Central Processing Unit (CPU)

, ,

Indice

Central Processing Unit (CPU) ovvero Unità di elaborazione centrale (CPU)

Cos’è una Central Processing Unit (CPU)?

L’unità di elaborazione centrale (CPU) è il componente principale di un computer che funge da “centro di controllo”. La CPU, detta anche processore “centrale” o “principale”, è un complesso set di circuiti elettronici che gestisce il sistema operativo e le app della macchina. La CPU interpreta, elabora ed esegue istruzioni, il più delle volte provenienti dai programmi hardware e software in esecuzione sul dispositivo.

La CPU esegue operazioni aritmetiche, logiche e di altro tipo per trasformare l’input dei dati in un output di informazioni più utilizzabili. Mentre la CPU deve contenere almeno un core di elaborazione, molte contengono più core. Un server con due CPU hexa-core, ad esempio, avrà un totale di 12 processori.

Cosa devi sapere sulla Control Processing Unit (CPU)?

L’esecuzione simultanea di più unità di elaborazione consente il multitasking e può migliorare notevolmente le prestazioni. Tuttavia, sebbene importanti, il numero di core e processori non è l’unico fattore che deve essere preso in considerazione. Per determinare la migliore CPU per un progetto, gli sviluppatori solitamente si concentrano sulle applicazioni specifiche che dipenderanno dalla CPU e identificano le funzionalità più importanti in base ai requisiti di tali app. Tra le tante cose da considerare ci sono:

  • Quanti core sono necessari
  • Quale velocità della CPU è richiesta
  • Quale dimensione della cache (archiviazione temporanea) è richiesta per un rapido recupero
  • Se c’è compatibilità del processore con il socket della scheda madre
  • Se è richiesta una GPU integrata per supportare la grafica

Cosa rende una CPU una CPU?

La CPU è il componente principale che definisce un dispositivo di elaborazione e, sebbene sia di importanza critica, la CPU può funzionare solo insieme ad altro hardware. Il chip di silicio si trova in uno speciale socket situato sulla scheda del circuito principale (scheda madre o mainboard) all’interno del dispositivo. È separato dalla memoria, che è dove le informazioni vengono temporaneamente archiviate. È anche separato dalla scheda grafica o dal chip grafico, che esegue il rendering del video e della grafica 3D visualizzati sullo schermo.

Le CPU sono realizzate disponendo miliardi di transistor microscopici su un singolo chip di computer.

Questi transistor consentono alla CPU di eseguire i calcoli necessari per l’esecuzione dei programmi archiviati nella memoria del sistema. Funzionando come piccoli interruttori, alternano tra stati di accensione e spegnimento, trasmettendo gli uni e gli zeri binari che sono alla base di tutte le azioni sul dispositivo, che si tratti di guardare video o scrivere un’e-mail.

Uno dei progressi più comuni nella tecnologia delle CPU è rendere questi transistor sempre più piccoli. Ciò ha portato al miglioramento delle velocità della CPU nel corso dei decenni, spesso indicato come Legge di Moore.

Nel contesto dei dispositivi moderni, un desktop o un laptop ha una CPU dedicata che esegue molte funzioni di elaborazione per il sistema. I dispositivi mobili e alcuni tablet utilizzano invece un sistema su un chip (SoC), ovvero un chip che confeziona la CPU insieme ad altri componenti. Intel e AMD offrono entrambe CPU con chip grafici e memoria archiviata su di esse, il che significa che possono fare più delle semplici funzioni standard della CPU.

Cosa fa realmente una CPU?

Un tecnico che inserisce una CPU in un socket della scheda madre di un PC.

Nel suo nucleo, una CPU riceve istruzioni da un programma o un’applicazione ed esegue un calcolo. Questo processo si suddivide in tre fasi chiave: recupero, decodifica ed esecuzione. Una CPU recupera l’istruzione dalla RAM, decodifica ciò che è effettivamente l’istruzione e quindi esegue l’istruzione utilizzando le parti pertinenti della CPU.

L’istruzione eseguita, o calcolo, può includere l’aritmetica di base, il confronto di numeri, l’esecuzione di una funzione o lo spostamento di numeri nella memoria. Poiché tutto in un dispositivo di elaborazione è rappresentato da numeri, puoi pensare alla CPU come a una calcolatrice che funziona incredibilmente velocemente. Il carico di lavoro risultante potrebbe avviare Windows, visualizzare un video di YouTube o calcolare l’interesse composto in un foglio di calcolo.

Nei sistemi moderni, la CPU agisce come il direttore del circo fornendo dati all’hardware specializzato quando necessario. Ad esempio, la CPU deve dire alla scheda grafica di mostrare un’esplosione perché hai sparato a un barile di carburante in un gioco o dire all’unità a stato solido di trasferire un documento di Office alla RAM del sistema per un accesso più rapido.

 

In origine, le CPU avevano un singolo core di elaborazione. Le CPU moderne di oggi sono composte da più core che consentono di eseguire più istruzioni contemporaneamente, stipando di fatto diverse CPU su un singolo chip. I processori entry-level di oggi hanno tra due e quattro core, mentre sei o otto core sono più diffusi nei dispositivi di gioco e nei PC. I modelli di fascia alta possono avere fino a 32 core e l’hardware professionale può andare oltre.

Molti processori impiegano anche una tecnologia chiamata multithreading simultaneo. Immagina un singolo core di CPU fisica in grado di eseguire due linee di esecuzione (thread) contemporaneamente, apparendo così come due core “logici” sul lato del sistema operativo. Questi core virtuali non sono potenti quanto i core fisici perché condividono le stesse risorse, ma nel complesso possono aiutare a migliorare le prestazioni multitasking della CPU quando si esegue software compatibile.

La velocità di clock è pubblicizzata in modo evidente quando si guardano le CPU. Questa è la cifra “gigahertz” (GHz) che indica effettivamente quante istruzioni una CPU può gestire al secondo, ma non è tutto per quanto riguarda le prestazioni. La velocità di clock entra in gioco principalmente quando si confrontano CPU della stessa famiglia di prodotti o generazione. Quando tutto il resto è uguale, una velocità di clock più veloce significa un processore più veloce. Tuttavia, un processore da 3 GHz del 2010 fornirà meno lavoro di un processore da 2 GHz del 2020, a causa del silicio sottostante più avanzato del modello più recente.

 

Quanto è importante la CPU?

Oggigiorno, la CPU non è più così importante per le prestazioni complessive del sistema come lo era una volta, ma svolge ancora un ruolo importante nella risposta e nella velocità del tuo dispositivo di elaborazione e, senza, non funzionerebbe affatto. I giocatori in genere trarranno beneficio da velocità di clock più elevate, mentre lavori più seri come CAD e video editing vedranno un miglioramento da un numero maggiore di core della CPU.

Dovresti tenere a mente che la tua CPU fa parte di un sistema, quindi vuoi essere sicuro di avere abbastanza RAM e di avere un archivio veloce che possa fornire dati alla tua CPU. Forse il punto interrogativo più grande pende sulla tua scheda grafica poiché in genere hai bisogno di un certo equilibrio all’interno del tuo PC, sia in termini di prestazioni che di costi.

Ora che hai compreso il ruolo di una CPU, sei in una posizione migliore per fare una scelta consapevole sul tuo hosting WordPress.