Processorn

Processorn

Processorn är den viktigaste delen av en dator, då det är den som utför majoriteten av alla beräkningar. Den kallas även CPU från engelskans Central Processing Unit. Detta kapitel förklarar hur processorn fungerar och visar vad som skiljer mellan olika modeller.

Processor i ett datorchassi

Processorarkitekturer

Processorn anses vara datorns motsvarighet till människans hjärna. Till skillnad från våra hjärnor som alla fungerar på liknande sätt, finns det flera olika typer av processorer. Om vi människor blir instruerade att addera två äpplen med tre äpplen förstår vi att det blir fem äpplen. Vissa processorer skiljer sig däremot så fundamentalt att de måste bli instruerade på helt olika sätt för att ”begripa” vad de ska göra. Mjukvarorna måste således också anpassas för vilken typ av processor de ska instruera. Processorerna delas därför upp i olika grupper utifrån vilken så kallad arkitektur de bygger på. Exempel på sådana är X86 och ARM.

X86

X86 (även känd som i386, X86-32 och IA-32) är arkitekturen som används i nästan alla traditionella stationära och bärbara datorer. Det är nämligen den arkitekturen som Windows och Mac OS är gjord för att köras på. Namnet X86 kommer från några av Intels första processorer som kallades 286, 386 och 486. När de fasades ut fick begreppet X86 ändå bli kvar som ett de facto-namn för arkitekturen.

Idag finns endast två stora tillverkare av X86-processorer: Intel och AMD. De har med tiden utvecklat X86-arkitekturen, vilken på så sätt har fått allt fler funktioner. Bakåtkompatibiliteten har dock upprätthållits i väldigt stor utsträckning.

Det enskilt största utvecklingssteget av arkitekturen var när den bytte från att vara 32-bitarsbaserad till 64-bitarsbaserad  (läs mer om detta i här). Till och med då upprätthölls kompatibiliteten, så att de moderna 64-bitarsbaserade processorerna även kunde köra gamla 32-bitarsmjukvaror.

När X86 blev 64-bitarsbaserad bytte arkitekturen mer eller mindre namn till X86-64. Det namnet har sedermera förkortats ned till bara X64, vilket har orsakat viss förvirring. X86 syftar alltså på 32-bitarsversionen medan X64 syftar på 64-bitarsversionen.

Microsoft använder namnen X64 respektive X86 för att särskilja 64- och 32-bitarsversionerna av mjukvaror.
Microsoft använder namnen X64 respektive X86 för att särskilja 64- och 32-bitarsversionerna av mjukvaror.

ARM

Mobiler och surfplattor använder vanligtvis ARM-processorer (Advanced RISC Machine) eftersom sådana är mycket strömsnåla och ger bra batteritid. iOS och Android är exempel på operativsystem som är gjorda för ARM-arkitekturen, även om Android även förekommer i en X86-version.

ARM kan även användas i traditionella datorer. Skrivbordsversionen av Windows kunde tidigare endast köras på X86-processorer, men våren 2017 presenterade Microsoft en stor nyhet. Genom att använda en emulator, inbyggd i operativsystemet, kan numera skrivbordsversionen av Windows även köras ARM-processorer. Det öppnar potentiellt för billigare, kompaktare och mer strömsnåla datorer.

ARM finns likt X86 i både 32- och 64-bitarsversioner. Den senaste 32-bitarsversionen av ARM kallas ARM v7 och den nya 64-bitarsversionen kallas ARM v8. Se mobilsektionen för mer information om detta.

X86 eller ARM

X86 har historiskt sett varit en strömhungrig prestandaarkitektur. ARM har tvärt­emot varit en strömsnål och förhållandevis klen arkitektur. Det är därför som de två arkitekturerna har använts i helt olika typer av processorer. Nu börjar det dock ske förändringar. Surfplattor och mobiler tar över en allt större andel av den totala datormarknaden. Eftersom X86-producenterna inte vill tappa omsättning har de i stor utsträckning bytt utvecklingsfokus från att göra sina processorer snabbare till att göra dem strömsnålare. ARM-producenterna har samtidigt gått i motsatt riktning och gjort sina senaste processorer till riktiga prestandamonster. Flera Chromebook-tillverkare (däribland Samsung och HP) har börjat välja sådana processorer till sina bärbara datorer som kör Chrome OS.

