Sezione 2 - L'uso di una CPU
2.1 Che processori esistono, attualmente?
Le principali compagnie produttrici di processori sono le statunitensi IBM, Intel e AMD, e la taiwanese VIA.
La IBM (International Business Machines) è un produttore storico di materiale informatico, ed è naturale che si cimenti anche in questo campo. Fondata addirittura nel 1888 (avete letto bene), ben prima dell'epoca dei transistor e dei computer moderni, la IBM tuttavia, soprattutto dopo la rinuncia di Apple ai processori Power, è fuori dal segmento principale del mercato, orientandosi piuttosto sui processori per server. In ogni caso, la IBM fornisce i processori della console Xbox 360, mentre in futuro si attende con interesse l'uscita del processore Cell, che verrà utilizzato anche sulle console Playstation 3.
La Intel (nome originale Integrated Electronics, fondata a Santa Clara, California, nel 1968) è invece il produttore storico di processori per la grande utenza. Attualmente produce i processori con architettura Netburst, cioè i Pentium 4, Celeron per desktop e sistemi mobili; Pentium D, Pentium Extreme Edition per sistemi desktop di fascia alta; e i processori Xeon per sistemi server. Inoltre, produce processori specifici per il segmento notebook, quali i Pentium M ed i Celeron M, e per il segmento embedded, cioè gli StrongARM e gli XScale. Infine, produce gli Itanium, processori professionali per workstation.
La Advanced Micro Devices, o AMD, (di Sunnyvale, California) è una compagnia nata nel 1969, un anno dopo la Intel, che attualmente produce i processori Athlon 64 e Sempron per i segmenti desktop e notebook; Turion 64 come processore specifico per il segmento notebook; Athlon 64 FX come processore di fascia alta per i desktop; i processori Opteron per i server. Sono tutti processori derivati dall'architettura K8, mentre AMD produce anche processori per sistemi embedded, i Geode serie GX ed NX, derivati rispettivamente dalle architetture NexGen 5x86 e AMD K7. Si nota chiaramente come la AMD cerchi di fare concorrenza alla Intel negli stessi segmenti di mercato.
La VIA si è lanciata di recente nella produzione di CPU, dopo decenni di esperienza nel mercato chipset. L'offerta, al confronto degli altri due giganti, è ridotta e principalmente orientata ai sistemi a basso consumo. Attualmente VIA produce CPU serie C3 e C7M.
Da poco uscita dal mercato delle CPU, la taiwanese Transmeta produceva processori dalle caratteristiche molto interessanti e dal consumo molto ridotto. Tuttavia, la scarsa capacità produttiva, e la mancanza di affermazione in segmenti già abbondantemente coperti da altri produttori, hanno fatto sì che Transmeta rinunciasse all'interessante progetto Crusoe.
2.2 Qual è il processore che fa per me?
Dipende, soprattutto dai compiti che si intendono svolgere, dal budget a disposizione, e dalle altre caratteristiche che devono comporre il sistema. La CPU è il cuore del computer, attorno al quale si deve pensare il resto della macchina, per cui è sempre bene avere in mente cosa se ne vuol fare di essa.
2.3 Come si monta una CPU?
2.4 E' necessario usare il dissipatore?
Per l'amore del cielo, SI! I processori più recenti consumano come minimo una manciata di watt, sino ad arrivare ad oltre un centinaio, e concentrati su una superficie di circa un centimentro quadrato, dello spessore di circa un millimetro. Supponendo che la CPU consumi 50 W, in base alla legge di Stefan-Boltzmann si deduce che la temperatura del processore raggiungerebbe (in assenza di dispositivi di dissipazione termica) i 1175 °C circa: decisamente troppi per il funzionamento dei transistor!
2.4.1 Com'è il dissipatore fornito in dotazione con la CPU?
Solitamente è appena sufficiente per dissipare il calore prodotto dalla CPU in condizion di utilizzo normale. Tradotto in termini pratici, non è granché, sia in termini di prestazioni termiche che di silenziosità, ma è adeguato per la maggior parte degli utilizzi.
Discorso leggermente diverso è quello che riguarda i processori per notebook: in questo caso, il dissipatore integrato nel portatile è strettamente limitato dallo chassis del portatile stesso, e ciò comporta prestazioni molto variabili a seconda del modello.
2.5 Cos'è la pasta termica?
E' una sostanza semicollosa il cui scopo è quello di migliorare lo scambio termico tra il processore ed il dissipatore. Infatti, quando quest'ultimo poggia sulla CPU, è probabile che si formino delle microscopiche bolle d'aria sulla superficie di contatto, che pregiudicano un buono scambio di calore.
Nonostante le varie composizioni, le paste termiche
non sono buoni conduttori di calore e dunque vanno usate per il minimo indispensabile; tuttavia, scambiano calore decisamente meglio dell'aria.
2.5.1 Che differenza c'è tra le varie paste termiche?
2.5.2 Come si pulisce una CPU dai residui di pasta termica?
2.6 Esistono altri metodi per raffreddare una CPU?
2.6.1 Dissipazione a liquido
2.6.2 Sistemi criogeni
2.6.3 Ghiaccio secco (CO2) e azoto liquido (LN2)
2.7 A quale temperatura deve funzionare una CPU?
2.7.1 Qual è la temperatura massima che può sopportare una CPU?
2.7.2 Qual è la temperatura tipica di una CPU?
2.8 Quanto consuma una CPU?
2.9 Qual è la tensione operativa di una CPU?
Dipende dalla CPU. I processori per desktop più recenti hanno una tensione che si aggira intorno a 1.3-1.4 V. Le CPU mobile prevedono solitamente sistemi di risparmio energetico che variano la tensione della CPU, insieme alla frequenza, in base al carico di lavoro. Ultimamente anche le CPU desktop prevedono tecnologie simili (vedasi domanda 3.1.2.4: "La tecnologia Cool'n'Quiet" e domanda 3.2.2.6: "La tecnologia EIST").
Per ulteriori dettagli, si consulti il sito:
http://users.erols.com/chare/elec.htm
2.10 Con cosa posso osservare la temperature della CPU?
Ci sono diversi metodi. Il primo, messo a disposizione dalla scheda madre, consiste nell'accedere al BIOS ed osservare la temperatura con gli strumenti forniti. E' utile se si vuole conoscere la temperatura della CPU a computer appena acceso, rivelando eventuali problemi di mal posizionamento del dissipatore. Da notare che mentre si lavora col BIOS i sistemi di risparmio energetico della CPU non sono attivi.
L'altro metodo consiste nell'utilizzo di software particolari di diagnostica. Uno dei più comuni ed apprezzati è SpeedFan (di Alfredo Milani Comparetti,
www.almico.com); altri sono Everest Home Edition (non più disponibile) e Mainboard Monitor; la Asus fornisce la sua utility Asus Probe, spesso accusata di essere poco affidabile. Si tratta tutti di programmi per Windows.
In generale, però, dev'essere la scheda madre a permettere l'osservazione di parametri come la temperatura della CPU (e la sua tensione, i timings della RAM e così via). Nei computer più vecchi, o in macchine "custom" (della HP, ad esempio), ed in alcuni portatili anche moderni (ad esempio, i Fujitsu-Siemens), tali funzionalità possono mancare.