[#1] Corso di Informatica HW - Il Processore

[ForestJym]

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Guida: Nr 1

Piattaforma: Pc Desktop

Guide correlate:

1) Il Processore

2) La Memoria Ram

3) La Scheda Madre

4) La Scheda Video

5) L’Alimentatore

6) Il Case

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Guide utili a comprendere come è fatto un computer, cosa sono e a cosa servono le varie componenti e come poterne assemblare uno tutto nuovo .

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Ciao a tutti ragazzi, se decidete di seguire queste guide per imparare qualcosa sul mondo hardware dei PC e quindi fare esperimenti, fatelo sul pc di papà, così se fate danni non rovinate il vostro asd (scherzo).

Partiamo dal principio, Vogliamo assemblare un pc? Bene. La prima cosa da fare è:

 

Specificare per quale scopo si vuol assemblare il pc. Qual è l’uso finale? Le risposte possono essere moltissime: Svago casalingo, ufficio e scuola, navigazione web, home cinema film 24H, Gaming e tempo libero, musica e produzione, Video editing, rendering 3D, Core gaming, ecc ecc.

Dopo aver capito quale ruolo ricoprirà il nostro futuro computer dobbiamo saperci orientare per capire da dove e come cominciare le ricerche per l’assemblaggio.

 

Da che parte iniziamo? Ogni componente deve essere compatibile all’altro, non possiamo sceglierli a casaccio, quindi è opportuno seguire un ordine e risalire al primo componente utile per poi poter effettuare le scelte dell'hardware successivo.

 

• Il Processore:
  

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Il processore è il componente hardware di un computer che ne determina maggiormente la sua categoria d’operatività. Paragoniamolo al cervello umano, per semplificare la comprensione, il processore coordina in maniera centralizzata tutti gli altri componenti di un computer proprio come il cervello umano coordina le articolazioni e i muscoli del nostro corpo.

Fornisce istruzioni utili allo svolgimento di una determinata attività.

Il Processore riceve gli input che noi costantemente inviamo tramite il semplice uso della tastiera, il movimento del mouse, l’inserimento di una riga di comando o l’inserimento di una periferica USB autoavviabile. Dopo aver ricevuto determinati input li elabora facendo uso di una piccola memoria dedicata fino a quando produce dei risultati che invia come istruzioni alle periferiche del computer come ad esempio al processore grafico in modo da poterle far visualizzare sui nostri monitor sotto forma di testo, immagini, forme, risposte…

Queste “istruzioni” sono dei numeri ed in base al loro valore le unità di controllo eseguono delle azioni predefinite, sfruttando la piccola memoria dedicata per allocarli temporaneamente e comprenderne i dati utili.

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Il termine CPU = central processing unit (io lo uso per abbreviare il termine Processore) ma a oggi è un termine non tanto consono ad indicare i moderni processori, perché CPU indica un unità di processo, mentre i nuovi processori hanno più unità chiamate Cores/Nuclei che possono contenere fino a centinaia di milioni di transistor, che determinano la capacità di elaborazione. Quindi CPU = Old e Multicore Processor = New.

Ecco la Locazione di un Processore nella scheda madre (in fondo vedremo come installarlo) questo è il socket del processore e lo troviamo sulle schede madri:

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• Differenza fra un Single Core e un multi-core:
  

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Un single core ha un'unica centrale di processo dati, un multi-core può arrivare ad averne 2, 4, 6, 8, 12 nuclei di processo parallelamente quindi un Multi-core può eseguire operazioni molto più velocemente di un single core e nello stesso istante ne può gestire molteplici altre.

 

• La Velocità:
  

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La velocità operativa di un processore (single o multi-core) è determinata dal tempo che esso impiega nell’eseguire determinate istruzioni e si misura in cicli di clock.

Un clock è la commutazione tra i due livelli logici “0” e “1”. La frequenza di clock quindi è il numero di commutazioni che la CPU riesce ad eseguire in un secondo. Una serie di commutazioni compone una istruzione.

La velocità di distribuzione di questo segnale nelle varie sezioni della cpu determina la frequenza operativa di un processore (Mhz/Ghz) La frequenza permette che il clock sia stabile e mantenga tutte le parti sincronizzate quindi non può essere più elevata del tempo che impiega il clock a raggiungere la sezione più lontana esempio, se così fosse, si perderebbe la sincronia e si perderebbero informazioni utili causando instabilità del sistema, conflitti.

