keskprosessorit

Keskusprosessorit (CPU:t) ovat tietokoneen keskeisiä suorittimia, jotka toteuttavat suurimman osan ohjelmistojen laskentatehtävistä. Ne hakevat, dekoodaavat ja suorittavat ohjeita sekä hallinnoivat tiedon liikettä muistista. CPU vastaa käyttöjärjestelmän ja sovellusten ohjauksesta sekä muista järjestelmän komponenteilta tulevan datan koordinoinnista.

CPU:lla on yksiköitä nimeltä ytimet, ja nykypäivän prosessorit ovat usein moniydinratkaisuja. Moniydellä voidaan suorittaa useita tehtäviä samanaikaisesti. Prosessorit käyttävät ohjearkkitehtuuria (ISA) kuten x86, ARM tai RISC-V. Sisäinen mikroarkkitehtuuri sisältää putkistoja, haarautumisen ennustusta ja välimuisteja (L1/L2/L3). Suorituskykyyn vaikuttavat kellotaajuus, ohjeiden läpivienti per sykli (IPC), ytimeiden määrä ja välimuistin koko sekä muistin kaistanleveys.

Käyttökohteet ovat desktop- ja palvelinprosessoreita, kannettavat ja mobiililaitteiden prosessorit sekä integroidut järjestelmäpiirit (SoC). X86-arkkitehtuuri hallitsee suurta osaa PC-ympäristöistä, kun taas ARM- ja RISC-V -prosessoreita käytetään laajasti mobiililaitteissa ja kevyemmissä järjestelmissä. Suurimmat valmistajat ovat Intel, AMD ja Apple, sekä lukuisat ARM-pohjaisten ratkaisuja tarjoavat lisenssiyhtiöt.

Trendit: chiplet-pohjaiset suunnittelut, 3D-pakkaus (stacking) ja heterogeeninen laskenta, jossa käytetään erillisiä kiihdyttimiä tekoälytehtäviin. Energiatehokkuus sekä suorituskyvyn ja tehon tasapaino ovat keskeisiä kehityskohteita. CPU-kehitys pyrkii kasvattamaan suorituskykyä samalla alentamalla lämpökuormaa.