X86- och ARM-processorerna närmar sig samma segment från varsitt håll.
X86- och ARM-processorerna närmar sig samma segment från varsitt håll.

Arkitektursammanställning

X86-operativsystemARM-operativsystem
Windows Windows
Mac OS iOS
Android Android
Chrome OS Chrome OS

Hertz - processorns puls

Egenskapen som framhävs mest för en dators processor är dess klockfrekvens. Klockfrekvensen mäts i hertz (Hz) och anger hur många klockcykler per sekund som processorn hinner med. 2,0 GHz innebär två miljarder klockcykler per sekund. Säg att en processor har klockfrekvensen 2,0 GHz och kan göra en beräkning per klockcykel. Det innebär att den hinner med två miljarder beräkningar per sekund. En liknande processor med klockfrekvensen 3,0 GHz hinner med ytterligare en miljard beräkningar varje sekund.

Under nittiotalet ökade processorernas klockfrekvenser successivt, vilket gjorde att de blev allt snabbare. Klockfrekvenser gick från att mätas i megahertz till gigahertz. Runt millennieskiftet var de hetaste datorerna var utrustade med 3,2 GHz-processorer. Dessa datorer var inte bara ”heta” i vardagligt tal utan även fysiskt. Den höga klockfrekvensen gjorde att processorerna drog mycket ström och genererade mycket värme.

För att kunna fortsätta utvecklingen var processortillverkarna tvungna att hitta andra lösningar än att enkomt höja klockfrekvensen. De bytte därför fokus till att i stället effektivisera processorn, så att den kunde utföra så mycket som möjligt under en och samma klockcykel. Det gjorde att dagens processorer har betydligt högre prestanda än sina föregångare, även om de har lägre klockfrekvenser.

Klockfrekvensen är numera missvisande då den inte berättar något om hur effektivt processorn arbetar utan endast hur snabbt. En äldre processor kan ibland behöva flera klockcykler för att utföra ett jobb, medan en modern modell kan utföra samma jobb under en enda. En rättvis prestandajämförelse mellan två processorer utifrån deras klockfrekvenser kan därför endast göras om de är av samma modell och generation.

Jämförelse mellan i7 7700 och i7 7700K

I jämförelsen ovan (mellan två Core i7-processorer) vinner modellen Core i7 7700K. Eftersom processorerna är nästan identiska och är av samma generation kan klockfrekvensen användas för att se vilken modell som vinner.

Om samma jämförelse skulle göras mellan Core i5-processorn 6600K från 2015 och Pentium 4-processorn 570J från 2004, hade resultatet däremot sett annorlunda ut. Visserligen har Pentium 4-processorn en högre klockfrekvens men Core i5-processorn vinner ändå med hästlängder.

Jämförelse mellan Core i5-processorn 6600K från 2015 och Pentium 4-processorn 570J från 2004

Cacheminne - processorns eget minne

En processor behöver ibland behandla samma data flera gånger. I stället för att hämta informa­tionen från RAM-minnet varje gång, kan de nästkommande instruktionerna ligga i processorns eget minne. Mängden cache-minne har stor inverkan på datorns ­prestanda, då ett stort cache-minne minskar antalet gånger som processorn behöver läsa från RAM-minnet.

Processorn har dessutom flera olika lager av cache-minne. De brukar benämnas L1, L2 och L3 (det är inte alla processorer som har alla lager). Skillnaden mellan dem ligger i storlek och åtkomsttid. Om det inte står vilket lager av minne som specificeras är det oftast L2- eller L3-cachen det handlar om eftersom L1-cachen alltid är liten.

Det vore prestandaeffektivt att använda mycket cache-minne i stället för RAM-minne, men det hade blivit orimligt dyrt. Det är därför endast premiumprocessorerna som utrustas med extra mycket cache­-minne och det ger en tydlig avspegling på priset.

Flerkärniga processorer (multi-core)

Kärnan (eng. core) är den del i processorn som utför beräkningarna. Förr i tiden användes enkärniga processorer som endast kunde utföra en beräkning åt gången. Det gjorde att köer uppstod när många processer var igång samtidigt. Ett bekant problem var när exempelvis musikspelaren kördes samtidigt som ett annat krävande program. Musiken kunde då hacka till eller stanna av när processorn utsattes för hög belastning från det andra programmet.