Se il segnale di clock impiega un nanosecondo per arrivare alla sezione più lontana del processore, la frequenza non deve essere superiore ad esso, in esempio quindi non dovrebbe essere maggior di 1Ghz ossia 1000Mhz ossia 1.000.000.000 Hz ossia un miliardo di azioni al secondo.

Nei processori moderni c’è il controllo dinamico della Frequenza, (come il Turbo boost o Overclock dinamico). Questo permette di far diminuire i tempi di risposta e quindi di far aumentare la velocità del segnale di clock nelle varie periferiche del processore in modo da restituire istruzioni molto più velocemente alle componenti del PC.

Possiamo quindi dire che un processore da 3.0Ghz (3 miliardi di Herz) potrebbe essere più “veloce” di un processore da 2.5Ghz.

Ma possiamo anche dire che un processore da 2.5Ghz Multi-core potrebbe essere più “veloce” di un processore da 3.0Ghz Single Core.

Quindi importante, la frequenza non è tutto per determinare la velocità di un processore.

 

• Dissipazione:
  

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L’operatività di un processore avviene mediante tensione elettrica, quindi per principio avviene un riscaldamento di corpi soggetti a tensione elettrica. Questo riscaldamento può portare il processore a toccare comodamente i 90° se non monitorato, con conseguenze di fusione, rottura, cedimento del materiale e dei circuiti integrati.

Per questo serve un corpo esterno che a contatto aiuti a dissipare tale calore mantenendo stabili e medio/basse le temperature operative.

Nei processori a basse frequenze non avviene tale elevato riscaldamento, tant’è che può bastare un dissipatore passivo a contatto. Mentre nei processori più performanti è necessario che oltre al dissipatore ci sia l’intervento di una ventola che permetta il raffreddamento delle lamiere dissipatrici. In questo caso avviene un continuo scambio termico fra Processore (CALDO) e Dissipatore (RINFRESCATO). Un ciclo continuo che deve essere controllato e mai trascurato.

L’efficienza di un dissipatore è importante quindi per poter preservare la vita del processore, più sono basse le temperature più possiamo stare sicuri, la temperatura di esercizio di un processore stabile e in buona salute può variare dai 30 ai 50° senza parlare dei processori di nuova generazione per il mobile che non superano mai tali temperature, oppure i processori di serie X o K che sono progettati per le altissime frequenze e quindi sottoposti a temperature superiori.

I Dissipatori a ventola sono i modelli tipici/classici, venduti di serie, per individuare il giusto dissipatore per il processore bisogna ricercarlo (nei negozi o negli e-shop) mediante il numero di Socket. Se la scheda madre monta processori con socket 1156, potranno montare SOLO dissipatori PER socket 1156 e così via. Alcuni dissipatori invece hanno la possibilità di essere installati su più piattaforme quindi su differenti socket grazie al loro design, quindi bisogna far attenzione alle descrizioni del prodotto quando lo si cerca. Migliore è la struttura e ventola del dissipatore e maggiore sarà la conduzione termica.

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I Dissipatori a liquido invece sono leggermente più efficaci grazie alla proprietà di conduzione termica a liquido e del radiatore in dotazione che non è altro che un dissipatore con ventole più un sistema di pompaggio che fa circolare il liquido di raffreddamento. Anche in questo ambito c’è il sistema piccolo e quello performante con tubature di diametro più grosso e più o meno ventole per raffrescare il radiatore.

Il prezzo è maggiore rispetto un dissipatore a ventola e anche esso va individuato per numero di socket.

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• Consumo energetico:
  

Un processore moderno ad alte prestazioni può richiedere molta energia. Il consumo di un processore dipende dalla tipologia, diventa facile comprendere che in una situazione in cui sono necessarie alte prestazioni per operazioni intensive e ripetute, calcoli complessi, renderizzazione di immagini o video, sia necessaria più energia rispetto un ambito di svago e navigazione web in cui i processi ricevono richieste semplici e leggere.

Un processore adatto al gioco e alla grafica 3D può consumare anche 120 watt/ora e si contraddistingue dalla sua notevole velocità di calcolo, dalle frequenze sostenibili molto alte, dalla sopportazione delle alte temperature, dalla gestione di più processi nello stesso istante e così via; un processore adatto alle operazioni domestiche o d'ufficio può consumare anche meno di 10 watt/ora. non è la configurazione multi-core che fa la differenza di consumo Ma la progettazione che è giustamente indirizzata alle diverse fasce di utilizzi.

di conseguenza varia anche il prezzo.

