21. La CPU

La CPU (Central Processing Unit) definita anche UCE (Unità Centrale di Elaborazione) – costituita di norma da un microprocessore - è il vero cervello del computer.

II microprocessore è in grado di reperire, decodificare ed eseguire istruzioni e di spostare informazioni tra parti diverse del sistema attraverso il front side bus, la via principale di trasferimento dei dati. Oltre alla velocità di bus (l’attuale è di 1333 Mhz) per il trasferimento dati, le caratteristiche che determinano la potenza di un microprocessore sono: la velocità di esecuzione dei calcoli e l’architettura del processore.

La frequenza, indicata comunemente come velocità di clock, si misura in HZ (hertz) ed indica il numero di oscillazioni o cicli al secondo. Quanto maggiore è la frequenza a cui lavora il microprocessore, tanto maggiore è il numero di istruzioni che è in grado di eseguire in un secondo e, quindi, tanto migliori sono le sue prestazioni 

Le unità di misura per gli Hz sono:

  • Hz (hertz),
  • KHz (chilohertz = 1000 Hz),
  • MHz (Megahertz = 1.000.000 Hz),
  • GHz (Gigahertz = 1.000.000.000 di Hertz).

Gli attuali microprocessori hanno raggiunto la velocità di 3,6 GHz, mentre circa 16 anni fa la velocità era appena di 25 MHz. Quando si legge che un microprocessore ha una velocità ad esempio di 100 MHz, vuol dire che compie 100 milioni di cicli al secondo. In ogni ciclo, un impulso di dati transita fra i contatti esterni del microprocessore e l'architettura al suo interno.

Altra caratteristica principale che caratterizza un microprocessore è la quantità di bit che ad ogni singolo step può prendere in considerazione. Più è elevato il numero di bit che un microprocessore può trattare in ogni singola operazione maggiore è la velocità di elaborazione di un computer. Soprattutto in questo campo sono stati compiuti enormi progressi. Basti pensare che soltanto qualche anno fa i personal computer erano dotati di microprocessore a 8 bit. Oggi, i più potenti processori per personal computer, hanno una capacità di ben 64 bit anche se esistono chip a 4, 8, 16 e 32 bit. Per comprendere il concetto di bit e percepirne la differenza, basti paragonare una autostrada a 8 corsie con una a 64.

Abbiamo parlato della ‘frequenza di clock’ come di uno degli indici della velocità di un processore. Ma ricordiamo che la potenza effettiva di un processore non dipende solo dalla sua frequenza di clock ma anche dal numero e dal tipo di istruzioni che il processore è in grado di eseguire. Questa misura viene espressa in MIPS (milioni di istruzioni per secondo) ed indica la potenza di un processore.

In generale una CPU (o microprocessore) è composta da tre sezioni: la ALU (Arithmetic/Logic Unit, unità aritmetico/logica) che svolge operazioni aritmetico e logiche; la CU (Control Unit, unità di controllo) una sezione di controllo, i registri che sono spazi di memoria temporanei che conservano i dati e gli indirizzi delle istruzioni. Oltre a questo tipo di memoria ritroviamo anche la cache interna, una particolare memoria che viaggia alla stessa velocità del microprocessore. La presenza di maggiore quantità di quest’ultima costituisce la differenza sostanziale tra processori normali e quelli più economici denominati Celeron per Intel e Duron per AMD.

Intel e AMD sono, attualmente, i principali costruttori mondiali di CPU. I modelli dei processori attualmente più diffusi sono INTEL CORE 2 DUO e AMD ATHLON 64 DUAL CORE proposti con varie frequenze.

 

Ma dove si trova la CPU?

Naturalmente sulla piastra madre in un apposito alloggiamento o slot orizzontale denominato (socket) mentre quando lo slot è verticale prende il nome di slot one, entrambi in genere di forma quadrata. Recentemente alcune piastre madri permettono di alloggiare due CPU (dual core), che si divideranno il lavoro migliorando le prestazioni del computer. Il fatto che la CPU non sia saldata alla piastra madre, ma inserita in un apposito slot permette all'occorrenza di sostituirla, magari con un modello più recente (che in questo caso dovrà però essere progettato in modo da adattarsi allo slot già esistente).