Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Corso di Laboratorio di Sistemi

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Alimentatore Memoria centrale Processore Scheda madre Scheda video Case Scheda audio

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case È il contenitore all’interno del quale sono montati tutti i componenti. Parametri di scelta: formato dimensione

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: formato Determina il formato della mother board che può essere montata al suo interno e le specifiche meccaniche, elettriche e termiche relative al montaggio. Il passato: AT (Advanced Technology, 1984) Il presente: ATX (AT eXtended, 1995) Il futuro: BTX (Balanced Technology Extended) Di essi sono disponibili diverse versioni, per sistemi compatti e ultra-compatti: pico, micro, mini, flex, a cui si aggiungono i formati micro ITX e mini ITX, appositamente realizzati

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: dimensione Desktop (orizzontale) Micro-tower (tra 33 e 38 cm) Mini-tower (tra 38 e 48 cm) Mid-tower (tra 48 e 53 cm) Big-tower (tra 53 e 65 cm)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: dimensione Dalla dimensione del case dipendono altri importanti fattori: il numero di alloggiamenti da 5¼ (per lettori CD e DVD e per masterizzatore) il numero di alloggiamenti da 3½ (esterni per floppy disk drive e interni per hard disk), il numero di slot di espansione a cui può corrispondere un’interfaccia esterna, il tipo di apertura, il numero di ventole aggiuntive

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: ventilazione Il sistema di ventilazione, che avviene attraverso le ventole (fan cooler), è determinante per la durata nel tempo dei vari componenti. Tre sono le zone critiche: Frontale Superiore Posteriore

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: ventilazione Se si ha a disposizione una sola ventola, la posizione più adeguata è alle spalle del pannello frontale del case. In questo modo si aspirerà aria fresca, che sarà diretta verso il "cuore" del case.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: parametri delle ventole Assorbimento di corrente (misurato in Ampère): in media 0.3A, potenza dissipata 3.6W. Piedi cubici al minuto (CFM): misura l’aria che la ventola riesce a muovere e dipende dalla dimensione della ventola e dalla velocità; in media 5÷28CFM. DB/A: misura il rumore in rapporto alla corrente; in media ~20 dB/A. RPM: giri al minuto (800÷2400).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: modding Telaio trasparente aerografato o in plexiglas Kit per illuminare il PC Effetti fluorescenti al buio Ventole colorate

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: modding Svantaggi: Il plexiglas non risponde alle normative elettromagnetiche Il sistema di alimentazione deve sostenere il carico degli effetti installati

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il case: criteri per la scelta Estetica Robustezza Bordi arrotondati e senza spigoli Facilità di apertura e sicurezza nella chiusura Spazio interno e vani di espansione Porte USB sul frontale Schermo elettromagnetico Buon flusso termico all’interno del telaio

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore L’alimentatore Trasforma la corrente alternata in continua e la distribuisce ai componenti del PC, stabilizzando eventuali cambiamenti di tensione . È necessario perché: Le prese elettriche a muro sono da 220 Volt in alternata, mentre i componenti del PC funzionano in corrente continua a bassa tensione (5V o 12V).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore È responsabile del corretto funzionamento di tutte le periferiche di sistema. Troppo spesso se ne sottovaluta l'importanza: anche piccole variazione nel voltaggio possono creare blocchi di sistema o danneggiare componenti.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: potenza La potenza in watt è la caratteristica principale nella scelta di un alimentatore. Determina il numero di componenti e periferiche che possono essere installati nel PC. Per una configurazione media, un alimentatore da 350 - 400W è sufficiente.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: connettori È importante controllare la lunghezza e il numero dei connettori dell’alimentatore, soprattutto quando gli accessori da alimentare sono numerosi.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: connettori Connettore per la mother board da 20 poli Connettore per la mother board da 24 poli (specifiche ATX 2.0) Innesto sulla mother board

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: connettori Spesso la Mother Board richiede un connettore di alimentazione aggiuntivo.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: connettori Connettore a 4 poli +12V per scheda grafica PCI Express Connettore a 6 poli +12V per scheda grafica PCI Express

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: connettori Connettori molex Parallel ATA per HD e lettori e masterizzatori CDROM e DVD Connettori a 4 poli per l’alimentazione di floppy drive Connettore Serial ATA (a sinistra), che sta sostituendo il molex (a destra)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: ventilazione Ogni alimentatore dispone di una ventola di raffreddamento, per garantire il necessario ricambio d'aria all’interno del case e dell'alimentatore. Molti alimentatori di fascia medio-alta dispongono di: doppia ventola selettore di velocità per le ventole, che permette di regolarne il regime di rotazione e, di conseguenza, il rumore di funzionamento

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: etichettatura Codice dei colori dei cavi

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: etichettatura Supporta ATX 12V V.2. 2 Linee indipendenti a +12 V Supporta sistemi basati su processori Dual Core Adattabile a sistemi ATX / BTX. Supporto schede grafiche Dual PCI-E, SLI o CrossFire

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: etichettatura Ventola da 12 cm, silenziosa Possibilità di scelta di cavi modulari Cavo di alimentazione con connettori molex a 4 pin per HHD IDE e connettori SATA

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: etichettatura L’alimentatore: etichettatura Accetta tensioni d’ingresso comprese fra 100 e 240 Volt (commutazione automatica). PFC Active è un indice di stabilità della potenza erogata (0,99) Potenza effettiva erogata. La schermatura EMI protegge i componenti del sistema e le apparecchiature che si trovano nelle vicinanze dalle interferenze emesse.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC L’alimentatore: parametri OVP: protezione da sovraccarichi di tensione (l’alimentatore dovrebbe spegnersi quando una delle tensioni d’uscita supera un valore di soglia). OLP: protezione da sovraccarichi energetici (quando il consumo di energia del PC eccede il valore della potenza nominale massima, l’alimentatore dovrebbe spegnersi) SCP: protezione da cortocircuito UVP: protezione da calo di voltaggio (l’alimentatore si spegne se il voltaggio in ingresso diventa inferiore a 65-75VAC) OCP: protezione da sovraccarichi di corrente (l’alimentatore si spegne automaticamente quando l’assorbimento di corrente diventa eccessivo) OTP: protezione da surriscaldamento (l’alimentatore si spegne quando la temperatura supera una certa soglia, in genere 90°C-100°C)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre La scheda madre, o mother board (MB), è la scheda principale, su cui sono collegati o innestati tutti gli altri componenti. Raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica di interfaccia fra i vari componenti, interni ed esterni. È responsabile della trasmissione e temporizzazione corretta di molte centinaia di segnali diversi, tutti ad alta frequenza e tutti sensibili ai disturbi: per questo la sua buona realizzazione è un fattore chiave per la qualità e l'affidabilità dell'intero computer.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: caratteristiche tecniche Formato Alloggiamenti Porte esterne Chipset Periferiche integrate