Intel hittade en lösning på problemet med köbildningen: multi-threading (även kallat hyper-treading). När en processor med multi-threading väntade på information från minnet kunde den beräkna något annat undertiden och på så sätt varva ­uppgifterna. En processor med multi-threading-teknik blev därför snabbare vid hög belastning än en vanlig processor som saknade tekniken.

En processor med multi-threading-tekniken simulerade på detta vis två kärnor. Den ”lurade” operativsystemet att tro att den hade två kärnor som kunde dela på uppgifterna. Riktigt så bra var det inte eftersom det i slutänden ändå var en kärna som utförde jobben. Nästa steg i utvecklingen blev att addera fler riktiga kärnor, så att processorerna kunde uppnå ännu större prestandavinster.

En nackdel med användandet av flerkärniga processorer är att programmen måste ­anpassas för att kunna dra nytta av alla kärnor. Det är än så länge långt ifrån alla ­program som är bra på det.

Aktivitetshanteraren visar att den aktuella datorn har fyra kärnor.
Aktivitetshanteraren visar att den aktuella datorn har fyra kärnor.

<pPå nyare prestandaprocessorer har Intel och AMD byggt in multi-threading-tekniken i alla kärnor. Med den kan till exempel åtta kärnor simuleras på en fyrkärnig processor. Detta beskrivs som att processorn har fyra kärnor och åtta trådar eller åtta logiska kärnor.

Aktivitetshanteraren visar att den aktuella datorn har åtta kärnor (egentligen fyra kärnor med multi-threading-teknik).
Aktivitetshanteraren visar att den aktuella datorn har åtta kärnor (egentligen fyra kärnor med multi-threading-teknik).

Här följer en översikt över namnen som brukar användas för processorer med olika antal kärnor.

Antal kärnorNamn
1 kärna Single core
2 kärnor Dual core
3 kärnor Tripple core
4 kärnor Quad core
6 kärnor Hexa core
8 kärnor Octa core

Turbo Boost och Turbo Core

Turbo Boost är en teknik som Intel har implementerat i flera av sina Core-processorer. Tekniken går ut på att ge extra kraft till processorn när den behöver det som mest. När datorn arbetar extra hårt kan processorns alla kärnor få en liten ”Turbo Boost” för att utföra jobbet.

Turbo Boost på alla kärnor

Om det inte är alla kärnor som arbetar hårt utan bara några av dem kan Turbo Boost-funktionen hjälpa dem individuellt också. Turbo Boost är därmed en mycket användbar teknik för att snabba upp program som inte är optimerade för flerkärniga processorer.

Turbo Bosst på enskilda kärnor

AMD har två motsvarande tekniker vid namn Turbo Core och Precision Boost. Precision Boost ­används i AMD:s Ryzen-serie. Vissa AMD-processorer har även stöd för XFR (Extended Frequency Range) som kan höja frekvensen ytterligare om processorn kan hålla en relativt låg temperatur (d.v.s. om en bra kyllösning används).

32- och 64-bitarsprocessorer

Ett stort RAM-minne gör att datorns prestanda ökar och att den upplevs snabbare. Samtidigt ökar programmens behov av RAM-minne för varje år som går. Det ställer till problem för gamla datorer som kör så kallade 32-bitarssystem, eftersom de inte kan ha mer än 4 GB RAM-minne. Läs mer om denna begränsning i Behovet av stort RAM-minne. För att komma runt begränsningen introducerades 64-bitarssystem. I en 64-bitarsdator med Windows 10 kan RAM-minnet vara 2 TB stort (128 GB i Home-versionen). Macen med mest RAM-minne som säljs hösten 2017 är utrustad med 128 GB RAM-minne.

För att en dator ska kunna köra ett 64-bitarssystem krävs följande:

  • en 64-bitarsprocessor
  • ett 64-bitarsoperativsystem
  • 64-bitarsdrivrutiner för all ansluten hårdvara.


Det är lätt att undersöka om ens Windows-dator kör ett 32-bitars- eller 64-bitarssystem. I Windows 7, 8 och 10 räcker det med att högerklicka på Den här datorn i Utforskaren och välja Egenskaper. Det går även att nå sidan genom att trycka Windows-knappen och Pause/break-tangenten.

Huruvida datorn använder ett 32- eller 64-bitarsoperativsystem visas i systemöversikten.
Huruvida datorn använder ett 32- eller 64-bitarsoperativsystem visas i systemöversikten.

