Come funziona il computer: il processore - Parte 1

Il processore per molti è un pezzo silicio che fa andare il computer, ma all'interno nasconde tante cose. In questo primo articolo affrontiamo il tema della frequenza e delle cache.

Il computer si evolve

Il mondo dei computer è mutato, rispetto anche solo a 5 anni fa. Intel ha cambiato a più riprese i socket dei propri microprocessori, AMD ha introdotto APU sempre migliori e complesse, è arrivato l'UEFI, gli SSD sono diventati un prodotto sempre più popolare e, che vi piaccia o no, Microsoft ha presentato Windows 8.

Dato che molte persone continuano ad avvicinarsi al mondo dei PC, abbiamo deciso di parlarvi un po' di alcuni termini che a volte sono difficili comprendere. In questo articolo ci concentriamo sul processore. Come accennato, ci rivolgiamo a un pubblico di neofiti e non all'appassionato che ci legge quotidianamente e ha tanta competenza.

Parlando di CPU spesso si snocciolano un sacco di specifiche che possono confondere i meno informati. Diciamo subito che i processori si possono identificare con due parametri principali: l'ampiezza e la rapidità. La velocità di un processore è un concetto abbastanza semplice, e si conta in megahertz e gigahertz, che significano milioni e miliardi, rispettivamente, di cicli al secondo (e più alto è il numero meglio è). L'ampiezza di un processore è qualcosa di più complicato perché sono tre le specifiche espresse sotto forma di ampiezze: bus dati (I/O), bus indirizzi e registri interni.

Intel 1150 i5-4690K Ci5 Box Intel 1150 i5-4690K Ci5 Box
AMD APU A6 6400K Black Edition Dual Core AMD APU A6 6400K Black Edition Dual Core
Intel Ci7 Box Processore CPU 1150 i7-4790K Intel Ci7 Box Processore CPU 1150 i7-4790K
AMD AM3+ FX-8350 AMD AM3+ FX-8350
Intel i5 4590 Quad Core Intel i5 4590 Quad Core

Il bus dati di un processore è chiamato anche front side bus (FSB), processor side bus (PSB) o solo CPU bus. Tutti questi termini si riferiscono a un collegamento (bus appunto) posto tra la CPU e il chipset principale (North Bridge o Platform Controller Hub). Intel usa la terminologia FSB o PSB, mentre AMD usa solo FSB.

Il numero di bit con cui un processore è stato progettato può confondere. I processori più moderni hanno bus dati a 64 bit o anche più ampi, ma non significa che siano classificabili come processori a 64 bit. Processori dal 386 fino al Pentium 4 e l'Athlon XP sono considerati a 32 bit perché i registri interni sono ampi 32 bit, anche se i bus dati di I/O hanno un'ampiezza di 64 bit e il loro bus indirizzi sia ampio 36 bit. I processori dalla serie Intel Core 2 e AMD Athlon 64 sono stati considerati a 64 bit perché i loro registri interni sono ampi 64 bit.

Ecco una tabella che descrive le differenti specifiche usate per catalogare i microprocessori PC; parleremo delle varie voci in dettaglio nelle prossime pagine.

Processore Intel Core i5 (Ivy Bridge) AMD FX (Vishera)
Core 4 8 / 6 / 4
Processo 22 nm 32 nm
Frequenza >2x >2x
Tensione 1.4 V 0.825-1.475 V
Registri 64-bit 64-bit
Data Bus 64-bit 64-bit
Memoria max. 32 GB 1 TB
Cache L1 >64 KB 32KB I/16K D per core
Cache L2 256 KB per core 1 MB per core
Cache L3 6 MB 8 MB (8 / 6-core)
4 MB (4-core)
Velocità cache L2/L3 Core Core
Istruzioni multimediali SSE4.2, AVX SSE4.2, AVX, FMA4
Transistor 1.4 miliardi 1.2 miliardi
Debutto Aprile 2012 Ottobre 2012