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: formato ATX (30,5 cm x 24,4 cm) mini ATX micro ATX (24,4 cm x 24,4 cm) mini ITX (lato di 17 cm) micro ITX (lato di 12 cm) BTX mini BTX Prima di acquistare una MB occorre verificare che sia compatibile con il case del PC, per la collocazione delle porte esterne.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: alloggiamenti La scheda madre è equipaggiata con un numero variabile di alloggiamenti che ospitano : il processore i moduli di memoria le schede di espansione

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC alloggiamenti per il processore La scheda madre: L’alloggiamento per il processore può essere di due tipi: slot, in cui il processore viene inserito “a pressione”, come avviene anche per le schede di espansione; socket o zoccolo, di forma rettangolare e con tanti fori quanti sono i pin del chip del processore, che viene inserito senza pressione (ZIF - Zero Insertion Force) e bloccato mediante una levetta.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC alloggiamenti per il processore La scheda madre: INTEL AMD Socket 1 Socket 2 Socket 3 Socket 4 Socket 5 Socket 6 Socket 7 Socket 8 Slot 1 Slot 2, Slot 3 e Slot M Socket 370 Socket 423 Socket 478 Socket 479 Socket 603 e Socket 604 Socket PAC418 e Socket PAC611 Socket 775 Socket 771 Socket 1 Socket 2 Socket 3 Socket 5 Socket 7 Slot A Socket 462 Socket 563 Socket 940 Socket 754 Socket 939 Socket AM2 Socket L1

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC alloggiamenti per il processore La scheda madre: Slot Slot 1 – Pentium II e III e Celeron SEPP

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC alloggiamenti per il processore La scheda madre: Socket Socket 423 - Pentium 4 Willamette

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: alloggiamenti per il processore Socket Socket 478 - Pentium 4, 4E, 4EE, Celeron, Celeron D

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: alloggiamenti per il processore Ultimamente Intel ha fatto un grande salto in avanti con il Socket LGA775 per i Pentium 4 e Celeron Prescott. LGA sta per Land Grid Array e la differenza principale riguarda i pin, non più presenti sulla CPU ma spostati sul Socket della MB.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: alloggiamenti per la memoria Ospitano i moduli (banchi) di memoria centrale (RAM). Il tipo di RAM da installare dipende dai connettori, che non sono tutti uguali . La quantità e il tipo di moduli dipendono strettamente dal chipset montato sulla scheda madre. Il manuale della motherboard riporta tutte le informazioni utili alla scelta e al montaggio dei moduli di memoria.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il bus e gli slot di espansione Sulla superficie della scheda madre sono distinguibili a occhio nudo i "circuiti stampati", ovvero "piste conduttrici", tra le quali sono presenti anche i bus di comunicazione, che consentono ad ogni componente di dialogare con tutte le altre parti del sistema. Le caratteristiche del bus dati influiscono sulle prestazioni del PC. Ci sono bus a 16, 32 e 64 bit: maggiore è il numero di bit, maggiore è il numero di dati che possono essere contemporaneamente trasmessi e quindi la velocità (in MB/s o GB/s). Importante è anche la frequenza (numero di trasmissioni al secondo, in MHz) a cui lavora il bus.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il bus e gli slot di espansione Sulla mother board sono presenti i cosiddetti slot di espansione: la loro funzione è consentire l’innesto, all’interno del bus, di unità implementate su schede elettroniche, le cosiddette schede di espansione. È il caso di: Schede video Schede audio Schede di rete Modem interni Schede per l’aggiunta di porte esterne

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il bus e gli slot di espansione Attualmente il bus più utilizzato è ancora il bus PCI (Peripheral Component lnterconnect), che presenta i caratteristici slot bianchi. Nella sua prima versione era a 32 bit e 33 MHz, poi sono state raddoppiate sia l'ampiezza che la frequenza: 64 bit e 66 MHz. È in grado di trasportare fino a 133 MB di dati al secondo. I connettori hanno 124 linee.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il bus e gli slot di espansione Un'applicazione specializzata del bus PCI è il bus AGP (Advanced Graphics Port), ad alta velocità, utilizzato per il collegamento della scheda video, tramite uno slot vicino al processore. Ha una connessione diretta con la RAM in modo da poter effettuare trasferimenti senza coinvolgere il processore. Usa un canale a 66 MHz ed è disponibile nelle seguenti versioni: AGP, con velocità di 266 MB/s AGP 2x, a 533 MB/s, AGP 4x, a 1064 MB/s AGP 8x, a 2,1 GB/s

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il bus e gli slot di espansione PCI e AGP stanno cedendo il passo alla nuova tecnologia PCI Express (o Serial AGP), che sfrutta un BUS bidirezionale, cioè a doppio canale, per cui la banda viene raddoppiata. La versione base, x1, trasporta fino a 266 MB di dati al secondo per canale, in tutto 532 MB/s. Le versioni x1 e x4 (quest’ultima con una larghezza di banda 4 volte superiore alla prima) stanno sostituendo gli alloggiamenti PCI. La versione più potente, x16, che sostituisce le AGP, raggiunge una larghezza di banda di 8,3 GB al secondo. Dall’alto verso il basso, x4, x16, x1, x16, PCI tradizionale

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Tutte le unità a disco devono essere connesse alla scheda madre mediante appositi connettori (drive bay). Connettore per floppy drive