Dagens Windows-datorer kör i princip alltid 64-bitarsoperativsystem. För tio år sedan var det betydligt ovanligare eftersom 64-bitarsrelaterade kompatibilitetsproblem då var vanligt förekommande. Grundregeln säger att i ett 64-bitarssystem går det att köra både 64-bitars­program och 32-bitarsprogram. Det finns dock vissa undantag, framför­allt när det gäller drivrutiner. De måste vara skrivna för 64-bitarssystem för att fungera i sådana.

Vid manuell installation av en drivrutin brukar användaren få välja mellan två olika versioner, beroende på om drivrutinen ska installeras på ett 32-bitarssystem eller ett 64-bitarssytem. Drivrutinerna för 32-bitars­system brukar vara märkta 32-bit, x86 eller i386, medan 64-bitarsdrivrutinerna brukar vara märkta 64-bit, x64 eller x86-64.

Vissa tillägg (plug-ins) kan också ha problem med 64-bitarssystem. Exempelvis kan inte 64-bitarsversioner av webbläsare använda 32-bitarstillägg. Samma sak gäller 32-bitarstillägg till 64-bitarsversionerna av Microsoft Office. Som tur är går det att installera 32-bitarsversioner av de nämnda programmen på 64-bitarsystem, vilket i sin tur gör det möjligt att använda 32-bitarstillägg.

Det råder inga tvivel om att det är 64-bitarssystem som kommer att användas i fram­tiden. Adobes populära program Premiere Pro och After Effects har redan 64-bitarssystem som ett krav.

Apple var sena med att lansera 64-bitarsstöd i Mac OS. Det kom först i Mac OS 10.6 (Snow Leopard) som lanserades 2009. Därefter gick 64-bitarsövergången desto ­snabbare. Sedan Mac OS 10.8 (Mountain Lion) som lanserades 2012 är Mac OS ett rent 64-bitarsoperativsystem (det finns ingen 32-bitarsversion). Likt Windows går det fortfarande att köra 32-bitarsapplikationer i Mac OS även om själva operativsystemet är 64-bitarsbaserat.

Intels marknadsnamn

För att göra det enkelt för konsumenter att välja processor har både Intel och AMD satt marknadsnamn på sina processorer. Marknadsnamnen avslöjar egentligen mycket lite om tekniken i processorerna. De är snarare ett sätt att beskriva processorernas ­tidsenliga prestanda.

Till exempel har dagens Pentium-processorer få likheter med fem år gamla modeller med samma namn. Dagens Pentium-modeller är avskalade Core i5-processorer med bland annat lägre klockfrekvenser och mindre cache-minnen. Pentium-modellerna från 2009 var avskalade Core 2-processorer, vilket var den tidens motsvarigheter till dagens Core i5-modeller. Det innebär att tekniken i Pentium-processorerna har förändrats med tiden så att de har behållit sin relativa prestandanivå på marknaden.

För kontorsdatorer används marknadsnamnen Celeron och Pentium. Båda dessa modell­serier är idag två- eller fyrkärniga och bygger på modern teknik. Det gör att en modern Celeron­-processor med låg klock­frekvens gör datorn snabbare än en gammal Pentium 4-processor med hög klockfrekvens. Celeron-modellerna har dessutom fått ett rejält uppsving tack vare den ökade försäljningen av Chromebook-datorer (läs mer om Chrome OS). I sådana datorer är Celeron en av de vanligaste processorerna och ger ofta något högre prestanda än ARM-alternativen.

Pentium-modellerna ligger snäppet ovanför Celeron-modellerna och de ger bra ­prestanda för kraftfulla kontorsdatorer, enklare mediadatorer och 2-i-1-datorer.

Intels processorer för kontorsdatorer 2017.
Intels processorer för kontorsdatorer 2017.

Ovanför Celeron- och Pentium-processorerna finns Core-familjen med fler och snabbare processorkärnor samt bättre integrerade grafikkretsar. I Core-familjen finns Core i3, Core i5, Core i7 och den nytillkomna Core i9. Core i3-processorerna är dubbelkärniga insteg till de lite kraftfullare datorerna, medan Core i5-processorerna är "mainstreammodellerna" bland prestandadatorer idag. Core i5-processorer är lämpliga för hem­videoredigering, vanlig gaming med mera. De finns i både tvåkärniga utföranden med fyra trådar och fyrkärniga utföranden med lika många trådar (alltså utan hyper-threading).

