CPU: guida allacquisto

Il mercato delle CPU è in costante evoluzione e nuovi modelli vengono presentati a ritmo continuo. In pratica ogni sei mesi ci sono nuovi modelli e ogni due anni arriva una nuova generazione che richiede solitamente anche una nuova piattaforma per poter funzionare. In questo continua rincorsa diventa piuttosto difficile districarsi, e per queso motivo abbiamo raccolto una prima serie di indicazioni su quelli che sono i più importati elementi da considerare quando si deve scegliere un processore.

[tit:Il mercato] Tutto sommato, il mercato delle CPU è abbastanza stabile, nel senso che i principali produttori hanno delle roadmap solide e ben articolate. Del resto lo sviluppo di una nuova generazione di processori richiede anni e quindi la pianificazione è un elemento fondamentale. Intel sta attuando una strategia basata sul progressivo miglioramento del processo produttivo, alternato a una fase di consolidamento dei prodotti. In questo momento il grosso della produzione è basata su un processo produttivo a 65 nanometri, ma stanno arrivando componenti costruiti con processo a 45 nanometri e all'IDF sono stati presentati i primi componenti realizzati con processo a 32 nanometri. Considerando che con la riduzione del processo produttivo aumenta anche il numero di CPU realizzabili da un singolo wafer (a parità  di condizioni), la continua riduzione dei prezzi a parità  di prestazioni sembra assicurata anche per il prossimo futuro. Per AMD, invece, va segnalato l'arrivo del primo processore quad core nativo (il nome in codice era Barcelona) per server che costituisce un discreto salto in avanti visto che genererà  a breve una serie di prodotti derivati per desktop e portatili. Recentissimo, infatti, l'annuncio di versioni con tre core. In generale i produttori in questo momento si stanno orientando verso l'offerta sempre più articolata di processori con più core e di versioni caratterizzate da consumi sempre più bassi.

[tit:I criteri di scelta] Dovendo scegliere un processore, occorre tenere conto che la situazione è molto diversa a seconda che si tratti di un upgrade, oppure se si sta scegliendo un PC o un notebook. Nel primo caso, infatti, entrano in gioco elementi come la compatibilità  con l'hardware esistente, la reperibilità  e il prezzo. Se ci troviamo di fronte a una macchina già  costruita, il tipo di processore usato è importante, ma fino a un certo punto, dato che in questi casi le logiche di scelta principali sono legate al prezzo complessivo e alla disponibilità  del prodotto. In pratica, nei portatili e nel desktop, la gamma di CPU installata è già  "filtrata" dai produttori che cercano di proporre una macchina ben bilanciata dal punto di vista del prezzo, prestazioni e caratteristiche tecniche. Ciò non toglie che è sempre utile capire di che cosa è capace la CPU installata e che cosa significano in dettaglio le specifiche tecniche. Ben diverso è, invece, il discorso dell'upgrade, in cui entrano gioco diversi elementi. Il primo è la possibilità  effettiva che la CPU che si sta accingendo a comprare possa funzionare con il nostro sistema. Non è una risposta scontata così banale come ci si potrebbe attendere. Per esempio ci si potrebbe accorgere che la motherboard non supporta la frequenza di FSB del nuovo processore, vanificando un eventuale aumento di prestazioni. Un altro elemento da non trascurare è assicurarsi che il TDP (Thermal Design Power, cioè la potenza termica dissipata) sia compatibile con il nostro sistema. Non sempre basta aggiungere una ventola supplementare oppure un radiatore di dimensioni maggiori, ma occorre cercare di capire se il sistema, circuiti di alimentazione compresi, è in grado di supportare la nuova CPU. Risolto il problema della compatibilità  , occorre conoscerne le caratteristiche del processore installato per poterne scegliere uno migliore. Una cosa da considerare è che spesso non si possono fare upgrade semplicemente perchà© non si riesce a trovare sul mercato retail il processore desiderato, oppure non lo si riesce a trovare a un prezzo accettabile. In generale, a meno di esigenze molto particolari, non conviene scegliere un processore dalle prestazioni troppo vicine a quelle della CPU già  installata, perchà© il rapporto fra prezzo e benefici diventerebbe svantaggioso rispetto a altre soluzioni.
[tit:Interpretare le caratteristiche tecniche] Gli elementi da valutare nella scelta di una CPU sono molteplici e legati a aspetti come il costo, le prestazioni, la dissipazione di calore e la compatibilità  con le schede madri e gli altri componenti. Ecco i principali elementi da considerare.
[tit:Il processo produttivo] La tecnologia con cui è realizzata una CPU, o meglio il tipo di processo produttivo utilizzato è un elemento molto importante per determinare quanto sia recente il processore e condiziona alcune delle sue caratteristiche principali. In pratica il processo produttivo indica quali sono le dimensioni dei transistor che compongono la CPU, elemento che a sua volta condiziona il numero di transistor presenti nel chip, la dissipazione di potenza, la massima frequenza di clock raggiungibile, la quantità  di memoria cache utilizzabile e la complessità  dell'architettura. La tendenza è quella di continuare a ridurre le dimensioni dei transistor (le misure sono espresse in nanometri), in modo da poter inserire più componenti usando la stessa area di silicio (il costo di un chip è legato, appunto, alla quantità  di silicio utilizzata) e quindi ridurre i costi. Attualmente, i componenti più recenti utilizzano un processo produttivo a 65 nanometri, ma è imminente l'arrivo in volume di CPU costruite con un processo a 45 nanometri. I produttori di CPU tendono ad abbandonare progressivamente i processi produttivi più vecchi a favore di quelli nuovi, per cui se state scegliendo una CPU, a parità  di condizioni conviene optare per quella costruita con un processo produttivo più recente (cioè un numero di nanometri più basso).

