Chi legge Sistemista da un po’ sa bene che, all’interno di tutte le nostre guide e i nostri approfondimenti, il centro nevralgico che unisce tutto è la tecnologia. Soprattutto quando si parla di computer e di componentistica hardware, infatti, il lato geek e nerd del nostro mondo prende il sopravvento, scrivendo in automatico.
Oggi andremo dunque a trattare uno dei componenti principali di un computer, una di quelle parti che, seppur così piccola e all’apparenza indifesa, nasconde un potenziale di calcolo davvero grande.
Il microprocessore è, infatti, un componente fondamentale di ogni computer che si rispetti, portando potenza di calcolo ed energia a sufficienza per il funzionamento di ogni giorno.
Che cos’è un microprocessore: definizione
Il microprocessore di un computer è, sostanzialmente, il vero cuore di una macchina di questo genere. Non importa che l’apparato sia desktop o portatile: a prescindere dalla sua natura, infatti, il microprocessore permette al pc di funzionare correttamente, portando a termine tutte le operazioni che vengono richieste.
Spesso si definisce anche come CPU, e si tratta della vera unità di elaborazione centrale.
Più tecnicamente, quindi, il microprocessore è un completo ed articolato apparato di calcolo, che viene compresso ed installato su di un minuscolo chip.
Ad oggi, un microprocessore è quindi l’unità base dalla quale partono tutti i calcoli necessari affinché una macchina funzioni, ma inizialmente (ai tempi dei primissimi microprocessori) gli unici calcoli possibili erano di matrice matematica, con sole addizioni o sottrazioni tecniche.
L’evoluzione ha fatto grandi passi, permettendo alle aziende di produrre microprocessori sempre più piccoli ma, al contempo, sempre più efficaci, in grado di migliorare considerevolmente le prestazioni di un computer.
Primi modelli di microprocessore
I primissimi microprocessori vedono quindi la luce diversi decenni addietro, quando le macchine di oggi potevano solo essere concepite come un progetto utopistico e fuori misura. Quando si parla di microprocessori storici, la prima notizia in merito alla pubblicazione di uno di questi apparati risale al 1974.
In quest’anno, infatti, l’Intel 8080 fu sicuramente una delle primissime scoperte in quest’ambito, anche se il vero glow up nel mondo dei microprocessori arrivò con la versione 8088 dello stesso modello.
Si riuscì dunque a piazzare uno di questi in alcuni PC IBM, riuscendo a fargli risolvere dei calcoli particolarmente complessi, almeno per l’epoca.
Successivamente, da quello che fu il primissimo progetto, le varie case di produzione cominciarono a sviluppare sempre nuovi microprocessori, andando perciò ad evolvere in un tempo piuttosto breve quella che era una tecnologia molto recente. Probabilmente, l’evoluzione del microprocessore fu una delle più rapide nella storia della tecnologia.
Si arriva dunque ad una prima lista di microprocessori che, ad oggi, vengono considerati i capostipiti della tecnologia odierna:
- 80286;
- 80386;
- 80486;
- Pentium;
- Pentium II;
- Pentium III;
- Pentium 4.
Una lista di leggende del microprocessore che, ai tempi, furono interamente realizzati da Intel, ancora oggi uno dei leader indiscussi nella tecnologia applicata ai computer di ultimissima generazione. Grazie agli studi di Intel, fondamentalmente, si è riusciti a massimizzare la potenza di calcolo, ottimizzando in spazi sempre più piccoli e, che dir si voglia, raffinati.
I calcoli di un microprocessore: come funziona
Più volte è stato quindi affermato che, il lavoro del microprocessore, si basa sostanzialmente su calcoli da effettuare per far funzionare la macchina su cui è installato. Principalmente, ogni operazione parte da una raccolta di dati e di informazioni che, passando nel chip, vengono processati.
Tali informazioni, tuttavia, non sono il risultato da raggiungere, ma l’input che permette al microprocessore di iniziare il suo lavoro.
A partire da queste informazioni, il chip inizia il suo lavoro con operazioni ALU (Arithmetic Logic Unit), che cominciano con il lavoro di calcolo prettamente matematico, andando a integrare sottrazioni, addizioni e via così. I microprocessori che vengono prodotti oggi, nel 2022, sono talmente potenti da riuscire ad elaborare operazioni con numeri in virgola mobile anche molto grandi, in pochi secondi.
Tali calcoli permettono, oltre al regolare funzionamento della macchina, anche la possibilità di spostare grandi quantità di dati da una posizione di archiviazione ad un’altra, ad esempio, sempre sfruttando rogiti di ALU computerizzati e tradotti in operazioni di spostamento tecnico.
Un buon microprocessore, inoltre, è costituito anche da un buffer a triplo strato, in grado di connettere o disconnettere le uscite, guidare i dati e svolgere le istruzioni che vengono prima recepite e poi immagazzinate nel registro delle istruzioni. Questo registro non fa altro che decodificare i dati ricevuti, in modo da operare nella maniera più chiara possibile anche sulla base di dati molto complessi.
Memoria e prestazioni CPU
Una buona CPU regola anche i processi base di memoria e prestazioni generali, andando a sfruttare, nel primo caso, 8 bit di memoria, e nel secondo i numeri di transistor che sono installati sul chip stesso del microprocessore.
Parlando di memoria, infatti, un microprocessore è composto solitamente da:
- Bus di indirizzo;
- Bus di memoria.
Entrambi questi componenti sono a 8 bit, permettendo al microprocessore di scrivere ben 8 bit di memoria alla volta per ogni processo che viene compiuto. Tramite il primo bus, quindi, il microprocessore riferisce al chip di memoria ROM quali sono i byte da ottenere, piazzandoli successivamente sul bus dati.
Per le prestazioni si parla sempre, invece, di traduzione di istruzioni ricevute e decodificate, che vengono interpretate da quelli che sono i decodificatori. Con una tecnologia in pipeline, quindi, tutte le istruzioni possono essere elaborate anche nel momento in cui si sovrappongono.
Si tratta comunque di tecniche molto complesse, le quali sono pensate principalmente per essere svolte da microprocessori con più transistor sul loro corpo metallico.