Core i7-­processorerna rekommenderas till användare med mycket höga prestandakrav (t.ex. för avancerad videoredigering, animering och gaming). Core i7-processorerna finns i både fyr- och sexkärniga utföranden till stationära datorer, medan det till bärbara datorer även finns tvåkärniga alternativ. Core i7-processorerna använder (till skillnad från Core i5-processorerna) alltid hyper-threading för att få dubbelt så många trådar som kärnor.

Intels Core i3, i5 och i7 för 2017.
Intels Core i3, i5 och i7 för 2017.

Core i9 är de högst presterande processorerna som Intel erbjuder för konsumenter. Core i9-processorerna har mellan 10 och 18 kärnor med multi-threading. Core i9-processorerna är lämpliga för dem som har extremt höga prestandakrav med flera tunga applikationer igång samtidigt.

Core i9-processorerna har mellan 10 och 18 kärnor.
Core i9-processorerna har mellan 10 och 18 kärnor.

Intel har tagit fram en processortyp vid namn Core M för att besvara efterfrågan på riktigt lång batteritid i bärbara datorer. Core M-processorerna baseras på samma mikro­arkitekturer som övriga Core-processorer, men de är rejält underklockade. De kör i grundläget med en låg klockfrekvens på runt 1 GHz för att hålla nere strömförbrukningen. Tack vare stöd för Turbo Boost-frekvenser på uppemot 3 GHz kan de ändå leverera god prestanda när det behövs.

Från och med Skylake-arkitekturen använder Core M-serien liknande marknadsnamn som Core i-processorerna för att beskriva relativ prestanda inom familjen. Core m7 är den kraftfullaste M-processorn följt av Core m5 och Core m3.

Apples 12” Macbook med Retina skärm från 2017 kör en Core m3-processor på 1,2 GHz med Turbo Boost-stöd för upp till 3,0 GHz.
Grundmodellen av Apples 12” Macbook med Retina skärm från 2017 kör en Core m3-processor på 1,2 GHz med Turbo Boost-stöd för upp till 3,0 GHz. Bildkälla: Apples pressarkiv.

Det är inte rättvist att jämföra Core M-processorernas marknadsförda klockfrekvenser med övriga Core-processorers motsvarigheter. Core M-processorerna har mycket större skillnad mellan grundfrekvens och turbofrekvens än övriga Core-processorer.

Intels Core m3-processorer för 2017.
Intels Core m3-processorer för 2017.

Intel Atom fick sin första storhetstid runt 2008 när Netbook-datorerna var populära. Netbook-datorer var lågt prissatta bärbara datorer med små skärmar och bra batteritid som främst var avsedda för att surfa på internet. Efter Netbook-datorernas uttåg försökte Intel rikta in Atom mot mobil- och surfplattemarknaden, något som aldrig gav genomslaget de hade hoppades på. Atom används idag i liten utsträckning.

AMD:s marknadsnamn

AMD har precis som Intel flera familjer av processorer. Det riktigt stora utbudet av processorer finns i A-serien. AMD själva klassar dessa processorer som ”APU:er” (Accele­rated Processing Units) i stället för CPU:er. AMD vill nämligen poängtera att detta inte bara är vanliga processorer, utan att det är processorer som är utrustade med riktigt avancerade och kraftfulla grafikkretsar.

En APU eliminerar behovet av ett separat grafik­kort i enklare datorer. Det går till och med att spela moderna spel i låga upplösningar med A-processorernas integrerade grafikkretsar. Denna grafiksatsning har visat sig lyckosam för AMD. De senaste åren har AMD haft svårt att konkurrera med Intel när det gäller ren CPU-prestanda, men de har i gengäld levererat kraftfullare integrerade grafiklösningar till ett konkurrenskraftigt pris. Även Intel har processorer med inbyggda grafikkort som framförallt är vanliga i bärbara datorer.

A-processorerna är uppdelade i flera steg (t.ex. A6, A8 och A12) och prestandan ökar i takt med nummerökningen. CPU-mässigt passar de bra för kontorsprogram, filmvisning och bildredigering.

AMD:s A-processorer har en relativt kraftfull grafikkrets.
AMD:s A-processorer har en relativt kraftfull grafikkrets.

