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CPU, Core e Hyper-Threading: cosa sono e cosa cambia

Pubblicato il: 19 agosto 2014 Aggiornato il:
Guida di base sulle CPU: cosa cambia usando CPU multiple, CPU multi-core o con Hyper-threading
CPU e processori Multi-core L'unità centrale di elaborazione, CPU o processore è un po' il cervello di un computer che fa il lavoro di calcolo e di esecuzione dei programmi.
Siccome una CPU single-core può eseguire un solo compito alla volta per questo entrano in gioco le CPU multiple, l'hyper-threading e le CPU multi-core, per consentire a più programmi di lavorare insieme, allo stesso tempo, garantendo comunque la reattività del computer per altre operazioni a venire, per il multitasking o l'esecuzione di lavori esigenti come la codifica video.

Le CPU multiple
Tutti i computer moderni hanno solo una sola unica CPU che può avere più core o usare la tecnologia hyper-threading.
Prima ddi queste innovazioni tecnologiche, l'hyper-threading e le CPU multi-core, si provava a aggiungere potenza di calcolo con l'aggiunta di ulteriori CPU sulla scheda madre.
Questo si poteva fare solo su speciali schede madre con più prese per le CPU, che consentivano ai processori di comunicare gli uni con gli altri.
Una configurazione hardware di questo tipo però, dovendo usare più unità CPU, consuma più energia e non è efficiente (anche perchè per ogni CPU ci deve essere un sistema di raffreddamento dedicato).
Oggi i PC multi-processore non si usano ed anche computer ad alta potenza, magari con più schede grafiche, hanno sempre una singola CPU.
Sistemi multi-CPU sono utilizzati per supercomputer e server che necessitano di più potenza di calcolo.

La Tecnologia Hyper-Threading
L'Hyper-threading è stato implementato da Intel per sul Pentium 4 HT nel 2002 in modo che, con un solo processore da un core, che normalmente poteva fare solo una cosa alla volta, potesse fare invece più operazioni simultanee.
Il sistema operativo di un computer con CPU single core fisica con hyper-threading vedrà, anche se non è vero, una CPU fatta di due core logiche.
La CPU finge di avere più core di quello che è realmente e li utilizza per accelerare l'esecuzione dei programmi.
L'Hyper-threading consente ai due core logici della CPU di condividere le risorse.
Quindi, se una CPU virtuale è in fase di attesa, l'altra CPU virtuale può prendere in prestito le sue risorse.
L'Hyper-threading consente quindi di velocizzare il sistema, ma è più che altro un trucco tecnico.

Oggi, con i processori multicore, l'hyper-threading è diventata una caratteristica "bonus" per ottimizzare la potenza del processore.
Una moderna CPU intel ha sia più core che tecnologia hyper-threading integrata.
Questo significa che una CPU dual-core con Hyper-Threading apparirà al sistema come fosse un processore quattro core, mentre la CPU quad-core con Hyper-Threading sarà vista da Windows o da un altro sistema operativo come fosse otto core (octa-core).
Alla fine dei giochi, una CPU dual-core con Hyper-Threading è più veloce di una CPU dual-core senza Hyper-threading.

CPU multi-core
In origine, come già detto, le CPU avevano un singolo core, ossia una singola unità di elaborazione.
Per aumentare le prestazioni i produttori aggiungono "core" aggiuntivi.
Una CPU dual-core è quindi dotata di due unità centrali di elaborazione, che vengono interpretate, dal sistema operativo, come se avesse due CPU distinte.
Le operazioni del computer vengono eseguite da ciascun core contemporaneamente, accelerando la velocità complessiva del sistema.
A differenza dell'hyper-threading, non ci sono trucchi perchè una CPU dual-core ha veramente due unità centrali di elaborazione sul chip: una CPU quad-core dispone di quattro unità centrali di elaborazione, mentre una CPU octa-core ne ha addirittura otto.
Questo aiuta a migliorare notevolmente le prestazioni del PC, mantenendo al contempo l'unità CPU fisica piccola e unica, senza consumi di energia in più e senza necessità di ventole aggiuntive.
C'è anche meno latenza perché i core, essendo tutti sullo stesso chip, possono comunicare tra loro più rapidamente.
Il Task manager di Windows 8 mostra chiaramente il funzionamento delle CPU Multi-core e mostra anche se è presente l'hyper-threading, distinguendo tra Cores e processori logici.

La maggior parte dei computer di oggi hanno CPU multi-core, ma solo i processori Intel hanno integrata la tecnologia Hyper-threading.
Le CPU multi-core si trovano anche su smartphone e tablet e funzionano alla stessa maniera dei computer.
Più CPU o Core ci sono, più le prestazioni sono elevate perchè tutti i processi in background vengono eseguiti simultaneamente e senza rallentamenti.

LEGGI ANCHE: Come capire la velocità di un processore multi-core?

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