Il processore
Qualsiasi processore host può, teoricamente, agire come un processore di rete, ma l'hardware nei router commerciali è stato ottimizzato per gestire operazioni di rete specifiche. Queste includono key look-up (database look-up usando una chiave), calcoli, manipolazione dati bit-field, gestione delle code, pattern matching e controllo dei processi. Una GPU, per esempio, non è adeguata a diventare il cervello di un router.
Prima dell'avvento di streaming video HD/4K, di più dispositivi che comunicano sulla stessa rete casalinga o di una rete di gioco, sprecare un processore multi-core per compiti d'instradamento era inaudito, anche nel segmento prosumer. Chiaramente lo scenario è cambiato. Le prestazioni del processore, soprattutto sui router più anziani, possono rappresentare un collo di bottiglia per il bandwidth degli ISP che offrono Internet di classe gigabit.
Salvo core e frequenza le specifiche della CPU possono velocemente diventare noiose, ma nel mondo delle retei possono spesso essere divise nelle loro instruction set architecture (ISA): ARM e MIPS. Ci sono altre architetture rispetto a queste due, ma di solito sono usate in coprocessori dedicati come DSP, processori crittografici, acceleratori multimediali e così via.
ARM
ARM Cortex-A si riferisce a una serie di microprocessori progettati da ARM Holdings PLC. L'azienda non produce hardware, ma concede in licenza il proprio design. Il suffiso A sta per applications, quindi la serie A è pensata per uso generico. Ci sono anche le famiglie M (che sta per microcontroller) e R (per real-time).
Le soluzioni più comuni che si trovano nei moderni dispositivi di rete sono vecchi i chip Cortex-A9 o Cortex-A5. Entrambi sono basati su architettura ARMv7 a 32-bit.
Il Cortex-A9 è stato introdotto nel 2007. Ha cache istruzione e dati L1 che possono essere configurate in modo indipendente a 16, 32 o 64KB; fino a 8MB di cache L2 e frequenza fino a 2 GHz. I processori Cortex-A9 sono inclusi in molti SoC attuali, incluse le soluzioni Apple A5 e A5X, Broadcom BCM11311, Nvidia Tegra 2, 3 e 4i e persino la PlayStation Vita di Sony.
Il Cortex-A5 ha raggiunto il mercato nel 2009 come alternativa meno potente all'A9 per i dispositivi consumer di fascia media e bassa. È disponibile da uno a un massimo di quattro core e include da 4KB a 64KB di cache instruction/data L1. È usata in diversi SoC.
MIPS
L'architettura MIPS (abbreviazione di microprocessor without interlocked pipeline stages) è stata introdotta nel 1981 da John L. Hennessy della Stanford University. È attualmente sviluppata da MIPS Technologies, che dal 2013 è parte della britannica Imagination Technologies. MIPS usa un'architettura reduced instruction set computer (RISC) che permette di creare chip specializzati a basso consumo usati in sistemi embedded per i router. Ci sono due versioni del set di istruzione in uso: MIPS32 a 32 bit e MIPS64 a 64 bit. Entrambe sono state introdotte nel 1999.
MIPS32 è usato in diverse famiglie di microarchitetture - precisamente 4K/E, 24K/E, 34K, 74K, 1004K, 1074K/f, microAptiv, interAptiv e proAptiv. Le ultime tre sono quelle più recenti, introdotte nel 2012.
Le microarchitetture microAptiv, interAptiv e proAptiv hanno solitamente registri general purpose 32x 32-bit (sono concessi fino a 64x). L'architettura permette fino a 8 MB di cache L2 e le attuali implementazioni operano a frequenze fino a 1,5 GHz. MIPS32 è pensato per essere compatibile verso l'alto con MIPS64, il che significa che le sue caratteristiche dovrebbero essere un sottoinsieme di quanto offerto da MIPS64. Entrambe usano comandi di lunghezza fissa in un formato a tre operandi e un modello di dati load/store, fornendo supporto a linguaggi di programmazione di livello più alto.
I chip basati su MIP32 includono i Broadcom BMIPS3000, BMIPS4000 e BMIPS 5000; BCM53001 e BCM1255, Ingenic Semiconductor XBurst 1, e Baikal Electronics P5600. I chip che usano un'architettura a 64-bit MIP64 includono i Broadcom BCM1125H e BCM1255, i processori Cavium octa-core CN30xx, CN31xx, CN36xx e CN38xx, Octeon Plus: CN5xxx, Octeon II: CN6xxxe Octeon III: CN7xxx, Ingenic Semiconductor XBurst 2, NEC VR4305 e VR4310.
Ricetrasmettitore
Un ricetrasmettitore è un dispositivo che combina trasmissione e ricezione dati in un singolo pacchetto. La maggior parte dei router commerciali ha ricetrasmettitori con sistemi radio/antenna integrati e più spesso un piccolo controller o chip dedicato su una scheda per la gestione delle funzioni radio. Mentre i ricetrasmettitori sono solitamente associati ai segnali in radiofrequenza (RF), hanno analoghi in altri standard di trasmissione, anche se pochi di questi si vedranno in un router commerciale per la casa / piccole imprese. Le versioni Ethernet dei ricetrasmettitori sono MAUs (medium attachment units), mentre fibra e 10GbE hanno il loro insieme di acronimi (GBIC, XAUI, etc.) per descrivere i ricetrasmettitori.
Anche se il trend verso soluzioni SoC non accenna a diminuire, molti dei nuovi dispositivi optano per l'approccio del ricetrasmettitore più una scheda con processore. Assicurare la retrocompatibilità con le più vecchie reti 802.11b/g/n - ed evitando la totale riprogettazione del router, con nuove funzioni aggiunte tramite una nuova scheda - è un grande fattore. Bisogna inoltre notare che gran parte dei package chiamati SoC omettono la funzione reale di trasmissione-ricezione, e piuttosto offrono uno slot PCI/PCIe che il produttore del router può riempire con una scheda di rete.