Come funziona un processore?

Un processore di computer è comunemente chiamato CPU, o unità di elaborazione centrale di un computer. Il processore è il componente principale di un computer progettato per spostare ed elaborare i dati. I processori di computer sono comunemente indicati dalla velocità con cui la CPU può elaborare le istruzioni del computer al secondo, misurata in hertz, e sono uno dei principali punti di vendita di un computer.

Come funziona il processore?

Il processore del computer funge da componente primario di coordinamento del computer. La CPU accede a programmi, dati o altre funzioni del computer dalla RAM (Random Access Memory) quando viene chiamata dal sistema operativo del computer. Il processore interpreta quindi le istruzioni del computer relative al compito ordinato prima di rimandarlo alla RAM del computer per l’esecuzione tramite il bus di sistema del computer nel corretto ordine di esecuzione.

Logica del processore del computer

Al centro del processore del computer c’è la capacità di elaborare il codice del linguaggio macchina. Ci sono tre istruzioni di base in linguaggio macchina che la CPU può eseguire:

– Spostare dati da una posizione nella memoria del computer a un’altra

– Passare a nuovi set di istruzioni basati su operazioni logiche o scelte

– Eseguire operazioni matematiche usando l’unità logica aritmetica (ALU)

Per condurre queste operazioni il processore fa uso di un bus di indirizzi che usa per inviare indirizzi alla memoria del computer e un bus dati che è usato per recuperare o inviare informazioni alla memoria del computer. Ha anche una linea di controllo separata che notifica alla memoria del computer se sta ricevendo o inviando/impostando una data posizione di memoria. Per condurre tutte le operazioni progettate, la CPU ha anche un orologio che costituisce la base per sincronizzare le azioni del processore con il resto del computer. Per accedere alle istruzioni o ai dati comunemente usati dal computer, i processori implementano anche diversi schemi di caching al fine di ottenere l’accesso ai dati richiesti ad una velocità maggiore rispetto all’uso della RAM ad accesso diretto.

Memoria del processore

Il processore del computer fa uso di memoria di sola lettura e di memoria ad accesso casuale (rispettivamente ROM e RAM). La ROM del processore è programmata con informazioni preimpostate che sono programmate in modo permanente con funzioni di base al fine di facilitare la comunicazione del processore con il bus dati. La ROM è comunemente chiamata BIOS (Basic Input/Output System) sui computer Windows ed è anche usata per recuperare il settore di avvio del computer.

Il processore può leggere e scrivere nella RAM a seconda di quale azione(i) il set di istruzioni corrente ha determinato se il processore deve condurre. La RAM non è progettata per salvare permanentemente i dati e si riposa quando il computer viene spento o perde potenza.

Il ruolo del processore a 64 bit

Anche se i processori per computer a 64 bit sono stati distribuiti dai primi anni ’90, sono stati distribuiti a livello consumer in gran numero solo negli ultimi anni. Tutti i maggiori produttori di processori per computer ora producono processori a 64 bit che sono disponibili per l’uso in diversi tipi di sistema operativo. Il vantaggio principale di un processore a 64 bit rispetto ai design precedenti è lo spazio di indirizzamento significativamente espanso a disposizione del processore. I precedenti processori a 32 bit sarebbero limitati a un massimo di due o quattro gigabyte di accesso effettivo alla RAM. I processori a 64 gigabyte sono anche in grado di fornire un maggiore accesso di input/output ai dischi rigidi e alla scheda video del computer che aiutano ad aumentare ulteriormente le prestazioni complessive del sistema.

I primi ad adottare i processori a 64 bit non vedono necessariamente una grande prestazione del sistema se non si svolgono attività ad alta richiesta come l’editing video o la riproduzione di videogiochi 3D in rete. Questo continuerà a cambiare man mano che più applicazioni sono progettate per sfruttare i processori a 64 bit e la maggiore capacità di memoria dei nuovi processori per computer.