 

• Come è fatto un processore?:
  

• Registri di memoria utili ad archiviare istruzioni, accessibili in tempi brevissimi molto più veloci rispetto le memorie ram.
  
• le Unità di controllo suddivise nei vari nuclei se abbiamo un processore multi-core, leggono le istruzioni e scrivono gli esiti in memorie dedicate chiamate cache, a velocità altissime.
  
• Unità aritmetiche che eseguono le operazioni logiche.
  
• Cache di primo livello è una memoria situata all’interno del processore quindi ad accesso diretto.
  
• Cache di secondo livello è situata esternamente, non a vista, ed è accessibile tramite un bus dati.
  
• Cache di terzo livello condivisa fra le unità di controllo (non tutti i processori)
  
• Bus di sistema che sarebbe il canale di trasferimento dati dall’interno all’esterno e vice versa (esprime la quantità di materiale trasferibile in MT/s o GT/s ossia milioni o miliardi di trasferimenti al secondo, maggiore è il numero di GT/s migliore è il trasferimento di dati.)
  
• Semiconduttori contengono circuiti integrati che in base alla dimensione delle loro funzioni determinano la velocità operativa di un processore (la dimensione delle funzioni integrate in un Semiconduttore è misurata in Nanometri, più il valore è basso e più veloce può essere l’esecuzione di operazioni con conseguente riduzione di consumo energetico che diventa meno esigente)
  

 

• Processore con GPU integrata? (Processori con processore grafico integrato) :
  

Da pochi anni ormai sono stati integrati nei processori multicore anche il processore grafico, questo permette un diretto scambio di informazioni fra CPUs e GPU per la renderizzazione video e spesso anche per il supporto di calcolo in modo da poter collegare un monitor al proprio pc senza una Scheda video.

Nella parte sottostante alla piastra vediamo come CPUs e GPU coesistono:

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Come posso collegare il pc ad un monitor senza scheda video? Le schede madri moderne sono dotate di bus per i segnali video che permettono al Processore con GPU integrata di portare il segnale direttamente al connettore di uscita installato sempre nel pannello posteriore della scheda madre (che può essere VGA, DVI, HDMI, TB, ecc ecc) in questo caso non sarà necessario installare una scheda video ma dobbiamo essere consapevoli che le prestazioni del processore grafico integrato NON sono paragonabili alle prestazioni di una scheda video dedicata.

 

Bene, ora che abbiamo conosciuto le parti intime di un processore, decidiamo quale comprare. Andiamo al supermercato o in un negozio online, ma con quale criterio possiamo trovare quello che serve a noi?

 

Come scegliere un Processore?

• Prima di tutto bisogna capire che uso si vuol fare col proprio pc, poi decidere:
  
• La quantità di core: se è un multi-core e necessitiamo di operazioni intensive, un quad-core potrebbe essere la soluzione ideale...
  
• La Frequenza operativa: (Ghz) Maggiore è la Frequenza e maggiore sarà la velocità di risposta.
  
• La quantità di Memoria dedicata: (Cache) Maggiore è la Cache e maggior numero di operazioni contemporaneamente possono essere elaborate (a favore del multitasking)
  
• L’ampiezza del bus: il Bus è un collegamento fra più punti di un sistema, più questo collegamento predispone un’ambia banda di trasferimento e più veloce sarà il tempo di risposta di una periferica collegata ad esso.
  
• Memoria Ram supportata, quantità massima gestibile e numero di canali: i Processori non sono in grado di gestire qualsiasi tipologia di memoria ram ne qualsiasi quantità, bisogna quindi conoscere questo dato del processore per poi effettuare le prossime scelte dei componenti RAM.
  
• Dimensione dello Zoccolo: lo Zoccolo (soket) è la dimensione del corpo del processore, ogni modello di processore ha dimensioni differenti, questo dato è indispensabile e serve per poter effettuare la scelta della scheda madre.
  
• Bit: 64 o 32 bit, sono dei set di istruzioni che un microprocessore è in grado di riconoscere ed eseguire. Utile ed indispensabile per la scelta del sistema operativo e dei software da installare successivamente.
  
• Dotazione del Dissipatore: spesso i processori vengono venduti con in dotazione il dissipatore e la ventola, oppure no. Senza un dissipatore non potete andare avanti, non potrete mai avviare il pc quindi, rischiereste di danneggiare irreparabilmente il processore. Questo particolare va preso in considerazione nella scelta del processore, spesso il venditore scrive che il processore è BOXATO/BOXED, ciò indica che è incluso nel pacchetto anche il dissipatore, in caso contrario chiedete sempre.
  

