La CPU : Il cervello del computer

Tutto ha inizio dal cristallo di silicio. Non è un grosso problema reperirlo, infatti è in assoluto tra i materiali più diffusi sulla crosta terrestre. La sabbia delle spiagge, ad esempio, ha un’altissima percentuale di silicio.

Tuttavia per poter essere usato nei processori, il silicio deve essere puro o “drogato” mediante l’aggiunta di piccolissime quantità di altri elementi, che modificano le sue proprietà di semiconduttore.

Queste impurità devono legarsi alla struttura reticolare del cristallo, influenzandone la capacità di condurre elettricità. Così esso, diventa un semiconduttore in grado di resistere al passaggio di corrente elettrica in misura maggiore rispetto ai normali conduttori, come il rame.

Avviene quindi un procedimento lungo in cui il silicio viene trasformato in dischi sottili, chiamati wafer. Su questi dischi vengono formati milioni di transistor e diodi, mediante sempre procedimenti complessi. I primi transistor erano grandi diversi centimetri, mentre ora possiamo contarne 30 milioni in pochi millimetri. Ricordiamo che il transistor, è l’elemento base che compone un processore.

Successivamente viene eseguita l’elettro placcatura, che consiste nel coprire il wafer da un sottilissimo strato di rame.

Abbiamo quindi questi wafer, dove sono posizionati tutti i vari processori. Essi poi, vengono testati, cioè si verifica che la corrente passi in maniera corretta all’interno dei singoli chip. Dopo questi test, vengono finalmente tagliati tutti i vari processori dal wafer.

Non tutti i processori saranno della stessa qualità, poiché alcuni saranno completamente funzionanti, altri funzionanti solamente in parte, ed altri ancora non funzionanti affatto. Questa differenza va a definire, il livello di prestazioni del processore. Quindi ci saranno processori top di gamma o di fascia media e bassa. 

CPU sta per Central Processing Unit, quindi unità centrale di elaborazione. Lo scopo della CPU è quello appunto di processare le istruzioni e i dati, che arrivano dagli altri programmi. 

La Cpu esegue 4 fasi:

■ La fase di Fetching

■ La fase di Decoding

■ La fase di Executing

■ La fase di Write Back

■ La fase di Fetching

Il processore recupera le varie informazioni che sono presenti da qualche parte nel computer e le copia in una propria memoria, così poi potrà accedervi in modo molto più veloce.

■ La fase di Decoding

In questa fase di decodifica, i dati vengono “tradotti”, poiché scritti in vari linguaggi di programmazione, in linguaggio binario, il linguaggio che parla il processore.

■ La fase di Executing

Nella terza fase, la CPU elabora i dati ed esegue l’istruzione in base alle indicazioni ricevute dalla decodifica del codice operativo.

■ La fase di Write Back

Dopo aver effettuato questi calcoli ed eseguito le istruzioni, otterrà un risultato che a sua volta verrà copiato all’interno della memoria.

Come un cervello umano, che riceve una lunga serie di input, anche il processore  funziona in modo simile.