Sempron- och Athlon-processorerna var en gång i tiden AMD:s motsvarigheter till Intels Celeron- och Pentium-processorer. AMD valde i början av 2014 att återanvända de två marknadsnamnen till nya instegsprocessorer. De ligger nu strax under A-serien och är utrustade med lite klenare processorkärnor och grafikkretsar ur en lägre serie.

AMD har länge använt FX som benämning för deras gamingprocessorer för entusiastmarknaden. FX-processorer innehåller, till skillnad från A-processorerna, inga integrerade grafikkretsar. De är i stället tänkta att kombineras med separata grafikkort.

AMD:s nyaste generation av processorer heter Ryzen där Ryzen 7 och Ryzen 5 är riktade mot entusiaster, medan Ryzen 3 riktar sig mot enklare användarscenarion (t.ex. surf och videovisning). Ryzen 7 saknar grafikkretsar och är tänka att ersätta FX-processorerna. Ryzen 5 och 3 finns däremot både utan och med inbyggd grafikkrets, så kallade APU:er. Processorerna med inbyggd grafikkrets använder AMD:s Vega-arkitektur (som du kan läsa mer om i Grafikprocessorn) och markeras med ”G” eller ”GE” i slutet av produktnamnet, till exempel ”Ryzen 5 2400GE”.

Ryzen är AMD:s senaste processorer.
Ryzen är AMD:s senaste processorer.

AMD:s motsvarighet till Core i9 går under kodnamnet Threadripper. Processorna i Threadripper-familjen utrustas med 12 till 32 kärnor med multithreading. Processorerna riktar sig mot det översta prestandasegmentet.

Fler och mindre transistorer

Antalet transistorer ligger till grund för processorns prestanda. Gordon Moore, en av Intels grundare, observerade 1965 att antalet transistorer i en processor hade fördubblats var 24:e månad. Han menade att den snabba utvecklingen skulle fortsätta i samma takt. Påståendet stämde fram till ungefär 2016 då tillverkningstakten inte längre kunde hålla samma tempo.

Ett av de största framstegen i processorvärlden är att transistorn har minskat radikalt i storlek. På sjuttiotalet tillverkades processorer med transistorer av storleken 10 mikrometer (0,01 mm). Idag är det 14 nanometerstransistorer (0,000014 mm) som används i de senaste Intel-processorerna. Jämför det med ett hårstrå som är 90000 nm brett eller en bakterie som är 2000 nm stor. En kiselatom är 0,24 nm stor.

Mindre transistorer kan växla av- och på-läge snabbare, vilket i sin tur höjer ­processorernas kapacitet. Det är inte bara jakten på prestanda som skyndat på förminskningen, utan även att processorer med mindre komponenter utvecklar mindre värme och drar mindre ström. Processortillverkarna arbetar därför hårt för att så ofta som möjligt ­lyckas krympa tillverkningsprocesserna.

Intels mikroarkitekturer

I specifikationer för datorer med Intel-processorer står ofta huruvida de använder exempel­vis den sjunde eller åttonde generationens Intel Core-processor. Det beror på att Intel under de senare åren har valt att behålla Core-namnen för att beskriva sina processorers tidsenliga prestanda, samtidigt som de vill betona vikten av att välja en modern processor. De olika generationerna av Intel Core-processorer bygger nämligen på olika så kallade mikroarkitekturer, vilket gör att en sjundegenerations-Core i5-processor är avsevärt mycket snabbare och strömsnålare än en förstagenerations-Core i5-­processor.

Fram till 2015 följde Intels processorutveckling en princip som kallas ”tick-tack” (se bild). Ungefär vartannat år släppte de en ny mikroarkitektur och vartannat år krympte de den befintliga mikroarkitekturen. Sommaren 2015 tillkännagav Intel att de avviker från principen och skjuter upp krympningen av sin 14 mm-arkitektur.

Översikt över årens tick-tack-utveckling.
Översikt över årens tick-tack-utveckling.

2011 lanserade Intel mikroarkitekturen Sandy Bridge som från början byggde på 32 nm-tillverkningsteknik. Det var dessa processorer som kallades ”andra generationens Intel Core-processorer” och det var första gången som Intel började använda beskrivningen med olika generationers Core-processorer. Sandy Bridge följdes upp av Ivy Bridge och Haswell med 22 nm-tillverkningsprocess samt Broadwell på 14 nm (tredje, fjärde och femte generationen).

