En kjerne har vanligvis sin egen instruksjons-pipeline, registre og ofte privat cache, slik at den kan hente og kjøre kode uavhengig av andre kjerner.

I moderne prosessorer deles viktige deler av systemet mellom kjernene. Hver kjerne har gjerne L1- og L2-cache, mens en felles L3-cache eller senere nivåer kan deles mellom flere kjerner. Minne- og cachekoherens sørger for at data som flyttes mellom kjerner er konsistente, slik at programvare ikke får motstridende opplysninger. Forsterket parallelisme oppnås ved å tildele forskjellige tråder til ulike kjerner.

Ut over at flere kjerner gjør det mulig å kjøre flere oppgaver parallelt, finnes det også teknikker som simultan multitråding (SMT), ofte kjent som hyper-tråding. SMT lar en enkelt kjerne kjøre flere tråder samtidig for bedre utnyttelse av utstyrte ressurser. Noen systemer bruker heterogene kjernearkitekturer, der ulike kjerner har forskjellige styrker og energiforbruk, som i big.LITTLE-designene der høyytelseskjerner blandes med effektive kjerner.

Kjernene er sentrale for ytelse, men forbedringer avhenger av programvareparallellisering, minnebandbredde og strømkostnader. Moderne forbrukerprosessorer har ofte 4–16 kjerner, serverprosessorer betydelig flere, og veksten i antall kjerner møter fysiske grenser knyttet til varme, strøm og programvaretilrettelegging. Det er viktig å skille mellom antall fysiske kjerner og logiske kjerner som kan oppstå gjennom SMT.