FONTE: https://breakingtech.it
Vi siete mai chiesti cosa c’è al centro di ogni vostra azione su qualsiasi dispositivo elettronico? Noi di BreakingTech siamo qui per rispondere alla vostra domanda e per introdurvi nel fantastico mondo dei computer. In questa prima parte andremo ad analizzare il cuore di tutti i dispositivi, il componente centrale di ogni computer; stiamo parlando della CPU.
Non perdiamo altro tempo e andiamo ad analizzarla in ogni sua parte e lo faremo nel modo più semplice possibile, in modo che anche i neofiti possano comprendere.
Cos’è una CPU
Il nome CPU significa “Central Processing Unit” che, tradotto in italiano, vuol dire Unità Centrale di Elaborazione.
Si tratta del componente che esegue le istruzioni dei vari programmi, e sovrintende al funzionamento dell’intera macchina. Esegue tutti i calcoli, gestisce il trasferimento di dati attraverso le memorie e i dischi e attiva o disattiva i componenti della macchina. Per quanto concerne il reparto computer, ci sono solo due grandi case a darsi battaglia per creare il processore perfetto, AMD e Intel. Entrambi, con i loro pregi e i loro difetti, si danno battaglia fin dal 1975, quando AMD lanciò sul mercato la CPU AMD C8080A. Essa era la rivale low-cost della Intel 8080.
Il processore è in grado di elaborare i dati in ingesso e fornire una risposta in uscita.
Questo processo è suddiviso in quattro fasi, andiamo a scoprirle insieme.
Il funzionamento
Per svolgere qualsiasi operazione sul computer la CPU esegue quattro fasi:
- FETCHING
Nel primo stadio, quello di fetch, la CPU recupera dalla memoria tutti i dati necessari per eseguire l’operazione. Essi vengono successivamente copiati in una memoria interna al processore, la cache, in modo da potervi accedere più velocemente quando ne avrà bisogno.
- DECODING
Segue la prima fase un processo di decodifica, meglio conosciuto come decode. Tutti i dati presenti nella memoria vengono tradotti in linguaggio binario, così da poter essere compresi dalla CPU. Prima di passare al passaggio successivo viene anche stabilito l’ordine di esecuzione delle varie operazioni.
- EXECUTING
Nella terza fase la CPU raccoglie tutti i dati e gli elabora con complesse operazioni matematiche al fine di restituirci ciò che gli abbiamo chiesto.
- WRITE BACK
Al termine della fase di esecuzione il risultato viene copiato all’interno della memoria e si passa all’istruzione successiva. Queste sono le quattro fasi della CPU spiegate in maniera semplice, ma c’è ancora molto da conoscere perciò andiamo avanti.
I componenti fondamentali
La CPU è formata da svariati componenti ma ora ci occuperemo solo dei più importanti.
Unità aritmetico-logica
Nel nostro processore è presente un’unità aritmetico-logica detta ALU (Aritmetic Logic Unit). Essa svolge le operazione aritmetiche fondamentali (Executing).
Unità di controllo
L’unità per il controllo detta CU (Control Unit) si occupa di stabilire la logica con cui devono essere effettuate le operazioni da parte dell’ALU (Decoding).
Registri
Sono presenti nella CPU anche dei registri, ovvero delle memorie che immagazzinano dati e istruzioni in via di esecuzione.
Memoria cache
Un altro elemento molto importante del processore è la memoria cache. Si tratta di un tipo di memoria molto veloce, la quale immagazzina i dati e li rende immediatamente disponibili al processore appena li richiede.
In questo modo la CPU non deve attendere l’invio dei dati dalla memoria RAM e il processo di elaborazione diventa più veloce.
Velocità del processore
La velocità del processore dipende principalmente dal numero di cicli di istruzioni al secondo che può eseguire. Il ciclo di cui parliamo è quello elencato poco fa (Fetching, Decoding, Executing, Write Back). Il ritmo di lavoro del processore è regolato da un segnale elettrico detto clock. Esso è generato internamente al computer ed è costituito da rapidissimi impulsi che si ripetono innumerevoli volte per secondo. La velocità di clock viene misurata in GigaHertz (miliardi di impulsi al secondo). Ma non sempre all’aumentare dei “battiti” al secondo, corrisponde un aumento di potenza.
Infatti andando ad effettuare l’overclock (aumento del clock rispetto alla velocità di base) si otterrà un aumento graduale della temperatura che, se ben controllate grazie a degli efficienti dissipatori, non ci causeranno grossi problemi.
Ma ogni medaglia ha due facce, se non riusciremo a controllare le temperature si verificherà una diminuzione delle prestazioni o addirittura un danneggiamento. Il processore può essere quindi considerato il cuore della nostra macchina e il clock è il suo battito. Perciò prestateci molta cura, e minimo una volta all’anno vi consigliamo di cambiare la pasta termica, in modo da tenere il vostro “cuore” sempre al freddo.
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