Sommaren 2015 släpptes mikroarkitekturen Skylake. Den byggde likt sin föregångare Broadwell på 14 nm-teknik. Bland nyheterna fanns stöd för Thunderbolt 3 samt hårdvaruaccelererat avkodningsstöd för den effektivare videokodeken H.265.

Ursprungligen var tanken att Skylake skulle krympas till en 10 nm-arkitektur 2016 (i enighet med tick-tack-principen). Uppföljarna Kaby lake (slutet 2016), Kaby lake refresh (hösten 2017) och Coffee lake (hösten 2017) blev dock inte krympningar utan optimeringar av 14 nm-arkitekturen. Krympningen till 10 nm sker i stället i samband med Cannonlake som förväntas lanseras sent 2018 eller tidigt 2019. Kaby lake refresh, Coffee lake och Cannonlake ingår alla i åttonde generationens Core-proccessorer. Tiger lake förväntas bli den första mikroarkitekturen i den nionde generationen. Tiger lake baseras på 10 nm, precis som dess föregångare, och förväntas lanseras under 2019.

Intels högprestandamikroarkitekturer

Vid sidan av standardprocessorerna utvecklar Intel processorer som är inriktade mot extremt krävande användning, till exempel professionell videoredigering. Processorernas mikroarkitekturnamn avslutas ett E, till exempel Broadwell-E. E-processorerna är nära besläktade med Intels server-processorer och presterar som bäst vid användning av flera kärnor och trådar samtidigt. Från och med Skylake avslutas processorerna med ett X i stället för E, till exempel Skylake-X.

E-processorerna använder en annan sockel än standardprocessorerna. De har dessutom ett annat namngivningsschema. Intel Core i9 7900X är en Skylake-X-processor, och inte en Kaby lake vilket första siffran indikerar.

Intels processorer

Intels processorer bär namn i stil med Intel Core i7 6700K. Den första siffran i processormodellnumret avslöjar vilken generation processorn tillhör. Se till exempel följande processorer vars modellnummer inleds med en tvåa (andra generationen) respektive fyra fyra (fjärde generationen) och sexa (sjätte generationen).

Intels modellnamn och arkitektur

Processormodellnumret avslutas ibland med en bokstav (på Core M-processorerna står bokstaven inuti modellnumret). Här följer en översikt över vad bokstäverna vanligtvis innebär.

Bokstavmodeller
C C betyder att processorn har en kraftfull integrerad grafikkrets. Bokstaven används som
slutbokstav i namnet på processorer för stationära datorer.
H H betyder att processorn har en kraftfull integrerad grafikkrets. Bokstaven används som
slutbokstav i namnet på processorer för portabla datorer.
K K betyder att processorn har en upplåst klockmultipel så att den lätt kan överklockas.
M M betyder att processorn är gjord för mobila enheter.
R R betyder att processorn har en kraftfull integrerad grafikkrets. Till skillnad från C används R på
processorer som är fastlödda på moderkortet (utan sockel). Sådana processorer sitter bland annat i Apples Imac.
T T betyder att processor är optimerad ur energiperspektiv och har vanligtvis ett lägre TDP-värde än standardmodellerna.
U U betyder att processorn är mycket strömsnål, vilket påverkar prestandan negativt men batteritiden positivt.
X X står för Extreme Edition. Benämningen hittas oftast på prestandaprocessorer.
Y Y betyder att processorn är extremt strömsnål, vilket påverkar prestandan negativt men batteritiden positivt.

AMD:s mikroarkitekturer

AMD lanserade 2011 en processorarkitektur kallad Bulldozer. Bulldozer-arkitekturen var helt nyutvecklad och tanken var att återigen kunna hota Intel i prestandasegmentet. Bulldozer levde dock inte upp till förväntningarna och lyckades aldrig hota Intel i just prestandasegmentet.

Bulldozer utvecklades senare till Piledriver som den senaste generationens FX-processorer baseras på. Piledriver implementerades även i A-serien tillsammans med en inbyggd grafikkrets.

Både Bulldozer och Piledriver bygger på 32 nm-arkitektur. Steamroller och Excavator (tredje och fjärde generationens Bulldozer) krympte arkitekturen till 28 nm. De släpptes endast för APU:er och alltså inte för högpresterande processorer utan inbyggd grafikkrets.

