Vad är en instruktionsuppsättning?
En instruktionsuppsättning, eller en instruktionsuppsättningsarkitektur, är den kollektiva uppsättning kommandon som en datorprocessor kan utföra. Allt som en dator gör, från att köra ett ordbehandlingsprogram till kodning av videofiler, kan reduceras till någon kombination av dessa kommandon. Programmerare skapar inte direkt program genom dessa instruktioner utan använder en speciell typ av programvara känd som en kompilator som översätter programmeringskod till maskininstruktioner. De flesta persondatorer använder en instruktionsuppsättning som först användes på 1970-talet, medan smartphones, surfplattor och andra enheter använder enklare instruktionsuppsättningar optimerade för miljöer med låg effekt.
Datorer kan tyckas vara kapabla till obegränsade uppgifter, men mikroprocessorerna inuti dem kan bara utföra ett begränsat antal fördefinierade kommandon, så kallade instruktioner. På egen hand är varje instruktion relativt enkel, kanske berättar processorn att lägga till två siffror eller flytta en bit data från en plats till en annan. I kombination blir dessa grundläggande instruktioner ganska kraftfulla och används som bas för alla typer av programvara. Prestandan och kompatibiliteten för en CPU är direkt relaterad till antalet och typen av instruktioner som CPU stöder, vilket gör instruktionen till ett kritiskt element i kommersiell framgång eller misslyckande med någon ny design.
En CPU kan bara utföra funktioner som ingår i dess instruktionsuppsättning, men väldigt få datorprogrammerare bäddar in dessa kommandon i sin programvara. Istället används ett mellansteg som kallas sammanställning. I denna process översätter ett program som kallas en kompilator mänsklig vänskod som används av programmerare till en ”maskinkod” som processorn förstår. Eftersom olika datorprocessorer stöder olika instruktionsuppsättningar måste en kompilator vara utformad för den typ av processor som programmet är avsett att köras på. Med moderna mikroprocessorer som kan utföra så många som hundratals miljoner eller till och med miljarder instruktioner på en enda sekund har kompilatorer blivit det enda praktiska sättet att skapa programvara för datorer.
Mikroprocessorerna som används i nästan alla persondatorer som sålts sedan 1980-talet använder en instruktionsuppsättning som heter x86, som ursprungligen var designad för en Intel®-processor som debuterade i mitten av 1970-talet. Lusten efter bakåtkompatibilitet har hjälpt till att hålla x86 dominerande på PC-marknaden, även om nya instruktioner ibland läggs till genom tillägg. Många smartphones, surfplattor och andra typer av konsumentelektronik använder mikroprocessorer baserade på ARM-instruktionsuppsättningen, vilket är enklare och mer energieffektivt än x86. Avancerade servrar, superdatorer och andra specialiserade enheter som spelkonsoler kan använda olika instruktionsuppsättningar.