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Porte EIDE/ATA (o IDE/ATA o ParalleI-ATA), per hard disks, lettori CDROM e DVD, masterizzatori) devono essere connessi alla scheda madre mediante appositi connettori (drive bay). Sono connettori di colore blu (per i cavi da 80) o nero (per i cavi da 40) e sono indicati come Ide 1 e Ide 2 (o anche Ide 0 e Ide 1). La porta Ide 1 è il canale Ide Primario (Primary). La porta Ide 2 è il canale Ide Secondario (Secondary)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Sui cavi di collegamento ci sono tre connettori: quello più distante dagli altri va connesso alla scheda madre, i connettori più ravvicinati tra loro vanno invece inseriti nei drive-bay. Questi cavi (piattine) sono da 40 (connettori neri) o 80 (connettori blu) pin.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Ad ogni porta è possibile collegare due unità Ide. Una sarà impostata in modo Master e l'altra in Slave. In tutto sono quindi 4 le periferiche IDE collegabili.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Per impostare la modalità Master o Slave va consultata la tabella stampata sull'etichetta dell'hard disk o del drive da collegare, che mostra come chiudere i jumper (ponticelli elettrici) sul retro dell’unità. Esiste anche la modalità Cable Select, nella quale sarà il cavo stesso a impostare le modalità Master/Slave. È tuttavia consigliato effettuare manualmente il settaggio, data la non perfetta standardizzazione della cavetteria parallela.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Ecco una configurazione conveniente per il collegamento delle unità disco: Canale Ide 1 Master: hard disk primario Canale Ide 1 Slave: lettore Cd/Dvd Canale lde 2 Master: masterizzatore Canale Ide 2 Slave: hard disk secondario o altro Cd/DVD-rom

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Da qualche anno a questa parte si sta imponendo una nuova tecnologia di collegamento degli Hard Disk, la tecnologia Serial ATA o SATA, con cui il trasferimento dei dati non avviene più in parallelo come in passato, ma si basa su uno schema seriale. Su tutte le moderne MB le piccole porte SATA (da 2 a 6) affiancano quelle per i connettori EIDE/ATA (ora detti PATA, Parallel ATA). Alla porta contrassegnata con Sata 1 va connesso il disco rigido che dovrà avviare il sistema operativo.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco Con la tecnologia SATA le ingombranti “piattine" sono sostituite da un pratico e poco ingombrante cavo dotato di un connettore di soli 8 millimetri di larghezza. In questo modo migliora la circolazione dell'aria all'interno del case e soprattutto è più facile il collegamento di un'unità alla scheda madre. ll piccolo cavo Serial-ATA, infatti, non solo non ostruisce la ventilazione interna del case, ma fa anche sparire il concetto di Master e Slave, tipico del tradizionale standard EIDE.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: connettori per le unità a disco L’ultima generazione di Parallel ATA è la UltraDMA/133, che trasferisce i dati alla velocità di 133 MB/s, con prestazioni comunque paragonabili alla prima versione di SATA, avente transfer rate pari a 150 MB/s. Con la successiva versione, Serial ATA II, si è passati a 300 MB/s, mentre con il Serial ATA III si è arrivati a 600 MB/s.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: controllo delle unità a disco Alcune schede madri integrano un controller RAID (Redundant Array of Indipendent Disks), che consente di gestire più dischi fissi per migliorare efficienza e sicurezza. RAID 1: I file vengono contemporaneamente inviati a due 2 HD, in modo da avere sempre almeno una copia di sicurezza dei documenti. RAID 0: Incrementa le prestazioni, perché salva i files dividendoli in due parti, ognuna affidata ad un HD differente, con unità di controllo che operano simultaneamente.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il chipset Il chipset è uno degli elementi più importanti del computer. Integrato sulla scheda madre, ha il compito fondamentale di dirigere il traffico dei dati tra i vari componenti. Le prestazioni dell'intero sistema sono strettamente legate al chipset, dal quale dipendono il modello di processore che possiamo installare, la quantità e il tipo di memoria RAM utilizzabile, il controllo delle periferiche.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il chipset È costituito da due elementi principali, detti Northbridge e Southbridge. Il termine bridge (ponte) indica la loro capacità di mettere in comunicazione bus differenti. Nel tempo il chipset è diventato sempre più evoluto, tanto che anch’esso, come il processore, è ora dotato di dissipatore o ventola, per eliminare il calore sprigionato durante il suo funzionamento.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il chipset La principale funzione del Northbridge è gestire il traffico di dati tra la memoria, la scheda video e il processore, attraverso un canale di comunicazione particolarmente veloce chiamato Front Side Bus (FSB) o bus di sistema. La velocità con cui si muovono i segnali elettrici che trasportano le informazioni attraverso questo bus attualmente va da 800 MHz a 2 GHz (con la tecnologia Hyper Transport). Tra le funzioni del Northbridge c’è quella di controllare il bus AGP e il PCI Express destinato alla scheda video.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: il chipset Il compito del Southbridge è quello di controllare i bus secondari, chiamati bus di I/O. Questi canali collegano il Southbridge agli slot di espansione, alle porte USB e Firewire, ai connettori (IDE o SerialATA) per i dischi fissi e le unità ottiche. Il Southbridge gestisce anche le porte esterne, il lettore di dischetti floppy e tutte le periferiche integrate, come la scheda audio, la scheda di rete, il modem e un eventuale controller RAID (per gli hard disk). L'eccezione è un'eventuale scheda video integrata, che invece dipende direttamente dal Northbridge.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Consentono la connessione delle periferiche esterne. porte PS/2 porte VGA e DVI porte parallela e seriali porte USB e Firewire porte IrDA porte modem e RJ45 (LAN) porte audio

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Connettori PS/2 (6 pin Mini-DIN) Sono utilizzati come interfaccia standard per tastiere e mouse, anche se stanno ormai lasciando strada alla connessione USB. Sia sui connettori che sulle porte sono generalmente indicati i dispositivi da collegare. Adattatore USB - PS/2

