Caratteristiche processore computer: Cos’è la CPU e come funziona

Caratteristiche processore computer: Cos’è la CPU e come funziona

Il processore, o CPU (Central Process Unit), è il cuore, il cervello, il centro operativo del computer, senza il processore il computer non riesce a fare nulla.
Più in dettaglio, il processore interpreta ed elabora tutte le informazioni in entrata e fa eseguire tutte le relative operazioni. Le sue La CPU è la parte che più di ogni altra caratterizza il calcolatore contribuendo a definirne le prestazioni in quanto consente l’esecuzione delle singole istruzioni. Le operazioni fondamentali di una CPU sono:

  1. Operazioni aritmetico/logiche.
  2. Spostamento dei dati.
  3. Controllo di altri elementi hardware.

Caratteristiche processore computer - Cos'è la CPU e come funziona

La CPU legge ed esegue le istruzioni contenute nella memoria principale grazie a due unità che si chiamano Unità di Controllo o CU (Control Unit) e Unità Aritmetico Logica o ALU (Arithmetic Logic Unit).
L’Unità Aritmetico-Logica (ALU) si occupa dell’esecuzione delle operazioni logico/matematiche. L’Unità di Controllo (CU):

  1. Acquisisce istruzioni/dati dalla memoria.
  2. Interpreta le istruzioni.
  3. Coordina la ALU.
  4. Trasferisce alla memoria centrale i dati elaborati dalla CPU.

Oltre alla CU e alla ALU in un processore sono presenti i Registri, particolari memorie che contengono i dati e gli indirizzi delle istruzioni.

Cosa sono le istruzioni elaborate dal processore?

Una istruzione dice al computer come svolgere un’operazione aritmetica (ad esempio la somma di due numeri), un’operazione logica (il confronto tra i valori di due dati), oppure una operazione di controllo (come ad esempio il trasferimento dei dati). Ogni processore ha un particolare insieme di istruzioni che è capace di eseguire (chipset).
Le istruzioni sono espresse nel linguaggio macchina, un particolare codice che può essere interpretato dall’unità di controllo. Ogni operazione “complessa” è suddivisa in operazioni elementari (dette cicli di istruzione) che il processore è in grado di eseguire (somma, lettura di un dato, ecc).
La caratteristica più importante del processore è la velocità (o frequenza) con cui esegue le operazioni. La velocità di un processore si esprime in milioni di operazioni al secondo realizzate. La velocità si misura in Mhz (megahertz = Mhz = milioni di cicli al secondo) o attualmente in Ghz (Gigahertz = Ghz = miliardi di operazioni al secondo).

La crescita di velocità dei processori negli anni è stata inarrestabile infatti si sono raggiunte velocità interno a quasi 4 Ghz. A tutto ciò si aggiunge il fatto che i processori attuali utilizzano una tecnologia dual/quad/octa core. Questi processori prendono il nome di multicore. In pratica un singolo microchip al cui interno si trovano due, quattro o anche otto processori distinti.
La presenza di più di un processore permette, per come si utilizza adesso un computer, il massimo beneficio in termini di prestazioni percepite. Per esempio, con due processori l’applicazione in primo piano è eseguita alla massima velocità possibile da un processore mentre l’altro si occupa che altri processi in background si evolvano senza rallentare la macchina.

Riassumendo, il processore o CPU (Central Processing Unit), si occupa di svolgere i calcoli necessari all’elaborazione dei dati. Quando si acquista un computer o altro dispositivo è importante scegliere un processore adatto in base alle proprie esigenze. Ad esempio se si eseguono applicazioni pesanti (ad esempio elaborazione di immagini, codifica di file musicali o video, giochi in 3D) è opportuno orientarsi su un processore veloce per ridurre i tempi di elaborazione. Se si vuole privilegiare l’autonomia di un dispositivo portatile, è preferibile un processore a basso consumo. Per stabilire la velocità di un processore fino a qualche anno fa ci si basava sulla frequenza operativa, definita in Ghz (miliardi di cicli al secondo). Recentemente, non essendo possibile superare una certa frequenza operativa, per aumentare le prestazioni dei processori si tende ad aumentarne il numero di core (processori multicore).

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