microprocessore

Microprocessore (CPU)

L'unità di elaborazione centrale (CPU) o processore, è una tipologia di processore digitale la quale si contraddistingue per sovrintendere tutte le funzionalità del computer digitale basato sull'architettura di von Neumann o sull'architettura Harvard.

È detta unità centrale di elaborazione perché coordina in maniera centralizzata tutte le altre unità di elaborazione presenti sulle moderne architetture hardware dei computer ovvero i chip di elaborazione delle varie periferiche interne o schede elettroniche (scheda audio, scheda video, scheda di rete) .

Il compito della CPU è quello di eseguire le istruzioni di un programma presente in memoria centrale o in RAM dopo averlo prelevato dalla memoria di massa, dalla ROM, o da altre periferiche. Durante l'esecuzione del programma la CPU legge o scrive dati in memoria centrale.

Attualmente la CPU è tipicamente implementata come microprocessore monolitico, montata sulla scheda madre e collegata alle altre periferiche interne (schede elettroniche) attraverso il chipset, presente anch'esso sulla scheda madre.
La CPU nasce quando, per la prima volta nella storia, vengono riuniti all'interno dello stesso cabinet due processori che precedentemente erano sempre stati contenuti in cabinet diversi (o comunque costituivano blocchi distinti): l'ALU e l'unità di controllo.

Una generica CPU contiene:

• un'unità di controllo ("CU") che legge dalla memoria le istruzioni, se occorre legge anche i dati per l'istruzione letta, esegue l'istruzione e memorizza il risultato se c'è, scrivendolo in memoria o in un registro della CPU;
•  un' unità aritmetico-logica ("ALU") che si occupa di eseguire le operazioni logiche e aritmetiche;
• dei registri, speciali locazioni di memoria interne alla CPU, a cui è possibile accedere molto più rapidamente che alla memoria.

Due registri sempre presenti sono:

·         Il registro PC (Program Counter), che contiene l'indirizzo in memoria della prossima istruzione da eseguire;

Il registro dei flag: questo registro non contiene valori numerici convenzionali, ma è un insieme di bit, detti appunto flag, che segnalano stati particolari della CPU e alcune informazioni sul risultato dell'ultima operazione eseguita.

I flag più importanti sono:

• Flag di Overflow: è un bit che viene posto a 1 se il risultato dell'operazione precedente era troppo grande;
•  Flag di Zero: è un bit che viene posto a 1 se l'ultima operazione ha avuto come risultato zero; 
• Flag di Carry: è un bit che viene posto a 1 se l'ultima operazione ha prodotto un riporto;
•  Flag del Segno: è un bit che viene posto a 1 quando il risultato dell’ ultima operazione è negativo.

Una generica CPU deve eseguire i suoi compiti sincronizzandoli con il resto del sistema: perciò è dotata, oltre a quanto sopra elencato, anche di uno o più bus interni che si occupano di collegare registri, ALU, unità di controllo e memoria.

La CPU è l'Interprete del linguaggio macchina. Come tutti gli interpreti, si basa sulle seguenti fasi  di elaborazione:

• Acquisizione dell'istruzione (Fetch): è la fase di caricamento dell’istruzione da eseguire, dalla memoria verso i registri del processore. In particolare i registri del processore coinvolti in questa fase sono:

o   Il registro PC che punta alla prossima istruzione;

o   il registro indirizzi che contiene l’indirizzo in memoria dell’istruzione in esecuzione;

o   il registro istruzioni che contiene l’istruzione (in formato binario) che la CPU deve eseguire.

• Decodifica (Decode): il registro istruzioni contiene, come abbiamo detto prima, l’istruzione che deve essere eseguita, questa istruzione arriva tramite il bus dati dalla locazione di memoria ma è in forma codificata quindi per essere eseguita deve essere decodificata cioè tradotta in un codice comprensibile alla macchina. Questa decodifica è permessa da un microprogramma contenuto in memoria ROM che contiene il set di istruzioni del processore.
  

• Esecuzione (Execute): una volta che l’istruzione è stata decodificata può essere eseguita dalla CPU.

Alcuni modelli di processori Intel:

INTEL - Processore Core i5-3570 (Ivy Bridge) Quad-Core 3,40 Ghz GPU integrata HD 2500 Socket LGA 1155:

Informazioni generali:

ProduttoreIntel Corporation
Codice produttoreBX80637I53570
Marca:Intel
Linea prodotto: Core i5
Serie prodotto: i5-3500
Modello prodotto: i5-3570

Informazioni tecniche:

Produttore processore: Intel
Core processore: Quad core (4 Core)
Frequenza di Clock: 3,40 GHz
Cache L1: 256 KB
Cache L2: 1 MB
Cache L3: 6 MB

 

INTEL - Processore Core i5-3330 (Ivy Bridge) Quad-Core 3,00 Ghz GPU integrata HD 2500 Socket LGA 1155: 

 SCHEDA TECNICA

Informazioni generali:

Produttore: Intel Corporation
Marca: Intel
Linea prodotto: Core i5
Serie prodotto: i5-3300
Modello prodotto: i5-3330

Informazioni tecniche:

Produttore processore: Intel
Core processore: Quad core (4 Core)
Frequenza di Clock: 3 GHz
Cache L1: 256 KB
Cache L2: 1 MB
Cache L3: 6 MB

 

INTEL - Processore Core i5-3470 (Ivy Bridge) Quad-Core 3,20 Ghz GPU integrata HD 2500 Socket LGA 1155:

SCHEDA TECNICA

Informazioni generali:

Produttore: Intel Corporation
Marca: Intel
Linea prodotto: Core i5
Serie prodotto: i5-3400
Modello prodotto: i5-3470

Informazioni tecniche:

Produttore processore: Intel
Core processore: Quad core (4 Core)
Frequenza di Clock: 3,20 GHz
Cache L1: 256 KB
Cache L21: 1 MB
Cache L3: 6 MB

 

Alcuni modelli di processori AMD:

AMD - Processore FX-4300 (Vishera-Piledriver) 4 Core 3,8 Ghz Socket AM3+

 SCHEDA TECNICA

Informazioni generali:

CPU: AMD FX-4170
Tecnologia Multi-Core: 4 Core di elaborazione
Frequenza di clock: 3,8 GHz
Cache L2: 4 Mb
Cache L3: 4 Mb
 

AMD - Processore FX-8350 (Vishera-Piledriver) 8 Core 4 Ghz Socket AM3+

SCHEDA TECNICA

 Informazioni generali:

CPU: AMD FX-8350
Tecnologia Multi-Core: 8 Core di elaborazione

Frequenza di clock: 4 GHz
Cache L2: 8 Mb
Cache L3: 8 Mb

AMD - Processore FX-8350 (Vishera-Piledriver) 8 Core 4 Ghz Socket AM3+

Informazioni generali:

CPU: AMD FX-8350
Tecnologia Multi-Core: 8 Core di elaborazione
Frequenza di clock: 4 GHz
Cache L2: 8 Mb
Cache L3: 8 Mb