[tit:Frequenza di clock] Croce e delizia dei produttori di CPU per molto tempo, la frequenza di clock di una CPU è stata utilizzata per anni per definire in modo semplice (e spesso errato) la potenza di un processore. In linea di principio, maggiore è questo parametro, migliori dovrebbero essere le prestazioni, ma questo valore è solo metà  dell'equazione che determina le performance. L'altro elemento determinante, infatti, è quante operazioni si possono eseguire per ogni ciclo di clock, elemento che dipende dall'architettura della CPU e dal tipo di operazioni svolte, e solamente tenendo conto di entrambe i parametri si possono ottenere delle indicazioni utili. Il motivo di questo fraintendimento è abbastanza semplice: agli inizi l'architettura delle varie CPU era molto simile e quindi la sola frequenza di clock poteva fornire una certa attendibilità  sulle performance. Successivamente però le architetture interne hanno incominciato a divergere sensibilmente e quindi questo parametro da solo non serve più a indicare se una CPU sia più performante di un'altra. In generale, nelle stesse famiglie di processori e con le stesse caratteristiche di cache e altri fattori, una processore con la frequenza di clock più elevata dovrebbe fornire performance migliori, anche se spesso con le normali applicazioni in vantaggio di prestazioni fra un modello e quello successivo si riduce a pochi punti percentuali. Per venire incontro alle esigenze degli utenti di capire quale CPU sia effettivamente migliore di un'altra (almeno nella stessa famiglia) sia Intel che AMD hanno introdotto una classificazione che utilizza un numero: maggiore è questo numero, migliori sono le caratteristiche dal punto di vista di performance e funzionalità  . Ovviamente questo confronto è valido esclusivamente per CPU della stessa famiglia e dello stesso produttore. In alcuni casi la numerazione segue linee guida molto articolate: per esempio per migliorare le prestazioni nel loro complesso, si può intervenire sulla frequenza di clock, oppure sulla quantità  di memoria cache al secondo livello. In alcuni casi, processori con lo stesso numero identificativo sono in realtà  diversi fra loro perchà© offrono una combinazione di quantità  di cache e frequenza di clock differenti.
[tit:Cache] Quando una CPU ha bisogno dei dati e delle istruzioni, se non le ha a disposizione in tempi molto brevi non può fare altro che aspettare perdendo tempo prezioso e abbassando le prestazioni del sistema. Le istruzioni e i dati sono presenti nella memoria e spesso devono fare in discreto percorso prima di poter arrivare alle unità  di elaborazione delle CPU. LA presenza di memoria cache serve proprio a ridurre questi tempi, ospitando i dati che più probabilmente serviranno alla CPU nelle fasi successive. Su come organizzare gerarchicamente le memorie cache e quali tecniche usare per prevedere quale sia il flusso di dati da inserire esistono numerose alternative. In generale la quantità  di memoria cache utilizzata è relativamente piccola rispetto alla memoria centrale, ma utilizza componenti molto veloci e il fatto che sia fisicamente e logicamente più vicina alle unità  di elaborazione permette di ottenere ottime prestazioni. Questa vicinanza impone però anche alcuni limiti, come per esempio la quantità  di memoria utilizzabile e le sue possibilità  di espansione (praticamente nulle). La struttura delle cache è legata anche all'architettura delal CPU: se per esempio si utilizzano frequenze di clock molto elevate e pipeline con un elevato numero di stadi, occorre aumentare la quantità  di cache per fare in modo che le unità  di elaborazione sia costantemente alimentate dai dati. In generale, maggiore è la quantità  di cache utilizzata, migliori sono alcune prestazioni, anche se questo alza il costo della CPU dato che richiede la presenza di più componenti interni e quindi di maggiore spazio sul die di silicio (il prezzo di una CPU è legata strettamente alla quantità  di silicio usata per produrla). Da notare che l'incremento di quantità  della memoria usata per la cache non è affatto proporzionale con l'aumento di prestazioni. Per esempio, un raddoppio della quantità  di cache al secondo livello comporta quasi sempre un aumento di pochi punti percentuali delle prestazioni, non certo del doppio.

[tit:Front Side Bus (FSB)] Questo elemento costituisce il sistema di collegamento usato per far comunicare la CPU con il chipset. La sua frequenza operativa condiziona, ovviamente, le prestazioni dato che influisce sulla velocità  con cui il processore comunica con gli altri componenti, fra cui la memoria centrale del sistema. Da tempo la frequenza operativa del Front Side Bus non coincide con quella interna di funzionamento della CPU che però spesso è un suo multiplo. Anche per questo componente vale il principio che valori maggiori permettono di ottenere prestazioni migliori, ma ovviamente anche il chipset deve essere in grado di supportare la stessa frequenza massima di FSB per evitare colli di bottiglia. Per questo motivo quando arrivano sul mercato nuovi processori con frequenze più elevate di FSB rispetto alla generazione precedente, di solito vengono annunciati anche i nuovi chipset in grado di supportare le nuove caratteristiche.

[tit:Zoccolo] Così come l'architettura interna delle CPU si evolve nel tempo, le esigenze di collegamento seguono una strada analoga e quindi le aziende sono costantemente impegnate nel trovare le soluzioni migliori. Una delle prime conseguenze è la modifiche dei package usato per le CPU e quindi il tipo di zoccolo usato. Di fatto questo elemento è strettamente vincolante, nel senso che una scheda madre con un certo tipo di socket può accogliere solamente alcune famiglie di CPU, al punto che è uno dei limiti principali per gli upgrade dei processori. Se si preventivano degli upgrade del processore, occorre prestare molta attenzione all'arrivo di nuove versioni di socket.