Processore
L'unità di elaborazione o processore[1][2] è una tipologia di dispositivo hardware del computer la quale si contraddistingue per essere dedicata all'esecuzione di istruzioni. In altri termini l'unità di elaborazione è il dispositivo che nel computer esegue materialmente l'elaborazione dati. Le altre componenti del computer sono ausiliarie all'unità di elaborazione oppure costituiscono l'interfaccia di input o l'interfaccia di output. L'unità di elaborazione, l'interfaccia di input e l'interfaccia di output sono infatti le tre componenti sempre presenti nel computer.
Un computer può essere dotato anche di più processori che collaborano tra loro. In tal caso si parla di "computer multiprocessore" e l'elaborazione dati viene anche chiamata, con termine più specifico, "multielaborazione" o "multiprocessing".[3]
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[modifica] Tipologie di processori
[modifica] Processori distinti per funzionalità
In base alle funzioni che svolgono, attualmente si possono distinguere le seguenti tre principali tipologie di processori:
[modifica] Unità di elaborazione centrale
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Per approfondire, vedi la voce CPU. |
L'unità di elaborazione centrale (più conosciuta con l'acronimo mutuato dalla lingua inglese "CPU") è il processore digitale general purpose che sovraintende tutte le funzionalità del computer digitale basato sull'architettura di von Neumann o sull'architettura Harvard.
L'unità di elaborazione centrale 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: l'ALU e l'unità di controllo.[4] In particolare la prima unità di elaborazione centrale commercializzata della storia è l'IBM 709 Central Processing Unit, un'unità di elaborazione centrale disponibile con l'IBM 709 Data Processing System (un computer dell'IBM commercializzato a partire dal 1958) e occupante un cabinet grande quanto un armadio. Attualmente invece la tipica implementazione dell'unità di elaborazione centrale è il microprocessore. L'unità di elaborazione centrale è quindi contenuta nello spazio di pochi centimetri quadrati.
Un computer multiprocessore può avere anche più unità di elaborazione centrale che collaborano tra loro.
[modifica] Coprocessore
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Per approfondire, vedi la voce Coprocessore. |
Il coprocessore è un processore ausiliario ad un altro processore. La funzione del coprocessore è quella di alleggerire il carico di lavoro del processore di cui è ausiliario. Di norma, il carico di lavoro relativo a particolari elaborazioni. Spesso il coprocessore è quindi un processore ottimizzato e specializzato nell'esecuzione di particolari elaborazioni in modo da risultare più efficiente nei compiti che gli sono stati affidati. Comuni sono i coprocessori dell'unità di elaborazione centrale. Tipologie particolari di coprocessori sono le seguenti:
[modifica] Coprocessore matematico
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Per approfondire, vedi la voce Coprocessore matematico. |
Il coprocessore matematico è un coprocessore ottimizzato e specializzato in particolari calcoli matematici. I primi coprocessori matematici della storia erano componenti separate dall'unità di elaborazione centrale. Oggi, normalmente, il coprocessore matematico e l'unità di elaborazione centrale sono integrati nel medesimo microprocessore. Attualmente la tipologia di coprocessore matematico più diffusa è l'unità di calcolo in virgola mobile (più conosciuta con l'acronimo mutuato dalla lingua inglese "FPU"), coprocessore specializzato nei calcoli in virgola mobile. Tutte le moderne unità di elaborazione centrale sono affiancate da un'unità di calcolo in virgola mobile, ed entrambe sono integrate nel medesimo microprocessore.
[modifica] Unità di elaborazione grafica
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Per approfondire, vedi la voce Graphics Processing Unit. |
L'unità di elaborazione grafica (più conosciuta con l'acronimo mutuato dalla lingua inglese "GPU") è un coprocessore ottimizzato e specializzato nel rendering di immagini grafiche. Da alcuni anni è in atto la tendenza a integrare l'unità di elaborazione grafica e l'unità di elaborazione centrale nel medesimo microprocessore.
[modifica] Controller di periferica
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Per approfondire, vedi la voce Controller (informatica). |
Il controller di periferica o processore di input/output è un coprocessore adibito alla gestione di una o più periferiche. Il controller di periferica è presente sin dalla prima generazione di computer elettronici in quanto normalmente la periferica è molto più lenta dell'unità di elaborazione centrale. La presenza del controller di periferica evita quindi che l'unità di elaborazione centrale subisca pesantio rallentamenti: sollevata dalla gestione delle periferiche, l'unità di elaborazione centrale è libera di utilizzare tutta la sua capacità di calcolo in compiti in cui è richiesta tale capacità.
[modifica] Processore di segnale digitale
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Per approfondire, vedi la voce Processore di segnale digitale. |
Il processore di segnale digitale (più conosciuto con l'acronimo mutuato dalla lingua inglese "DSP") è un processore specializzato nell'elaborazione numerica dei segnali. Il processore di segnale digitale può essere utilizzato come processore principale in particolari computer special purpose dedicati esclusivamente all'elaborazione numerica dei segnali (come ad esempio i computer integrati nei riproduttori di CD audio), oppure può essere utilizzato come coprocessore in computer sia general purpose (come ad esempio il personal computer) che special purpose (come ad esempio le moderne console per videogiochi). Nel secondo caso, tipico è l'utilizzo come coprocessore della CPU.
[modifica] Processori distinti per architettura hardware
In base all'architettura hardware, si possono distinguere le seguenti tipologie di processori:
[modifica] Altre tipologie
Una tipologia di processore oggi estremamente diffusa è il microprocessore. Un microprocessore è un processore interamente contenuto in un circuito integrato.[5] Il primo microprocessore commercializzato della storia è stato l'unità di elaborazione centrale Intel 4004, commercializzata a partire dal 1971.
Al fine di aumentare le prestazioni, nel 2005 è nata la tendenza a realizzare circuiti integrati contenenti più[6] unità di elaborazione centrale tutte identiche. Un circuito integrato contenente più unità di elaborazione centrale tutte identiche è detto "processore multicore". Attualmente il processore multicore rappresenta l'implementazione più diffusa dell'unità di elaborazione centrale.
[modifica] Note
- ^ "Processore" è un prestito dell'inglese. In particolare è un adattamento di "processor". Nella lingua inglese "processor" nasce dal verbo "to process" che significa "compiere un processo".
- ^ Tra i due sinonimi "unità di elaborazione" e "processore", il più diffuso nel linguaggio comune è, per la sua maggiore brevità, "processore". Anche in ambito accademico i due termini hanno pari dignità e spesso è preferito "processore" per la sua maggiore brevità.
- ^ "Multiprocessing" è un prestito dell'inglese.
- ^ Siccome, dagli anni Sessanta del XX secolo, l'ALU e l'unità di controllo normalmente non sono più contenute in cabinet diversi, la tendenza attuale è di considerarle non due processori distinti ma due componenti del medesimo processore (l'unità di elaborazione centrale). In particolare normalmente non si usa l'espressione "computer multiprocessore" per computer che non hanno altri processori oltre all'unità di elaborazione centrale.
- ^ Un circuito integrato può contenere anche più processori.
- ^ Di norma le potenze del 2: 2, 4, 8, eccetera.
[modifica] Voci correlate
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