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Connettori video Connettono il monitor al PC. Sono tra le porte in dotazione alla scheda madre solo se la scheda video è integrata, altrimenti sono montate sul frontale della scheda video, che viene inserita in uno degli slot di espansione (AGP o PCI Express).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Connettori video: VGA La porta VGA è generalmente utilizzata per collegare i monitor analogici. La porta è 15 pin (Mini-D-Sub o HD15) Connettore VGA, che fa capo al monitor

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Connettori video: DVI Il nome DVI deriva dalle iniziali di Digital Visual Interface. Permette di collegare al computer i monitor digitali. Si trova spesso anche su televisori e videoproiettori che richiedono video ad alta definizione. Attraverso il DVI il segnale video viene inviato al monitor in forma digitale, quindi priva di disturbi. È implementato ormai in molte schede video di ultima generazione e porta a un notevole miglioramento rispetto alle precedenti interfacce analogiche. Le immagini prodotte dalle interfacce DVI sono molto nitide e ad alta risoluzione.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porte parallele e seriali La porta parallela è usata per stampanti, scanner e HD esterni. Due standard: ECP (Enhanced Capabilities Port), trasferisce in un solo verso per volta. EPP (Enhanced ParalleI Port), bidirezionale e quindi più veloce La porta seriale è usata per mouse e modem esterni. Trasmette o riceve un solo bit per volta. Le porte seriali tradizionali possono avere connettori a 9 o 25 pin (connettori DB9 e DB25).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne PORTE USB Le tradizionali porte seriali e parallele sono state rimpiazzate dalla tecnologia USB ovvero Universal Serial Bus, canale seriale universale. I dispositivi USB possono essere collegati e scollegati anche con il computer acceso.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porte USB (Universal Serial Bus) È uno standard di comunicazione seriale che consente di collegare diverse periferiche ad un computer usando una sola interfaccia standardizzata ed un solo tipo di connettore. La velocità di trasferimento raggiunge i 12 Mbps per l'USB 1.1 e i 480 Mbps per l'USB 2.0 Le porte USB offrono l'alimentazione integrata attraverso il cavo di interconnessione, quindi alcuni dispositivi, come le chiavi USB, possono operare senza una fonte indipendente di alimentazione (a condizione che non richiedano più corrente di quella che l'interfaccia USB può fornire: al massimo 500 mA a 5 V).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porta Firewire Simile alla USB è la porta IEEE-1394 o Firewire. È comunemente usata per collegare dispositivi di archiviazione o di acquisizione audio e video, per via dell’ampiezza di banda della connessione, della predisposizione a trattare flussi multimediali, della capacità di sopportare potenze maggiori e della possibilità di stabilire una connessione tra dispositivi senza il tramite di un computer. L'interfaccia FireWire è più veloce e tecnicamente superiore rispetto all'interfaccia USB, ma questa è molto più diffusa perché, essendo esente dal pagamento di brevetti, consente di ottenere prodotti più economici.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porta Firewire Se la motherboard non dispone di porte Firewire, possiamo comunque acquistare una scheda Firewire da montare all'interno del computer, in uno degli alloggiamenti liberi. Schede di questo tipo sono disponibili anche per le porte USB.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porta IrDA Le porte a infrarossi IrDA (lnfra-red Data Association) sono porte seriali. La comunicazione può avvenire solo tra due dispositivi dotati entrambi di una porta IrDA; un collegamento di questo tipo può essere usato per esempio per collegare un cellulare ad un PC. I dispositivi a infrarossi, per funzionare correttamente, devono essere posizionati in condizioni di visibilità reciproca ad una distanza di 1 o 2 metri e senza ostacoli interposti. La velocità di trasmissione più comune è di circa 4 Mbit/s, ma alcuni dispositivi raggiungono i 16 Mbit/s. Sono disponibili adattatori USB-irDA.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porte audio Permettono di connettere al PC le periferiche audio, quali microfono, cuffie ed altoparlanti. Sono tra le porte in dotazione alla scheda madre solo se la scheda audio è integrata, altrimenti sono montate sul frontale della scheda audio, che viene inserita in uno degli slot di espansione.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porte audio Le porte audio sono in genere colorate. Non sono tinte scelte a caso dal produttore: si tratta di colori standard utilizzati per rendere immediatamente riconoscibile il tipo di collegamento. Il rosa, per esempio, indica l'ingresso per il microfono mentre il verde contraddistingue l'uscita per le cuffie o una coppia di altoparlanti. L’arancione segnala un'uscita digitale, l'azzurro un ingresso e il nero un'uscita dedicata a una seconda coppia di altoparlanti.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porta LAN La porta LAN consente di collegare i dispositivi di rete, attraverso opportuni connettori chiamati RJ45. È in dotazione alla scheda madre solo se la scheda di rete è integrata, altrimenti figura sul frontale della scheda di rete, che viene inserita in uno degli slot di espansione.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La scheda madre: le porte esterne Porta modem La porta modem è connessa alla linea telefonica mediante il connettore RJ11, simile ai connettori RJ45 ma con 6 guide anziché 8. È in dotazione alla scheda madre solo se il modem è integrato, altrimenti figura sul frontale della scheda del modem, che viene inserita in uno degli slot di espansione. Il modem può essere anche esterno, collegato alla scheda madre tramite porta USB o seriale.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale È la memoria di lavoro del computer, la cosiddetta RAM (Random Access Memory); La quantità di RAM disponibile influenza in modo notevole le prestazioni del computer.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: moduli I chip di memoria sono montati su moduli innestati in slots sulla scheda madre; ogni modulo contiene un intero banco di memoria.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: caratteristiche tecniche capacità: quantità di dati che può contenere, latenza: tempo necessario per "reagire" alle richieste di scrittura e lettura dei dati, banda passante: quantità massima di dati che è in grado di scambiare con il processore al secondo, tempo di accesso alla memoria: tempo che impiega a compiere un’operazione, frequenza di lavoro della memoria: numero di operazioni al secondo.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale La RAM può essere di due tipi: SRAM o RAM statica DRAM o RAM dinamica. I chip di SRAM sono molto veloci ma costosi, per cui sono usati generalmente per le memorie cache. I chip DRAM sono meno costosi, ma tendono a disperdere la carica nel tempo, per cui è necessario provvedere periodicamente al refresh della memoria, bisogna cioè riscrivere continuamente le informazioni nelle celle di memoria (già dopo un millesimo di secondo non è più possibile distinguere il valore dei bit); questa operazione deve essere eseguita continuamente.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: SDRAM Negli anni sono stati realizzati vari tipi di DRAM: Fpm Ram, Edo Dram, Bedo Dram Una svolta importante si è avuta con le SDRAM (Synchronous DRAM), in grado di lavorare alla stessa velocità del FSB, con evoluzioni successive che hanno portato il bus a funzionare alle frequenze di 66, 100, 133 e 150 MHz, da cui la classificazione dei moduli di memoria in PC66, PC100, PC133, PC150.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: DDR La DDR SDRAM (Double Data Rate, doppia velocità dei dati), è una variante della SDRAM che lavora a velocità doppia, poiché trasporta i dati su entrambi i fronti del segnale di clock. Ogni modulo DDR è individuato dalla sigla: DDRn PCm dove n è un numero che indica la frequenza di funzionamento della memoria, in MHz, mentre m indica la larghezza di banda garantita, espressa in MB/s. Le memorie di tipo DDR esistono in ben sette versioni differenti: DDR200 PC1600, DDR266 PC2100, DDR333 PC2700, DDR400 PC3200, DDR433 PC3500, DDR466 PC3700, DDR500 PC4000.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: DDR2 Nei primi mesi del 2004 è apparso il nuovo standard DDR2, di cui sono disponibili, al momento, i moduli DDR2-533 PC4300, DDR2-667 PC5400, DDR2-800 PC6400 e DDR2-1066 PC8500. Le memorie DDR2 proseguiranno la loro evoluzione fino al 2007 quando lasceranno spazio alle DDR3 che, a parità di frequenza, potranno vantare prestazioni doppie. Le DDR3 sono tuttora già impiegate nelle schede video, che necessitano di una gran quantità di memoria ad altissima velocità.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: DDR2 e DDR3 DDR3 è il nome del nuovo standard di memorie RAM sviluppato come successore delle memorie DDR2. L'arrivo sul mercato è avvenuto nel corso del 2007 Le memorie DDR3 non sono uno stravolgimento ma un'evoluzione delle precedenti DDR2. La velocità di trasferimento varia attualmente tra 800 Mbits/s e 1,5 GBits/s, con prospettive ben più elevate.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: Dual Channel Un’evoluzione delle prestazioni dei moduli DDR si è avuta con l'architettura Dual Channel, che consente alle MB di gestire i moduli DDR tramite due controller di memoria indipendenti, raggiungendo una velocità di trasferimento dei dati doppia rispetto alle soluzioni dotate di un unico canale. Così, ad esempio, un modulo DDR400 PC3200 raggiunge, in configurazioni Dual Channel, 6,4GB al secondo, mentre i moduli DDR2-533 sono in grado di fornire una banda massima teorica di circa 8,6 GBps.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: tipi di moduli I moduli di memoria possono essere del tipo SIMM, DIMM o RIMM. - I moduli SIMM (Single InIine Memory Module) sono il tipo più vecchio, hanno un connettore a 72 pin e funzionano con bus a 32 bit; venivano usati per le SDRAM. - I moduli DIMM (Dual InIine Memory Module) hanno 168 pin e operano con bus a 64 bit; sono stati usati per la seconda generazione di chip SDRAM e vengono attualmente usati per DDR e le DDR2. - I moduli RIMM (Rambus InIine Memory Module) sono simili ai DIMM, ma ospitano solo le poco diffuse RDRAM (Rambus DRAM).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: moduli DIMM Inserimento di un modulo Dimm in uno dei corrispondenti slot sulla MB I contatti devono essere rivolti verso il basso. Si esercita una decisa pressione su entrambe le estremità del modulo e si spinge fino a sentire lo scatto del sistema di bloccaggio. La Dimm può essere inserita in un solo verso.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Moduli DDR e DDR2 La memoria centrale: Pur se esteriormente molto simili, i moduli DDR2 hanno differenti pin di contatto rispetto ai DDR: sono 240 contro 184, mentre il voltaggio di alimentazione scende dai 2,5-2,6V delle memorie DDR agli 1,8V dei moduli DDR2.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC La memoria centrale: Moduli DDR3 I pin dei moduli di memoria DDR2 e DDR3 sono identici, ma la tacca è stata riposizionata, dato che le memorie non sono "pin-compatibili", e le DDR3 funzionano a tensione inferiore (1,5V).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore Con il termine processore o micro­processore (μP) si intende un circuito integrato contenente l'unità di elaborazione centrale di un computer. Fisicamente è una piastrina (wafer) di silicio, detto core o die, racchiuso in una piccola struttura di materiali sintetici; nel die trovano posto milioni di transistor.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore Il processore può essere considerato a tutti gli effetti come il "cervello" del computer. Tutti gli altri componenti servono solo per consentire di ricevere, predisporre e ritrasmettere i dati, che vengono elaborati dal processore. Le sue caratteristiche influenzano pesantemente le prestazioni del computer, i compiti che potrà svolgere e i programmi che potrà eseguire.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: un po’ di storia Il primo processore venne inventato e realizzato all'interno dei dipartimenti di ricerca di Intel fra il 1968 e il 1969. Il primo modello commercializzato, l’Intel 4004, venne invece realizzato nel 1971 dall'italiano Federico Faggin. Conteneva 2.300 transistor ed eseguiva solamente somme e sottrazioni di numeri rappresentati con 4 bit; fu installato nelle prime calcolatrici tascabili al mondo.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: un po’ di storia Dopo il 4004, Intel costruì nel 1974 il modello 8080: è stato il primo processore installato all'interno di un computer da scrivania ed era in grado di lavorare con 8 bit alla volta. Il computer fa il suo ingresso nella realtà quotidiana con la costruzione dei primi Home Computer, fra i quali ricordiamo, oltre a quello costruito intorno al μP Intel 8080 (MITS Altair 8800), anche quelli basati su Zilog Z80 (Sinclair ZX, Spectrum, MSX) o al Motorola 6510 (Commodore 64). Erano processori che elaboravano ad 8 bit, con bus dati a 8 bit e bus indirizzi a 16 bit; le frequenze di funzionamento si attestavano intorno ai 2-4 MHz.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: un po’ di storia La struttura di questi Home Computer era molto semplice: il microprocessore, un po' di ROM per contenere lo scarno sistema operativo (che tipicamente includeva anche un interprete di comandi BASIC), la RAM - interfacce per i dispositivi di ingresso/uscita, che si potevano elencare in tastiera, lettore a cassette, drive per floppy disk e televisore. Il fatto che il sistema operativo fosse contenuto su una ROM faceva sì che esso non fosse aggiornabile, come invece siamo abituati a fare oggi che esso risiede su disco.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: un po’ di storia Una svolta importante si ebbe nel 1978, con il processore 8086, a 16 bit, capostipite della famiglia di processori x86, a cui appartengono anche quelli montati all’interno dei PC che usiamo attualmente. In realtà l’innovativo 8086 non ebbe larga diffusione, per l’elevato costo. Nel 1979 arrivò invece una versione più economica, l’8088, che ebbe un enorme successo grazie anche ai PC IBM XT, in cui erano installati, che segnarono la nascita del personal computer.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: un po’ di storia Pur introducendo di volta in volta importanti innovazioni tecnologiche, ogni successivo processore presentato da Intel può essere considerato come un miglioramento di base del processore 8086, a cui si rifanno, in ordine cronologico, i processori 8088, 80286, 80386, 80486, fino ad arrivare alla grande famiglia Pentium.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: caratteristiche tecniche Le prestazioni di un processore sono determinate da: frequenza di funzionamento o frequenza di clock ampiezza del bus dati ampiezza del bus indirizzi tecnologia di fabbricazione dei chip architettura del microprocessore set di istruzioni cache integrata

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: architettura base I primi processori erano circuiti integrati al cui interno si potevano distinguere essenzialmente le seguenti parti: alcuni registri per la memorizzazione temporanea dei dati da elaborare e dei risultati; quando non diversamente specificato, per “processore ad n bit” si intende un processore i cui registri abbiano quella dimensione; alcuni registri (base e puntatori) necessari alla gestione della memoria; una Unità di calcolo Aritmetico-Logico (ALU) in grado di compiere operazioni logiche (AND, OR, NOT, etc.) e aritmetiche su numeri interi (somma, sottrazione, etc.) una Unità di Controllo (CU), vera "intelligenza" del sistema, in grado di "interpretare" (decodificare) il significato di una istruzione in codice macchina (binario) ed eseguire tutte le operazioni necessarie a portarla a termine.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: architettura x86

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Frequenza e bus Il processore: In una prima fase dell'evoluzione (dall'Intel 4004 all'Intel 8086/8088) l'architettura del microprocessore è rimasta più o meno invariata e ciò che ha determinato un miglioramento degli stessi sono stati in sostanza: l’aumento della frequenza di funzionamento o frequenza di clock, che comporta la riduzione del tempo per eseguire un’istruzione; l’aumento dell’ampiezza del bus dati, che si riflette sulla grandezza dei dati direttamente manipolabili; l’aumento dell’ampiezza del bus indirizzi, dal quale dipende la grandezza della memoria gestibile dal microprocessore.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Frequenza di funzionamento È la frequenza di clock alla quale opera il processore, espressa in MHz (milioni di operazioni per ciclo di clock). L'Intel 8086 era un μP con frequenza di funzionamento da 4.77 Mhz, nei primi esemplari, passata poi a 10 Mhz, nelle evoluzioni successive. Oggi, dopo un lungo periodo di continua crescita, la frequenza di funzionamento dei μP si è assestata intorno a 4 GHz.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Frequenza di funzionamento Se in passato questo parametro era indicativo delle prestazioni, in termini di velocità, di un processore, oggi assume significato solo se utilizzato come metro di confronto tra processori basati sulla stessa architettura. I processori AMD, ad esempio, da tempo indicano la frequenza seguita da un +, ad indicare che non si tratta della reale frequenza di funzionamento del processore, ma di una sorta di frequenza virtuale indicata per un confronto con i concorrenti Intel. In realtà la frequenza di funzionamento è inferiore, ma, per le caratteristiche progettuali, il processore AMD funziona come un processore Intel con quella frequenza.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Bus dati e indirizzo Il processore: L'Intel 8086 era un microprocessore con bus dati a 16 bit e bus indirizzi a 20 bit. Il numero intero più grande direttamente manipolabile era dunque 216-1 = 65.535 e la dimensione massima di RAM indirizzabile era 220 = 1.048.576 = 1 MB

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Bus dati e indirizzo Il processore: Nel 1985 è comparso il primo processore a 32 bit, sia per i dati che per gli indirizzi, mentre nel 2003 è stata varcata la soglia dei 64 bit. A 32 bit il numero intero più grande rappresentabile è 232-1 = 4.294.967.295 e la dimensione massima di RAM indirizzabile è 232 Byte = 4.294.967.295 Byte o 4 GByte A 64 bit 264-1 = 18.446.744.073.709.551.616 264 Byte = 17.179.869.184 Gbyte o 16 ExaByte

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC altri parametri qualitativi Il processore: Frequenza di funzionamento e ampiezza dei bus rimangono parametri importanti per la valutazione della qualità di un microprocessore, ma i rapidi miglioramenti delle loro prestazioni sono dovuti ora essenzialmente ai seguenti tre fattori: progresso nella tecnologia di fabbricazione dei chip (processo produttivo), modifiche dell'architettura dei microprocessori, estensione del set di istruzioni base con nuove potenti istruzioni.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Tecnologia di fabbricazione Determina il numero di transistor che costituiscono il processore ed è espressa dalla misura in micron (1 micron = 10-6 m) dell'occupazione lineare di un transistor integrato: più è piccola, più alto è il numero di transistor integrati per mm2 di silicio. La maggiore integrazione dei transistor consente un innalzamento della frequenza di lavoro dell'integrato. La tecnologia di fabbricazione dei chip è passata da 10 micron per il 4004 (2.300 transistor) a 0,045 micron (45 nm, nanometri) dei nuovissimi processori Core 2 della Intel (291.000.000 di transistor).

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Evoluzioni architetturali Dalla configurazione base, notevoli sono state le modifiche apportate all'architettura dei µP, ossia all’organizzazione interna, diventata sempre più efficiente nell'esecuzione dei programmi: pipeline, FPU (Floating Point Unit, per l’esecuzione delle operazioni in virgola mobile), tecnologia RISC, superscalarità, esecuzione fuori ordine, esecuzione speculativa, predizione dei salti, HyperThreading sono tutte strategie rivolte a rendere possibile l’esecuzione, in ogni ciclo di clock, del maggior numero possibile di operazioni, facendo in modo che alcune di queste possano essere svolte simultaneamente.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Estensione del set di istruzioni I primi processori erano in grado di eseguire solo addizioni e sottrazioni su numeri interi. Di generazione in generazione il set d’istruzioni si è ampliato, prima con moltiplicazioni e divisioni, poi con operazioni su numeri reali, fino alle cosiddette estensioni. La prima estensione importante si è avuta in casa Intel, con l’aggiunta alle istruzioni di base del Pentium del set MMX (Multi Media eXtension) introdotto con il Pentium MMX e riconosciuto da ogni CPU di recente costruzione. Sono 57 istruzioni che velocizzano le elaborazioni grafiche e multimediali.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Estensione del set di istruzioni È poi arrivato il set SSE (Streaming SIMD Extension, dove SIMD sta per Single Instruction Multiple Data), 70 istruzioni, introdotte con il Pentium III, per migliorare le applicazioni 3D, l’animazione, il trattamento digitale delle immagini, il video, il riconoscimento vocale. Con il Pentium 4 arrivano 144 nuove istruzioni SSE, indicate con SSE2, rivolte ancora al multimediale ma anche a velocizzare la gestione degli algoritmi di cifratura usati dai siti di commercio elettronico. Con il Pentium 4 Prescott si aggiungono 13 nuove istruzioni, chiamate SSE3, per rendere più veloci le operazioni di montaggio video e compressione di musica e filmati. Con i Core Duo arriva infine un’ulteriore estensione, SS4, per la riproduzione di flussi video ad alta definizione. Anche AMD ha proposto una sua estensione, detta 3DNow!, usata solo dai suo processori, che riconoscono anche i set MMX e SSE.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel La Intel oggi è indubbiamente la società leader mondiale nella costruzione dei microprocessori per personal computer, anche il suo primato è spesso insidiato dalla rivale AMD.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel da 4, 8 e 16 bit Processori a 4 bit e a 8 bit: 4004 4040 8008 8080 8085 Processori a 16 bit - la famiglia x86: 8086 8088 80186 80188 80286

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel a 32 bit La piattaforma IA-32 include tutti i processori x86 a 32 bit La gamma 386: 80386SX 80386DX 80386 80386EX 80386SL La gamma 486: 80486SX 80486DX 80486DX2 80486DX4 80486SL

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel a 32 bit La gamma Pentium per desktop (tra parentesi è indicato il nome attribuito all’architettura del core): Pentium Pentium MMX Pentium II (Klamath, Deschutes) Pentium III (Katmai, Coppermine, Tualatin) Pentium 4 (Willamette, Northwood, Prescott, Cedar Mill, Millville, Perryville) Pentium 4 Extreme Edition, alias Pentium 4 EE (Gallatin, Prescott) Pentium D (Smithfield, Presler) Pentium Extreme Edition, alias Pentium X (Smithfield, Presler)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel a 32 bit Linea economica per desktop: Celeron (Covington, Mendocino, Coppermine-128, Tualatin, Willamette, Northwood) Celeron D (Prescott-V, Cedar Mill)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel a 32 bit La gamma Core: Core 2 Duo (Conroe, Allendale, Ridgefield, Wolfdale, Bloomfield) Pentium serie Exxx (Conroe-L), variante di Core 2 Duo, commercializzata con marchio "Pentium") Core 2 Quadro (Kentsfield, Yorkfield) Core 2 Extreme (Conroe, Kentsfield, Yorkfield)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel a 32 bit La gamma Mobile: Processori per desktop modificati Mobile Pentium MMX (Tillamook) Pentium II-M (Tonga) Mobile Pentium II PE (Dixon) Pentium III-M Pentium 4-M (Northwood) Mobile Pentium 4 (Northwood) Processori dedicati Pentium M (Banias, Dothan) Celeron M (Banias-512, Dothan-1024, Yonah, Shelton, Stealey) Core Duo (Yonah) Core Solo (Yonah) Core 2 Duo (Merom, Gilo, Penryn, Perryville, Silverthorne)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel a 32 bit La gamma Server e Workstation: Pentium Pro (P6) Xeon Pentium II Xeon (Deschutes) Pentium III Xeon (Tanner, Cascades) Xeon DP (Foster, Prestonia, Nocona, Irwindale, Sossaman, Paxville DP, Dempsey, Woodcrest, Clovertown, Harpertown, Gainestown) Xeon MP (Foster, Gallatin, Cranfords, Potomac, Paxville, Tulsa, Clovertown MP, Tigerton, Whitefield, Dunnington)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Intel a 64 bit La gamma Server e Workstation: (Piattaforma IA-64: Processori a 64 bit, non compatibili con x86) Itanium (Merced) Itanium 2 (McKinley) Itanium 2 DP (Madison, Deerfield, Fanwood, Millington, Montvale, Dimona) Itanium 2 MP (Madison, Montecito, Montvale, Tukwila, Poulson)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD AMD (Advanced Micro Devices) ha collaborato con Intel per molti anni, poi le due aziende hanno cominciato a scontrarsi. AMD ha a lungo rincorso Intel con prodotti molto validi, ma solo ultimamente è riuscita ad uguagliare e, a volte, anche a superare la rivale.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD da 8 e 16 bit Processori a 8 bit costruiti sotto contratto con Intel (1974-1979) 8080A Processori a 16 bit costruiti sotto contratto con Intel (1979-1991) 8086 8088 80286

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD x86 a 32 bit La gamma Amx86 (1991-1995) Am386, Am486, Am5x86, Nx586 La gamma K5 (1995) AMD K5 (SSA5, 5k86) La gamma K6 (1996-2001) AMD K6 (NX686, Little Foot) AMD K6-2 (Chompers, CXT) AMD K6-III (Sharptooth) AMD K6-2+ AMD K6-III+

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD x86 a 32 bit La gamma K7 (1999-2005) Athlon Classic (Argon, Pluto, Orion, Thunderbird) Athlon XP (Palomino, Thoroughbred-A, Thoroughbred-B, Thorton, Barton)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD x86 a 64 bit La gamma K8 (2003- ) Athlon 64 (ClawHammer, Newcastle, Winchester, Venice, San Diego) Athlon 64 FX (SledgeHammer, ClawHammer, San Diego) Athlon 64 X2 (Manchester, Toledo, Windsor)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD x86 multicore La gamma K10 (2007- ) Phenom – dual core Phenom X3 (Toliman) – triple core Phenom X4 (Agena) – quad core Phenom FX (Agena FX) – quad core

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD di fascia economica Gamma K7 Duron (Spitfire, Morgan, Applebred) Sempron (Thoroughbred-B, Barton) Gamma K8 Sempron (Paris, Palermo)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD Mobile Gamma K7 Athlon 4 (Corvette) Athlon XP-M (Thoroughbred A/B, Barton, Dublin) Duron-M (Camaro, Mobile Morgan) Gamma K8 Athlon 64-M (ClawHammer, Odessa, Oakville, Newark) Sempron-M (Dublin, Georgetown, Sonora) Turion 64 (Lancaster) Turion X2

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: AMD server Gamma K7 Athlon MP (Palomino, Thoroughbred A/B, Barton) Gamma K8 Opteron Single-core Opteron (SledgeHammer, Venus, Troy, Athens) Dual-core Opteron (Denmark, Italy, Egypt) Gamma K10 Quad-core Opteron (Barcelona)

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: la memoria cache Quando il processore esegue un'operazione, i risultati vengono conservati nei registri e poi spediti alla memoria centrale, esterna al processore e più lenta. La differenza nelle velocità di funzionamento costringe il processore a lunghe attese, che lo tengono occupato ed impediscono ulteriori operazioni. La cache è una memoria velocissima posta tra memoria centrale e processore ed usata per conservare temporaneamente i dati e le istruzioni utilizzate più frequentemente. È realizzata normalmente con tecnologia SRAM.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: la memoria cache Ci sono 3 livelli di cache, denominati L1, L2, L3. I livelli L1 e L2 si trovano all'interno del processore, mentre il livello L3 è presente sulla scheda madre (ma solo per alcuni modelli) La dimensione della cache è determinante per la velocità del processore; attualmente la cache L1 ha un massimo di 128 KB la cache L2 ha un massimo di 4 MB

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Dual Core Aumentare ancora la frequenza di clock di una CPU è diventato, ad un certo punto, molto oneroso e complicato, dato che i consumi dei processori hanno superato i 100 W, con conseguente problema di raffreddamento dei circuiti. Quindi si è deciso di puntare sul parallelismo, per aumentare il numero di operazioni eseguibili in un unico ciclo di clock. Una CPU dual core (in italiano doppio nucleo) unisce in un singolo package due processori indipendenti, ciascuno con la propria cache. Questo tipo di architettura consente di aumentare la potenza di calcolo senza aumentare la frequenza di lavoro, a tutto vantaggio del calore dissipato.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Dual Core Intel è stata un'accesa sostenitrice del passaggio ai processori dual core, tant’è vero che, al momento del lancio dei primi processori dual, gli Intel Pentium D, ha mantenuto i prezzi relativamente bassi, simili a quelli delle controparti single core. A due versioni del Pentium D è seguita la serie Core 2 Duo. I primi processori dual core di AMD sono stati gli Opteron, seguiti poi dagli Athlon 64 X2 e dalla versione FX, con l'ultimo prodotto FX60 con frequenza di lavoro 2,6 GHz.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: Multi-Core Il termine multi-core indica una CPU composta da più di due core. I primi esemplari Intel sono arrivati alla fine del 2006, con il Core 2 Extreme Kentsfield prima e il Core 2 Quad poi. AMD ha invece lanciato la linea Phenom, a due, tre e quattro core. Il settore più frizzante è il mobile, dove hanno fatto la loro comparsa i processori Penryn dual e quad core, con tecnologia a 45 nm, facenti parte della piattaforma Centrino.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il sistemi multiprocessore Il termine multi-core indica una CPU composta da più di due core. I primi esemplari Intel sono arrivati alla fine del 2006, con il Core 2 Extreme Kentsfield prima e il Core 2 Quad poi. AMD ha invece lanciato la linea Phenom, a due, tre e quattro core. Il settore più frizzante è il mobile, dove hanno fatto la loro comparsa i processori Penryn dual e quad core, con tecnologia a 45 nm, facenti parte della piattaforma Centrino.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: raffreddamento Ventola e dissipatore di calore sono componenti fondamentali: evitano alla CPU, sottoposta a temperature molto elevate, di “fondere”. Con i nuovi processori sono cambiati anche i sistemi di raffreddamento, basati ora sulla heatpipe solution, un sistema di dissipazione passivo e quindi silenzioso (fanless) e molto meno dispendioso in termini di consumi energetici. A questa “struttura” in rame si può eventualmente aggiungere una ventola a direzione variabile.

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: montaggio Vediamo come si monta il processore sulla scheda madre. Il filmato (in lingua originale) è disponibile sul sito dell’AMD, all’url www.amd.com/it-it

Laboratorio di Sistemi - Dentro il PC Il processore: raffreddamento Vediamo come montare il dissipatore. Anche questo filmato è disponibile sul sito dell’AMD.