Under början av 2017 lanserade AMD processorarkitekturen Zen. Zen baseras inte på föregående arkitekturer utan är en helt ny arkitektur. Zen-processorer tillverkas i 14 nm och har inbyggt stöd för bland annat PCI-express och USB direkt i processorn, i stället för via styrkretsen på moderkortet. Detta ger stora fördelar i både bandbredd och strömförbrukning. Arkitekturen är lämplig för både bärbart och stationärt bruk. Med Zen-arkitekturen kunde AMD för första gången på flera år utmana Intels processorer.

April 2018 lanserades Zen+, som är en revision av första generationens Zen. En av de stora förändringarna mot Zen är att tillverkningstekniken krymps till 12 nm. Med Zen+ lovar AMD förbättrad energieffektivitet och högre prestanda. Nästa generations arkitektur, Zen 2, tillverkas i 7 nm förväntas lanseras under 2019.

Socklar

En av de synliga skillnaderna mellan Intels och AMD:s processorer är att de använder helt olika socklar (en sockel är en hållare där processorn sitter monterad). Det gör det fysiskt omöjligt att montera en Intel-processor på ett moderkort som är anpassat för AMD:s processorer (eller tvärtom). 

Öppen processorsockel utan processor (vänster) och med processor (höger).
Öppen processorsockel utan processor (vänster) och med processor (höger).

I takt med processorutvecklingen har även socklarna uppgraderats. På grund av sockel­bytena är det sällan möjligt att uppgradera en processor i en gammal dator utan att samtidigt behöva byta moderkortet. Det finns dock viss kompatibilitet.

Intels socklar för standardprocessorer

SockelProcessorer
LGA 1151 Sjätte, sjunde och åttonde generationens Core-processorer i standardsegmentet
LGA 1150 Fjärde och femte generationens Core-processorer i standardsegmentet
LGA 1155 (inaktuell) Andra och tredje generationens Core-processorer i standardsegmentet
LGA 1156 (inaktuell) Första generationens Core-processorer i standardsegmentet

Intels socklar för prestandaprocessorer

SockelProcessorer
LGA 2066 Sjätte generationens Core-processorer i prestandasegmentet.
LGA 2011 Andra, tredje, fjärde och femte generationens Core-processorer i prestandasegmentet.
Obs! Förekommer i flera versioner med varierande kompatibilitet.
LGA 1366 (inaktuell) Första generationens Core-processorer i prestandasegmentet

AMD:s socklar för budgetprocessorer

Sockelprocessorer
AM1 Athlon- och Sempron-processorer från 2014 och 2015. Obs! Det finns
även Athlon-processorer från samma år med FM2+-sockel.

AMD:s socklar för standardprocessorer

SockelProcessorer
AM4 Sjunde generationens A-processorer, Ryzen APU:er.
FM2+ A-processorer, Athlon-processorer och Sempron-processorer
FM2 (inaktuell) A-processorer och Athlon-processorer
FM1 (inaktuell) A-processorer och Athlon-processorer

AMD:s socklar för prestandaprocessorer

SockelProcessorer
TR4 AMD Threadripper
AM4 Ryzen-processorer utan inbyggd grafikkrets
AM3+ FX-processorer

Processorkylare och TDP-värde

Processorer måste kylas på något vis för att inte överhettas. Processorkylarna skapas för samma socklar som processorerna, så att det lätt går att se vilka modeller som passar varandra. Intel har valt att inte förändra fästanordningen för själva processorkylaren vid de senaste sockelbytena, vilket gör att kylare för LGA 1150-processorer även passar LGA 1151-processorer.

Processorkylare för Intel-processorer.
Processorkylare för Intel-processorer.

Utöver rätt sockel måste processorkylaren ha tillräckligt hög värmeavledningsförmåga. Processortillverkarna specificerar ett TDP-värde (Thermal Design Power) för sina olika processormodeller. Det anges i watt och kan exempelvis vara 45 W eller 65 W. TDP-värdet berättar inte hur många watt processor drar, utan indikerar hur hög värmeavledningsförmåga processorkylaren måste ha. En 65 W-processorkylare kan alltså inte användas till en processor med TDP-värde på 95 W.

Relaterade produkter
Senast ändrad: 2018-08-14