 

In ambito professionale ci sono altre voci di interesse che dovranno sicuramente essere prese in considerazione come la Tecnologia del Data e Platform Protection, Virtualization ecc ecc. Noi oggi parleremo solo dell'ambito casalingo asd.

 

Come installare un processore? (immagine):

[spoiler=foto]

 

Come installare un processore? (Video):

[spoiler=video] https://www.youtube.com/watch?v=P_LxDouzEw0

 

Modificato 19 Marzo 2020 da Lucarelli

[Ekros]

Ottima ed esaustiva guida, complimenti per la pazienza.

[BeTmAsTeR]

L' applicazione della pasta termica con i guanti è il metodo peggiore mai stato concepito.

La pasta non è distribuita equamente lasciando bolle d' aria, inoltre c'è il rischio che la pasta termica, elettricamente conduttiva a seconda del brand, fuoriesca una volta avvitato il dissipatore aumentando il rischio di corto circuiti

 

Oltre a questo errore, nel video non fai capire bene il fatto che il processore vado installato nel socket con un orientamento ben preciso, allineando il triangolino dorato sul processore con quello sulla scheda madre

 

 

Foto by pcstats.com

 

 

Modificato 14 Luglio 2015 da BeTmAsTeR

[ForestJym]

è il metodo peggiore mai stato concepito // inoltre c'è il rischio che la pasta termica, elettricamente conduttiva

 

alt alt, Non è meglio chiedere prima di buttarsi? :

 

Innanzitutto La pasta E1 silver è assolutamente:

-NON elettricamente conduttiva

-NON capacitiva

-NON corrosiva

-NON curing

 

Io lavoro con la Gold di solito, ma in questo caso andava bene anche questa che è una delle migliori in commercio per consumers. A oggi su listino la Cooler master non ha paste silver per consumers elettroconduttive, forse qualche anno fa poteva essere...

 

Non spalmarla è il modo migliore per far si che durante la pressione rimangano delle bolle d'aria fra le parti a contatto, spalmarla con una scheda di silicone o di plastica rende lo stesso risultato, di per se io preferisco miscelarla finchè non è ben amalgamata, molto difficile che rimangano bolle d'aria durante un impasto, dopotutto sono 10 anni che installo PC, ma ognuno è libero di applicarla come vuole, io ho solo fatto solo un video dimomostrativo, ma ne terrò conto grazie .

 

Per quanto riguarda il triangolino sulla base delle cpu, ho voluto far notare che i socket son differenti, un AMD non ha i solchi che ha un Intel, e quindi ho fatto notare questo come descritto nella guida le CPU sono particolarmente differenti, al momento pensai che fosse molto più facile non sbagliarsi dati 2 evidenti solchi appositi per l'alloggiamento, ma comunque si, si poteva far notare anche il triangolino questo sì :ok:

 

Ottima ed esaustiva guida, complimenti per la pazienza.

 

Grazie!!

[Sotomoss]

alt alt, Non è meglio chiedere prima di buttarsi? :

 

Innanzitutto La pasta E1 silver è assolutamente:

-NON elettricamente conduttiva

-NON capacitiva

-NON corrosiva

-NON curing

 

Io lavoro con la Gold di solito, ma in questo caso andava bene anche questa che è una delle migliori in commercio per consumers. A oggi su listino la Cooler master non ha paste silver per consumers elettroconduttive, forse qualche anno fa poteva essere...

 

Non spalmarla è il modo migliore per far si che durante la pressione rimangano delle bolle d'aria fra le parti a contatto, spalmarla con una scheda di silicone o di plastica rende lo stesso risultato, di per se io preferisco miscelarla finchè non è ben amalgamata, molto difficile che rimangano bolle d'aria durante un impasto, dopotutto sono 10 anni che installo PC, ma ognuno è libero di applicarla come vuole, io ho solo fatto solo un video dimomostrativo, ma ne terrò conto grazie .

 

Per quanto riguarda il triangolino sulla base delle cpu, ho voluto far notare che i socket son differenti, un AMD non ha i solchi che ha un Intel, e quindi ho fatto notare questo come descritto nella guida le CPU sono particolarmente differenti, al momento pensai che fosse molto più facile non sbagliarsi dati 2 evidenti solchi appositi per l'alloggiamento, ma comunque si, si poteva far notare anche il triangolino questo sì :ok:

 

 

 

Grazie!!

 

Complimenti

ricarica le foto è un peccato sennó!!

[ForestJym]

le foto sono ok :ok: