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Le CPU non sono tutte uguali - Intel Pentium, Cyrix 6x86, AMD K5, AMD 5x86

informatica




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Le CPU non sono tutte uguali

Intel Pentium, Cyrix 6x86, AMD K5, AMD 5x86

Fra le CPU di classe Pentium, anche all'interno della predominante e vasta gamma Intel, ci sono diverse caratteristiche solo apparentemente secondarie che vanno considerate prima dell'acquisto e durante il montaggio e la 353f55d configurazione della scheda madre.

Comiciamo ad esaminare l'attuale gamma Intel Pentium P54C, escludendo quindi i vecchi esemplari da 60 e 66MHz che lavorano a 5 Volt realizzati in tecnologia da 0,8 micron e dotati di un package PGA (Pin Grid Array) tradizionale invece dell'attuale SPGA (Staggered PGA) con i pin disposti in diagonali e quindi più compatti.
Nella famiglia attuale che lavora tutta a 3,3V sono impiegati due diversi processi produttivi entrambi a quattro strati (layer), il più vecchio da 0,6 micron che è stato utilizzato per le CPU da 75,90,100 e 120MHz e il più moderno da 0,35 che viene impiegato per i modelli da 120,133,150,166 e 200MHz.
All'interno di questi due processi, come dovrebbe essere già noto, esiste in realtà un solo prodotto e il clock di targa viene assegnato in base alla qualità dei chip prodotti; il modello da 120Mhz fa da ponte fra le famiglie provenendo sia dalla fascia bassa di quella 0,35 (sopratutto all'introduzione di questa tecnologia poco più di un anno fa) che dalla fascia alta di quello a 0,6 (la maggioranza dei casi, visto l'affinamento del processo produttivo e la progressiva eliminazione dei modelli da 90,75 e 100MHz).
Come si vede chiaramente dalla figura il processo maggiormente miniaturizzato oltre a permettere frequenze di clock più elevate riduce anche notevolmente le dimensioni fisiche del die ed aumenta quindi la resa dei wafer di silicio.
Per produrre alcune decine di milioni di CPU Intel pero'impiega diversi stabilimenti sparsi su tutto il globo e anche all'interno di questi le linee produttive sono spesso diverse e vengono aggiornate gradualmente ma frequentemente per stare al passo con la tecnologia e mantenere i livelli produttivi necessari; da quest'uso di tecnologie e macchinari eterogenei risultano quindi delle specifiche sui processori necessariamente non del tutto omogenee.
A questo proposito l'aspetto più importante da considerare per il corretto funzionamento è la tensione di alimentazione del microprocessore che deve necessariamente ricadere nel range prescritto: valori inferiori e superiori possono entrambi causare malfunzionamenti ma quelli superiori possono anche essere causa di danni permanenti.
Il valore tipico di 3,3 Volt, presente su tutte le schede madri Pentium di seconda generazione, è compreso molto spesso ma non sempre nell'intervallo di tensione valido quindi è necessario capire come stabilire i valori corretti a partire dalle sigle stampate sul package; è poi preferibile scegliere il valore minore fra quelli disponibili ed adatti alla CPU per ottenere un minor riscaldamento della stessa.
Per i processori recenti e' facile, basta guardare sotto il processore fra i pin e cercare la sigla identificativa del modello con due lettere e tre cifre che e' riportata anche sopra (es. SY023) ma che sotto e' seguita da una barra e da tre lettere (es. /SSS); la prima di queste tre identifica il voltaggio, 3,135-3,6V se 'S' (la maggioranza) e 3,4-3,6V se 'V' (tutti i 200 e 166MHz prodotti fino ad oggi e principalmente diversi 120 e qualche vecchio 100).
Altrimenti occorre consultare lo con la lunga tabella di modelli tratto dalla Pentium FAQ disponibile sul sito Intel, per chiarirvi le idee sulle varie sigle presenti sul case potete anche consultare una vasta serie di (peraltro non perfetti) tratti dallo stesso documento.
Sempre nello stesso documento è indicato il possibile impiego dei Pentium in configurazione singola (type 0, codice /xxU sotto la CPU), Dual Processor (type 2) o entrambe (type 0 or 2, codice /xxS).
La configurazione Dual Processor è comunque sconsigliabile a causa del modesto incremento prestazionale che si ottiene con quest'economica architettura che utilizza una cache esterna condivisa ed è realizzata con i chipset Pentium standard Intel Neptune e il più recenteTriton HX; l'architettura SMP (Symmetric Multi Processing) al contrario adotta cache di secondo livello distinte per ogni processore e una sofisticata gestione della coerenza delle memorie e dell'arbitraggio di accesso al bus e con l'uso di sistemi operativi adatti consente guadagni in potenza di calcolo quasi lineari.
SMP in passato è stato implementato solo con chipset proprietari dai grossi costruttori nei loro server 486 o Pentium (in quest'ultimo caso bastano CPU standard non previste per il Dual Pentium); oggi invece su piattaforma Pentium Pro i chipset Intel Orion 450KX e Natoma 440FX e probabilmente altri a venire anche da altri costruttori offrono delle implementazioni standard di massa e quindi economiche, sia pur con qualche problema non trascurabile nelle prime versioni.
La piattaforma Pentium Pro è però destinata a cambiare profondamente nella prima metà del 97 con l'uscita del nuovo modello con MMX che pare sarà realizzato con un nuovo modulo multichip su schedina e quindi fisicamente incompatibile; fino ad allora il prodotto sarà improponibile e sconsigliabile per il mercato di massa e non ci soffermeremo quindi ulteriormente.
Tornando alla tabella dei Pentium trovate anche delle versioni realizzate con il package TCP, che viene impiegato esclusivamente nei portatili ed è un'alternativa più compatta ed efficiente come dispersione termica al classico PQFP con piedini laterali a saldare utilizzato fino ai 486 e tuttora impiegato per quasi tutti gli altri integrati con un pin count ridotto (chipset, chip video, audio, ecc).
Ci sono poi anche dei modelli VRT (Voltage Reduction Technology), un'altra tecnologia usata per i portatili a causa del più basso consumo e riscaldamento, con l'I/O a 3,3V e il nucleo della CPU a 2,9V, un po' come i diffusi 486 a 3,3Volt che conservano l'I/O a 5Volt per potersi interfacciare con la logica della scheda madre senza dover effettuare cambiamenti su quest'ultima.
Problema "scottante" ma spesso trascurato nei sistemi assemblati è quello della corretta dissipazione termica del processore che deve rimanere entro l'intervallo di temperatura garantito, 0-70 C nel caso del Pentium tranne alcuni 200MHz indicati in tabella che sono garantiti solo fino a 60; al di fuori dei limiti previsti si può incorrere nei soliti fastidiosi malfunzionamenti parziali o crash.
E' vero che nessun medio-piccolo assemblatore o utente andrà a calcolarsi con le formule di fisica (peraltro documentate sui siti) le caratteristiche di dissipazione del sistema (sarebbe anche difficile conoscere le caratteristiche fisiche di molti dissipatori disponibili) né tantomeno andrà a controllare con un termometro la temperatura a regime nel caso peggiore al centro del case (necessariamente tramite un piccolo foro in caso di dissipatore...) ma qualche linea guida si può comunque dare.
In generale ove sia possibile è sempre meglio ricorrere ad un semplice dissipatore (heatsink) passivo (o al limite lasciare la CPU nuda) per motivi di affidabilità le piccole ventole dei dissipatori attivi (heatsink with fan) infatti hanno una vita media piuttosto bassa e s'incastrano facilmente al minimo contatto. Se dovesse risultare necessaria evitate di risparmiare poche migliaia di lire e cercatene una di marca e che sia del tipo con cuscinetti a sfera (ball gearing) con una vita media di anni anche 10 volte superiore a quelle economiche con cuscinetti a rulli (sleeve bearing); una ventola bloccata oltre ad ostacolare il flusso d'aria sul già piccolo dissipatore è anche fonte di calore e porta ad un crash sistematico in pochi minuti.
Ecco alcune buone marche di dissipatori con ventola: Aavid Thermal Technologies Inc., IERC, PC Power & Cooling Inc., Thermalloy Inc., Wakefield Engineering; ed ecco invece alcune marche della sola ventola: Densitron Corp., ETRI, Evox-Rifa, North American Capacitor Company, Operating Technical Electronics Inc., Panasonic Industrial Company, Sanyo Denki Co. Ltd., Vemaline
D'altra parte un dissipatore passivo ha bisogno di calcoli fisici più complessi visto che bisogna conoscere anche la superfice radiante totale e il flusso d'aria che lo attraversa e sono infatti usati principalmente dai costruttori di PC che non hanno problemi a riguardo; come consiglio pratico veloce vi posso solo dire di cercarne uno alto e finemente alettato, per chi proprio avesse tempo e voglia troverà molto aiuto nei doc tecnici e datasheet sui siti.
Cominciamo a vedere in una tabella la potenza massima e tipica (consci della soggettività di questa misura fornita da Intel) dissipata in Watt dalle varie versioni Pentium.



Clock int.









Clock ext.









Massima









Tipica









Da questi dati e dall'esperienza pratica concludiamo che le versioni 75,90 e 100 non hanno alcun problema e potrebbero al limite anche funzionare scoperte con un buon flusso ma è meglio un dissipatore passivo; 120,133 e 150 scaldano un po' di più ma sempre entro limiti ragionevoli e basta un dissipatore passivo con un buon flusso o uno attivo normale; 166 e sopratutto 200 (che usa uno speciale PPGA, PlasticPGA, con miglior conduzione termica) invece causano un discreto riscaldamento e vanno raffreddati con un dissipatore con ventola; molte CPU vendute in scatola al dettaglio comunque sono già dotate del corretto dissipatore già fissato.
In tutti i casi e' d'obbligo usare un sottile strato di pasta termoconduttrice fra il dissipatore e il package (le bolle d'aria sono fortemente isolanti) ed e' bene adottare un dissipatore dotato di fermi da collegare direttamente al socket ZIF, ben più stabili dei diffusi dentini a incastro sulla CPU o dei nastri biadesivi termici; poi e' bene creare un buon flusso d'aria sulla CPU creando un corridoio libero da cavi, schede e periferiche fra l'aspirazione interna dell'alimentatore e la presa d'aria anteriore o laterale del cabinet, sopratutto in assenza di ventolina.

Tenendo sempre in considerazione i discorsi generali fatti, vediamo la situzione del Cyrix-IBM 6x86 (i due modelli sono identici, entrambi progettati da Cyrix e prodotti da IBM), il secondo prodotto di classe Pentium resosi disponibile in ordine di tempo.
Vediamo innanzitutto di fare chiarezza con una tabellina sui clock effettivi dei processori che vengono dichiarati secondo il loro P-Rating, ovvero il clock dell'Intel Pentium di prestazioni immediatamente inferiore o uguale misurate da un'organismo indipendente facendo uso del valido benchmark applicativo Ziff-Davis Winstone.

P120+ = 50MHz CPU bus with a 2X clock (50/100MHz)

P133+ = 55MHz CPU bus with a 2X clock (55/110MHz)

P150+ = 60MHz CPU bus with a 2X clock (60/120MHz)

P166+ = 66MHz CPU bus with a 2X clock (66/133MHz)

P200+ = 75MHz CPU bus with a 2X clock (75/150MHz)

Fate attenzione nell'acquisto perché non tutte le schede madri supportano i 55MHz e solo pochissime supportano i 75MHz, e in questo caso il problema e' a livello di chipset, visto che i diffusissimi Intel non li prevedono (e per ovvi motivi probabilmente non li prevederanno mai); al momento e' adatto il solo VLSI Lynx ma aspettatevi anche novità a breve almeno da Opti, SiS e VIA.
Per quasi tutti i modelli esistono pero' due versioni con differenti voltaggi nominali, quella più diffusa da 3,52V (range 3,4-3,6) e quella da 3,3V (il range dovrebbe essere 3,15-3,45) ma le sigle ovviamente differiscono per le CPU marchiate Cyrix o IBM quindi dobbiamo esaminare separatamente le sigle sui package.
Per Cyrix abbiamo ad esempio '6x86-P166+GP', con indicati rispettivamente il P-Rating, 'G' per il package PGA e 'P' per l'intervallo di temperature commerciale standard 0-70 C; non esistono al momento altri package o temperature.
Le due versioni di voltaggio sono invece indicate da una sigla separata: C028, 3.52V(C028) oppure 3.52V per la prima e C016 oppure 3.3V(016) per la seconda.
Per IBM invece abbiamo una tabella riassuntiva:

IBM Part Number

Name

Bus/Core

Voltage

IBM266x86-2V2P120GE

IBM 6x86 P120+

50/100 MHz

3.3V

IBM266x86-2V2P133GE

IBM 6x86 P133+

55/110MHz

3.3V

IBM266x86-2V2P150GE

IBM 6x86 P150+

60/120MHz

3.3V

IBM266x86-2V7P150GE

IBM 6x86 P150+

60/120MHz

3.5V

IBM266x86-2V2P166GE

IBM 6x86 P166+

66/133MHz

3.3V

IBM266x86-2V7P166GE

IBM 6x86 P166+

66/133MHz

3.5V

IBM266x86-2V7P200GE

IBM 6x86 P200+

75/150MHz

3.5V

L'intervallo di temperatura garantito da IBM e' invece leggermente superiore, da 0 a 75 C; i microprocessori delle due case sono infatti gli stessi come produzione ma subiscono dei controlli di qualità distinti nella fase di attribuzione del clock e dall'esperienza pratica pare che fin'adesso IBM abbia tenuto dei margini di sicurezza più elevati.
Dal punto di vista termico il 6x86, avendo una struttura più complessa del Pentium con un numero di transistor più elevato, dissipa un maggior quantitativo di calore e ha bisogno quindi di un miglior raffreddamento: e' quindi necessario l'uso di un dissipatore con ventola, particolarmente efficiente nel caso dei P166 e P200, Cyrix infatti per evitare problemi lo vende già integrato su alcune CPU.
Per finire tornando sulla questione del 6x86 con NT4.0 (vedi articolo sul numero precedente) e' stato appurato che il problema si verifica solo con le versioni del chip precedenti alla 2.7 che il sistema operativo riconosce e configura con la cache interna a sola lettura per garantire la stabilita' ma con un calo di performance sul 30%.

Veniamo adesso all'ultimo prodotto apparso sul mercato, l'AMD K5, di cui sono uscite recentemente versioni più veloci; facciamo anche qui un riepilogo sui clock effettivi visto che sui chip viene usato il medesimo metodo P-Rating di Cyrix e IBM.

P-Rating

Multiplier

External Bus Frequency

PR133

1.5x

66 MHz

PR120

1.5x

60 MHz



PR100

1.5x

66 MHz

PR90

1.5x

60 MHz

PR75

1.5x

50 MHz

Come vedete dalla tabella le versioni PR120 e 133 fanno parte di un nuovo modello (con CPUID family 5 model 1 mentre i vecchi erano model 0) più efficiente di circa il 30% del Pentium di pari clock così come tutti i Cyrix 6x86; in realtà a livello di architettura sono state apportate solo alcune modifiche al prefetch e sopratutto sono state ottimizzate alcune istruzioni più frequenti del previsto nel codice x86.
Il vantaggio prestazionale infatti era stato cercato e annunciato fin dall'inizio ma le versioni precedenti mantenevano le promesse solo nei Benchmark sintetici e non in quelli applicativi e nelle applicazioni vere; erano stati commessi evidentemente degli errori nella progettazione della CPU durante le simulazioni dovuti forse a scarsa esperienza: AMD infatti fino ai 486 si e' sempre basata su disegni e microcodice dei modelli Intel grazie a diritti acquisiti con precedenti accordi di second source (causa comunque di lunghi processi).
Vediamo adesso come si presente il case del processore:

Come da tradizione AMD le sigle sono sempre complete ed abbastanza autoesplicative ma la temperatura indicata ad esempio e' quella nominale mentre in realtà è previsto un range più ampio, 3,45-3,60V per i modelli disponibili fino ad oggi; e' comunque tutto spiegato bene in una pagina tratta dal datasheet disponibile sul sito internet.
Anche il K5 a causa del maggior numero di transistor e della tensione più elevata ha una dissipazione di calore più alta del Pentium (ma il clock più basso non gli fa raggiungere i picchi di potenza di Cyrix), sopratutto i modelli con frequenze reali di 90 e 100MHz garantiti da 0 a 60 C, mentre il 75MHz garantito fino a 70 gira più freddo.
Nelle due tabelline seguenti sono riportate le resistenze termiche di tre dissipatori attivi e le rispettive massime temperature dell'aria consentite ai diversi clock:


Vediamo infine velocemente anche le sigle dell'AMD 5x86 133-P75, il microprocessore più veloce disponibile sul nostro mercato per le schede madri 486, niente più che un 486 DX4 133/33 particolarmente ottimizzato (con ottimizzazioni specifiche per il codice a 32bit) che pero' grazie al clock elevato ottiene un P-Rating Pentium 75.
Anche qui il package e' già piuttosto chiaro ma e' anche disponibile una pagina più dettagliata dal datasheet; alle versioni elencate bisogna aggiungere la più recente ADY con temperatura massima di 75 C e ovviamente PGA e 3,45V.
La dissipazione termica e' decisamente ridotta e i modelli xxZ hanno un range operativo molto elevato ma AMD consiglia comunque l'uso di un dissipatore attivo.

Per concludere facciamo un discorso sulle schede madri di classe Pentium e sulle future prossime CPU (Intel Pentium P55C, AMD K6 e Cyrix M2 tutte con MMX) che saranno tutte del tipo Dual Voltage, con l'I/O a 3,3V e il nucleo principale a una tensione inferiore (come le Intel con VRT) con valori compresi fra i 2,5 e i 2,9V secondo i modelli e le frequenze.
Purtroppo pero' oggi diverse schede madri, anche di marca, nonostante prevedano queste tensioni inferiori e le riportino nei documenti e sui manuali (magari come opzionali) non montano invece il necessario regolatore di tensione e hanno ovviamente i jumper per i relativi settaggi assenti o saldati; una cosa simile e' già accaduta non troppo tempo fa con molte schede madri 486 che dichiaravano di supportare i 3Volt per i DX4 e DX2 e che venivano vendute con dei DX e DX2 a 5Volt, dopo qualche mese al momento dell'upgrade l'amara sorpresa.
Non sottovalutate inoltre la novità del bus a 75MHz introdotta da Cyrix nella scelta di una scheda madre e aspettatevi anche gli 83MHz magari per un 166/83, i moltiplicatori troppo alti infatti non pagano in termini di prestazioni a meno di forti aumenti della cache interna e in generale quelli interi sono più efficienti come dimostrano le deludenti prestazioni dei Pentium oltre il 133MHz (i nuovi P55C a 166 e 200 e forse anche180 MHz infatti raddoppieranno la cache con una velocizzazione sul 10-15%).
Intel infatti dopo l'uscita dei P55 verosimilmente abbandonerà lo sviluppo per la piattaforma Pentium (anche per quanto riguarda i chipset) per promuovere quella più proficua e senza concorrenza del Pentium Pro mentre tutta la concorrenza cercherà di spingerne l'evoluzione con nuove tecnologie e clock più elevati (aspettatevi dei 225/75 e 250/83MHz in un futuro non troppo lontano); anche un Pentium attuale comunque beneficia molto per esempio di un clock 150/75 oppure 188/75 ed e' un peccato che Intel non consideri questa direzione per strategia commerciale.


LA B52 VOLA PIU' IN ALTO



Una CPU interamente Italiana

Come sappiamo l' egemonia dei processori montati sui PC spetta ad INTEL il colosso Americano produttore di CPU e Chipset. Per ora AMD non sembra voglia spostarsi verso lo Slot 1 e ed ecco che una ditta produttrice Italiana che entra nel mercato con una nuova CPU per lo Slot 1 denominata B52 come il bombardiere americano. Si tratta di un microprocessore  MMX e il suo nome vero è Genesys B52 MMX. Purtroppo non si sa  niente per quanto riguarda il procedimento produttivo, rimane un mistero. Bisognerebbe smontarlo!, ma si rischierebbe di danneggiare la CPU. Le prove effettuate evidenziano un' incremento di prestazioni superiori al 5-6% rispetto ai rivali Intel. Probabilmente si tratta di CPU Intel a cui viene fatta qualche modifica, come la sostituzione di una cache più veloce.



Esistono 4 tipi di B52: 300, 350, 400, 450 megaherz. Il primo è ottenuto con tecnologia 0,35 micron, mentre gli altri da 0,25. I vantaggi del B52 sono il prezzo, circa un 25 % in meno rispetto ad Intel  e tre anni di garanzia sul prodotto.




LE CPU PIU' VELOCI SUL MERCATO



CHE COS' E' WINSTONE 99


L' indice di misura WINSTONE 99 fornisce una misura complessiva delle prestazioni di un PC in un sistema reale di utilizzo, facendo lavorare il PC automaticamente con diverse applicazioni (Corel Draw, Netscape 4.04, Office 97) e poi misurandone le prestazioni via software. Winstone 99 appunto rappresenta quel numero che è proporzionale alla velocità con cui il PC a eseguito il carico di lavoro dato dal software di rilevamento dell' indice Winstone. Quindi più alto è il numero. più alte saranno le prestazioni generali. Da rilevare è che questo numero non rappresenta la sola velocità del processore ma dell' intero sistema : bus, hard disk, ram, video, cpu. Può essere usato comunque per testare la velocità della sola CPU mantenendo inalterate le caratteristiche Hardware della macchina e cambiando solo la CPU (ed eventualmente il bus).

L' indice di riferimento è posto per condizione a 10.0, ed è il punteggio che ha riscontrato una macchina modello composta da un PC Pentium 233 MMX con 32 MByte di  sdra e una risoluzione video di 1024x768 con colore a 24 bit.



UN' ESPERIENZA CON LE  CELLE DI PELTIER


Le celle di Peltier furono scoperte nel lontano 1834 dal fisico Francese Jean Charles Peltier, che dedicandosi a ricerche sull' elettricità scoprì questo effetto curioso, ed egli constatò che facendo passare una tensione continua attraverso la  superficie di contatto di due diverse sostanze conduttrici, da un lato veniva assorbito calore ( lato freddo ) e dall' altro lato veniva generato calore ( lato caldo ).
Strutturalmente una cella di Peltier è composta da due materiali semiconduttori, uno a canale N e l' altro a canale P, collegati tra di loro da una lamella di rame. se dal lato del materiale N applichiamo una tensione positiva e dal lato P la polarità negativa, la lastra di rame superiore gelerà, mentre quella inferiore riscalderà. La cosa curiosa è che se invertiamo la polarità di alimentazione cioè applichiamo dal lato N la polarità negativa e viceversa s' invertirà la funzione caldo/freddo ed infatti la parte superiore scalderà e quella inferiore raffredderà.



In figura viene mostrato come sono fatte le celle di Peltier e più precisamente in figura è rappresentata una cella composta da due mini celle in serie. Una sola cella , considerato le minime dimensioni occupate (alcuni millimetri ) non potrà mai generare una potenza refrigerante utile a fini pratici, pertanto anche inserendone due in serie come in figura s potrà arrivare a massimi 0,5 Watt di potenza. Per arrivare a potenze refrigeranti di 15-20 Watt  occorre inserire in serie 30-40 celle, infatti aumentando il numero delle celle aumenta la potenza generata e la superficie irradiante e di conseguenza la potenza refrigerante. Un' altro vantaggio di tale celle è l' ingombro e il peso  veramente ridotto, la silenziosità, sopportano urti e vibrazioni e possono essere installate in qualsiasi posizione, verticali o orizzontali, ma non solo, grazie ad esse è possibile regolare la potenza frigorifera variano la corrente di alimentazione.



Una cella completa isolata.


In vendita esistono vari modelli in base alla potenza frigorifera ( la potenza assorbita è circa il 40% in più) e in base se sono isolate o non. Quelle isolate hanno sopra e sotto le superfici riscaldanti/raffreddanti è cementato un sottile spessore di materiale ceramico, necessario per isolare le lamelle di rame di collegamento tra le varie celle, pertanto in  questo tipo potremmo appoggiare qualsiasi superficie metallica senza alcun isolante supplementare

In vendita esistono vari modelli in base alla potenza frigorifera ( la potenza assorbita è circa il 40% in più) e in base se sono isolate o non. Quelle isolate hanno sopra e sotto le superfici riscaldanti/raffreddanti è cementato un sottile spessore di materiale ceramico, necessario per isolare le lamelle di rame di collegamento tra le varie celle, pertanto in  questo tipo potremmo appoggiare qualsiasi superficie metallica senza alcun isolante supplementare




Note sull' installazione:

Purtroppo tali celle, se prendiamo in considerazione quelle da almeno 20 Watt di potenza refrigerante assorbono una corrente abbastanza elevata ( almeno per l' alimentatore del PC ), infatti una di medie dimensioni ad esempio una da 30x30x 4 mm da 25 Watt assorbe ad 8,5 Volt circa 4,5 Ampere di corrente, che non sono una esagerazione, ma se ad esempio volessimo collegarla all' alimentatore del PC per raffreddare la CPU dovremmo far i conti con i consumi degli altri componenti per non caricare troppo il nostro alimentatore.

Sulla parte fredda appoggeremo il nostro supporto da raffreddare, mentre sul lato caldo installeremo comunque una aletta di raffreddamento magari con una ventolina per agevolare il ricircolo dell' aria sul dissipatore.

E' possibile collegare più celle  insieme ad esempio in serie e sfruttare la doppia potenza risultante, con due da 25 W otterremo 50 Watt di potenza refrigerante. Due celle possono essere collegate in serie solo se abbiano le stesse identiche caratteristiche cioè la stessa tensione di alimentazione, la stessa corrente e la stessa potenza. E abbastanza intuitivo che collegandone due in serie ( due da 8,5 V ) le dovremo alimentare con 17 Volt mentre tre in serie con 25,5 Volt. Mentre non è mai consigliabile collegarle in parallelo, in quanto avremo bisogno di alimentatori esagerati!!!. E possibile anche installarne una sopra l' altra per aumentare il rendimento generale infatti quella superiore raffredderebbe la parte calda di quella inferiore o per raffreddare di più e più rapidamente.




COME E' FATTO UN' HARD DISK



L' hard disk o più semplicemente HD è quella parte del computer dove sono memorizzati tutti i vostri dati, i programmi e il sistema operativo. Ha la forma di un piccolo libro metallico con dei connettori posti su uno dei lati, il primo per il cavo che andrà su un canale EIDE e il secondo per il cavo dell' alimentazione. In più è più sono presenti dei ponticelli per settare  l' HD o come Master o come Slave. Se nello stesso canale è presente un' altro HD o un lettore CD-rom, l' HD che contiene o che dovrà contenere il sistema operativo verrà settato come Master sul canale primario, mentre il CD-Rom o il secondo HD come Slave. Sul secondo canale EIDE possono essere configurate altre due unità, anche qui configurate una come Master e l' altra come Slave. Quindi in totale si possono installare 4 unità distinte sui due canali se il Controller è di tipo EIDE o 2 unità se e del tipo IDE (Schede madri 486)




canale

IDE

 

canale

IDE

  HD
Master                               HD
Master


HD
Slave          CD-Rom
Slave




Seguono le seguenti regoli generali :
 -- L' HD con il sistema operativo va configurato come Master sul canale primario ovvero dove verrà eseguito il Boot.
 -- Il secondo HD se presente può essere configurato come Slave sul primo canale a patto che abbia la stessa interfaccia del primo. Altrimenti il più lento farà rallentare  il più veloce.
 -- Se ha una diversa interfaccia lo potete configurare come master sul secondo canale.
 -- Il CD-Rom è sempre meglio, se possibile, configurarlo sul secondo canale, non ha importanza se come M. o S.

All' interno l' HD è costituito dal vero e proprio disco rigido ( da cui deriva il nome) costituito da materiale magnetico, o da più dischi posti, uno sopra l' altro, a seconda della capacità.L' Hard Disk in figura è costituito da due dischi sovrapposti e un motorino per la rotazione a forte velocità del disco ( 5400 o 7200 o 10000 g/m) Poi è presente la o le testine di lettura, dei braccetti mobili comandati elettronicamente che si spostano sul disco. Poi in fine sul retro è posta una scheda di controllo e di interfaccia per la porta EIDE.


Particolare della testina di lettura


Scheda d'interfaccia

INFORAMZIONI GENERALI


Come viene diviso l 'HD?
Generalmente l' HD viene/deve essere  partizionato, specialmente oggi con le enormi dimensioni che hanno raggiunto gli hard disk > 20 GByte. Primo per problemi di archiviazione, manutenzione e infine per non sprecare lo spazio disponibile. Una partizione è una porzione del disco. Essa è puramente virtuale e questo viene visto come se fosse formato da più  HD anche se questo è uno solo. Se non viene partizionato verrà visto come un solo HD di capacità pari a tutto lo spazio disponibile. A ogni partizione poi deve essere assegnata una unità logica, ovvero la lettera con cui verrà vista la partizione dal sistema operativo. Tutto questo è fattibile prima di installare il  software con FSDISK del sistema operativo ovvero di Windows. Oggi alcuni software permettono di modificare le partizioni anche con il software già installato come Partition Magic.


Come sfruttare lo spazio disponibile. Prima di partizionare  l' HD si deve scegliere se usare la FAT 16 o la FAT  32. FAT sta per Tabella di Allocazione dei  File ovvero quella parte dell' HD  dove vengono memorizzate tutte le informazioni relative a tutti i file del disco quali, posizione, dimensione, data ecc. Bisogna scegliere cioè se la dimensione massima della FAT, in pratica con la FAT 16 ( 16bit ) si possono rappresentare massimo 65536 cluster, assumendo come massima dimensione per cluster 32 KByte si ottiene una partizione massima di 2,1 GByte, mentre per la FAT 32 si avrà massimo 2.048 GByte per partizione.



E' molto importante scegliere la dimensione della partizione in relazione alla dimensione dell' HD


Immaginiamo di avere un File di 1 KByte nell' HD. Se abbiamo partizionato con cluster da 32 KByte il singolo file occuperà 32 KByte invece che 1 KByte, mentre gli altri 31 KByte andranno persi. Se usiamo cluster da 4 KByte il File occuperà 4 KByte di cui 1 per il file e 3 KByte persi.. Si capisce che in presenza di migliaia di piccoli file come venga sprecato lo spazio con Cluster da 32, 16, 8 KByte.




    





LA GRANDE STORIA DEI MICROPROCESSORI


La realizzazione di microcomputer è stata resa possibile da due innovazioni tecniche nel campo della microelettronica: i circuiti integrati, o IC, sviluppati dal 1959, e il microprocessore, apparso per la prima volta nel 1971. Gli integrati hanno permesso di miniaturizzare i circuiti di memoria dei computer, e il microprocessore ha ridotto le dimensioni della CPU a quelle di un singolo chip di silicio.

Poiché una CPU esegue calcoli e operazioni logiche, contiene istruzioni operative e governa il flusso dei dati, si è potuto realizzare un sistema autosufficiente in grado di funzionare come un completo microcomputer. Il primo sistema da scrivania progettato specificamente per uso personale apparve nel 1974 e fu presentato dalla Micro Instrumentation Telemetry Systems (MITS). I proprietari del sistema furono incoraggiati dall'editore di una popolare rivista di tecnologia a creare e vendere per corrispondenza tramite la rivista stessa un kit di montaggio del computer; il prodotto, chiamato Altair, fu venduto a poco meno di 400 dollari.

La richiesta del kit fu immediata e molte piccole compagnie imprenditoriali si dedicarono alla produzione di computer, immettendosi nel nuovo mercato. La prima grande azienda elettronica che produsse e distribuì personal computer, la Tandy Corporation (Radio Shack), presentò nel 1977 un modello che dominò rapidamente l'intero settore, grazie alla combinazione di due attraenti prestazioni: la disponibilità di una tastiera e di un monitor monocromatico. Il computer poteva essere programmato e l'utente poteva archiviare informazioni su nastro magnetico in cassetta.

Ben presto, poco dopo l'introduzione del nuovo modello della Tandy, i due ingegneri programmatori Stephen Wozniak e Steven Jobs avviarono una nuova casa produttrice destinata divenire la compagnia a crescita più rapida nella storia economica degli Stati Uniti, la Apple Computer. Essi introdussero nei loro microelaboratori varie prestazioni, quali ad esempio una memoria più estesa, un sistema di memorizzazione su dischetti per dati e programmi, e la grafica a colori. Il successo e la rapida diffusione dell'azienda spinsero numerosi produttori di microcomputer a entrare nel settore, e prima della fine del decennio il mercato dei personal assunse una fisionomia definita.

Nel 1981 l'IBM introdusse un proprio modello di microcomputer, l'IBM PC. Benché non facesse uso delle tecnologie più recenti, il PC fu una pietra miliare nell'intero campo, dimostrando l'efficacia di tali apparecchiature anche nel settore commerciale e amministrativo. L'impiego nel PC di un microprocessore a 16 bit avviò lo sviluppo di micro più veloci e potenti, e l'uso su di essi di un sistema operativo disponibile per tutti gli altri produttori portò a una standardizzazione della produzione.

Quando nacque il PC IBM, era dotato di un processore a 16 bit denominato 8086 sviluppato nei laboratori INTEL. Da allora in poi le CPU, con l'unica eccezione del Pentium, sono state sempre contraddistinte da una duplice serie di numeri: il primo è la sigla di progettazione ed è sinonimo della quantità di informazioni che il microprocessore è in grado di trattare in una sola volta; il secondo numero rappresenta i megahertz del processore ed indica la velocità con cui le informazioni vengono trasferite da e verso la CPU. Alcuni processori sono contraddistinti anche da lettere del tipo SX o DX, che indicano la versione del processore. Ad esempio 80486 DX - 33 sta per un processore di classe 486 modello DX funzionante alla frequenza di 33 Mhz.

Di seguito viene fornita una descrizione dei principali modelli di microprocessore prodotti dalla INTEL (Integrated Tecnology) e dalle case costruttrici concorrenti:

DATI TECNICI DEI MICROPROCESSORI Processori di prima e seconda generazione

Rappresenta l'inizio della storia dei microprocessori per Personal Computer. E' prodotto dalla società americana INTEL (Integrated Tecnology) nel 1978-79, costruito con circa 29.000 transistor alimentati a 5 volt. Il primo esemplare prodotto funzionava ad una frequenza di 4.77 Mhz ma in seguito ne vennero prodotti anche a 8 e 10 Mhz. I computer che utilizzano questi processori sono denominati XT e sono stati prodotti dalla IBM entrando in commercio nel 1981. Questi microprocessori erano in grado di indirizzare solo 1 megabyte di RAM. Erano di una lentezza rilevante anche per le applicazioni dell'epoca che facevano uso di solo testo. Il test NORTON SYSINFO che fornisce dati sulla velocità di un processori forniva per questi un indice da 1 per la versione a 4.77 Mhz a 2.5 per la versione a 12 Mhz. L' 8086 Indirizza i dati a 16 Bit per volta nei calcoli interni verso la memoria e a 16 bit verso il bus dei dati; tuttavia l'architettura dei PC XT è ad 8 bit a livello di Bus dati verso la memoria RAM e per gli Slot di espansione. Vennero prodotti in seguito da NEC processori compatibili a questo con frequenza e performance maggiori (10 e 12 Mhz): il NEC V20 ed il NEC V40.

Il tipico PC XT del 1982-83 aveva solitamente 256 Kilobyte di memoria RAM (pari a 0.25 Megabyte) e due floppy da 360 Kilobyte formato 5.25 pollici e talvolta montavano un disco rigido di 10 o 20 Megabyte, arrivavano a costare la modica cifra di circa 16 milioni di lire di allora. La IBM in seguito per favorire la diffusione della sua piattaforma tecnologica non si appropriò di un copyright per il suo IBM PC XT (come invece fece la Apple per i suoi computer) e questo permise a numerosissime aziende di produrre computer più o meno simili denominati in seguito PC IBM compatibili. Bisogna considerare che all'epoca vi era una disuniformità estrema nel mondo dei personal computer, sia a livello di tecnologie costruttive sia a livello di produttori (Apple, Commodore, Atari, Sinclair, Texas Instruments, Philips ecc.) che implementavano tecnologie proprietarie assolutamente incompatibili fra loro. Tra gli altri microprocessori in voga all'epoca si devono citare lo Z 80, il 6502, il 6510 ed il 68000 prodotti da Motorola. I PC XT crearono uno standard ed ebbero quindi il grande merito di mettere ordine in un mondo caotico quale era la informatica di allora. Uscirono definitivamente fuori produzione nel 1990.

Variante tecnologica a minor costo dell' 8086: Indirizza i dati a 16 Bit per volta nei calcoli interni verso la memoria ed a 8 bit sul bus dei dati verso le periferiche.

Nato nei laboratori INTEL nel 1982 integra 135.000 transistor a 5 volt e rappresenta un salto tecnologico rilevante rispetto agli XT, dà inizio, infatti, alla storia dei computer denominati AT (Advanced Tecnology). La sua frequenza varia dagli 8 ai 20 MHz. E' stato il primo microprocessore a 16 bit reali, era quindi in grado di indirizzare fino a 16 megabyte di RAM. Poteva essere affiancato dal coprocessore matematico 80287. L'indice Norton era compreso tra 6 e 21. Data la enorme richiesta del processore la Intel delegò su licenza una parte della produzione alla società AMD (Advanced Micro Device).

Con l'immissione in commercio di questo processore e con l'uscita delle versioni a 12 e 16 Mhz si aveva finalmente a disposizione una potenza di calcolo sufficiente a far si che potesse nascere il primo sistema operativo ad interfaccia grafica: il Windows 3.0 prodotto da Microsoft che in seguito si rivelò uno standard, l'insieme dell' Hardware Intel con i suoi processori e della piattaforma Software Microsoft venne e viene ancora denominato piattaforma WINTEL. Processori di terza e quarta generazione:

Immessi sul mercato a partire dalla fine del 1985, hanno una frequenza variabile dai 16 ai 40 MHz. Sono costruiti assemblando in chip circa 260.000 transistor alimentati a 5 volt. Esistono due diversi modelli gli DX e i SX. I primi hanno architettura a 32 bit totale (interna e sul bus dati che comunica con la memoria RAM) mentre i secondi, più economici trasmettevano dati al bus esterno a 16 bit alla volta. Potevano indirizzare 4096 megabyte di RAM ed essere affiancati dal coprocessore matematico 80387. Con questi processori entra in competizione con INTEL l'azienda AMD (Advanced Micro Device) che immette sul mercato l' 80386 a 40 Mhz dopo una causa sul copyright vinta su Intel. L' indice norton dei 386 varia da 16 a 43.

  • LA MEMORIA CACHE:

Quando vennero immessi in commercio i modelli a 33 Mhz ci si accorse che la loro velocità veniva strozzata dal lentissimo accesso alla memoria RAM (80 nanosecondi) che non li faceva rendere molto di più dei modelli precedenti a 25 Mhz, pertanto la Intel consigliò ai produttori di piastre madri di inserire in modesta quantità (32 o 64 Kbyte) uno o più chip di memoria statica SRAM, memoria molto costosa ma che come noto ha una velocità superiore (15-20 nanosecondi) alla normale RAM, il processore quindi andava a leggere e scrivere i dati prima in questa piccola area di memoria e poi se (e solo se) questa si saturava andava a scrivere/leggere dati nella RAM. Siccome nel 90% dei casi il processore riusciva ad eseguire i suoi calcoli nella cache l'incremento di prestazioni che ne risultava fu notevole. Questa tecnologia venne denominata CACHING DELLA MEMORIA dal nome della memoria statica definita memoria CACHE ed in seguito non venne più abbandonata.

Nel 1990 sono stati presentati i primi modelli della fortunata serie 80486 contraddistinta dalla caratteristica innovativa dell'incorporazione del coprocessore matematico direttamente all'interno della CPU e dall'integrazione all'interno del chip di una piccola quantità di memoria cache (8 Kbyte) per aumentarne le prestazioni. Sono stati realizzati da Intel assemblando in chip circa 1.180.000 transistor alimentati a 5 volt. Esistono 4 diversi modelli dei processori 80486: gli SX, i DX, i DX2 e i DX4, più alcuni modelli a basso consumo energetico come gli SL. Anche il processore 80486 SX rappresenta una sorta di "anello di transizione" nato per fini economici, in quanto è l'unico dell'intera serie a non essere dotato di coprocessore matematico; la sua velocità varia da 25 a 33 MHz. I modelli DX raggiungono una velocità massima di 50 MHz e hanno rappresentato, unitamente ai loro "fratelli maggiori" la vera piattaforma di decollo per la grafica e la multimedialità. I DX2 e DX4 utilizzano una tecnologia conosciuta sotto il termine di "doppio orologio", in grado di raddoppiare o addirittura quadruplicare la velocità interna della CPU. Mentre un DX lavora in tutta la scheda madre a 50 MHz, un DX2 lavora a 25 MHz nel resto del computer e a 50 MHz all'interno della CPU. Le velocità dei DX2 variano da 50 a 66 MHz, mentre i DX4 raggiungono normalmente i 100 MHz e gli ultimi processori prodotti da AMD velocità di 120 e 133 Mhz, si deve anche ad AMD l'introduzione di un 486 superveloce che la stessa azienda battezzò 80586, era in effetti un 486 con memoria interna doppia capace di raggiungere una velocità di 133 Mhz e se over cliccato anche di 160 Mhz surclassando nei normali applicativi anche gli allora costosi Pentium 100 e 120. L' indice Norton varia da 35 a 267. Per arrivare ad innalzare la frequenza dei processori 486 DX4 la intel ed AMD migliorarono il processo produttivo abbassando da 1.5 micron a 0.8 micron il livello di integrazione dei transistor integrati sul chip. Ciò permise di abbassare la tensione di alimentazione del 486 dai 5 volt ai 3.3 volt potendo cosi innalzare la frequenza dal massimo precedente di 66 Mhz fino ai 120 Mhz.

Processori di quinta generazione:

PENTIUM (INTEL)

Secondo la tradizione avrebbe dovuto chiamarsi 80586, ma è stato battezzato PENTIUM a causa delle leggi americane che non consentono di registrare un marchio di fabbrica composto di soli numeri e quindi per non permettere alla AMD di utilizzare lo stesso nome. Lo stratagemma del nome è nato per garantire alla INTEL l'univocità di denominazione. Si trattava di un processore notevolmente complesso la cui frequenza varia dai 60 ai 200 MHz. I PENTIUM sono stati realizzati da Intel assemblando in chip circa 3.100.000 transistor con piste da 0.8 Micron alimentati a dapprima 5 volt per i modelli a 60 e 66 Mhz (delle vere e proprie stufette!) e, in seguito, per innalzare la frequenza venne diminuita la tensione di alimentazione a 3.3 volt sfruttando una tecnologia costruttiva avanzata a 0.5 micron. La sua storia del Pentium è tuttavia macchiata da un "neo" che la INTEL si è affrettata a correggere con tempestività: nelle sue primissime versioni in effetti restituiva un errore sul calcolo di una tipologia di equazioni neppure particolarmente complesse; ma tecnici e progettisti si sono messi immediatamente a lavoro, e ben presto l'azienda è stata in grado di sostituire gratuitamente il processore agli acquirenti della sfortunata versione. Il Pentium è stato il primo processore con architettura a 64 bit. Ha una memoria interna di 16 KB. L' indice norton varia da 190 (Pentium a 60Mhz) a 654 (Pentium a 200 Mhz). PENTIUM PRO

E' un Pentium dotato di una memoria interna di 256 Kbyte, costosissimo all'epoca e destinato ai server di rete. Opera a 200 Mhz. Richiedendo una alimentazione a 3.3 volt sviluppa un calore notevole. AMD K5

Fu il tentativo di risposta di AMD per produrre un processore a 64 bit, presto però l'azienda americana incontro problemi di incompatibilità con alcune applicazioni e riuscì a produrre processori a 75 e 90 Mhz con grave ritardo e solo quando ormai Intel aveva gia immesso sul mercato i Pentium a 166 Mhz. Era costruito con piste elettriche di 0.5 micron e funzionava a 3.3 Volt. Aveva una memoria interna di 16 KB. Raggiungeva frequenza di 166 MHz. L'indice norton non può essere applicato sui processori AMD a causa del loro modo particolare di gestione degli interi. Richiede una alimentazione a 3.3 volt PENTIUM MMX (INTEL)

Questo processore è un come un normale Pentium ma costruito con una tecnologia costruttiva migliore (piste elettriche a 0.35 micron) che permisero di realizzare un modello a 233 Mhz (266 MHz per gli ultimi) ma la caratteristica di questo processore è quella di avere inserite nel suo codice oltre alle classiche istruzioni dell'8086 anche ulteriori 21 nuove istruzioni per la grafica ed il multimedia dette MMX (Multimedia Extension) asservite al miglioramento delle performance grafiche e multimediali. Ha una memoria interna di 32 KB. Richiede una alimentazione a 2.8 volt. L'indice Norton forniva un valore di 792 per il modello a 233 Mhz.

Processori di sesta generazione:

AMD K6

Nel 1993 una piccola azienda inglese dichiarò di essere riuscita a produrre un processore ultraveloce che faceva uso di una unità RISC (Unità con set di istruzioni interne ridotto) per emulare le funzioni di un processore 8086. AMD rilevò questa azienda e fece sua questa tecnologia. Nacque cosi il Processore AMD K6 che dimostrò di avere una unità di calcolo per gli interi efficientissima, più veloce (a parità di frequenza) di qualsiasi altro processore mentre la unità di calcolo in virgola mobile (coprocessore matematico) era si superiore ai normali Pentium ma non raggiungeva le performance del Pentium MMX e Pentium II. La economicità di questo processore unita alle buone performance hanno reso ad AMD un discreto budget. Dispone di una memoria interna di 64 KB. Richiede una alimentazione a 2.2 volt che ne permette il funzionamento fino a 300 Mhz. L'indice Norton non può essere applicato sui processori AMD a causa del loro modo particolare di gestione degli interi. Il processore si inserisce sul classico Socket 7 del Pentium e Pentium MMX. PENTIUM II (INTEL)

Sfruttando la tecnologia costruttiva a 0.25 micron ed implementando anche le istruzioni MMX Intel decise di produrre un Pentium con una memoria interna enorme: ben 512 kbyte funzionante a metà della frequenza del processore. Questa scelta venne dettata dalla necessità di svincolare il processore dall'accesso alla lentissima memoria esterna per eseguire i suoi calcoli. Intel ha ideato per questo processore lo "SLOT 1" ossia uno slot su scheda madre ove esso va inserito tramite una schedina-processore chiamata SECC abbandonando cosi il montaggio su socket. Questo processore ha una unità interi efficiente, una unità matematica avanzata a doppia pipeline ed accede alla memoria RAM in modo estremamente efficiente. Raggiunge attualmente frequenza di 450 MHz. Richiedendo una alimentazione a 2.2 volt per i primi modelli (KLAMAT) costruiti con tecnologia a 0.35 micron e 2.0 volt per i modelli attuali (DESHUTES) costruiti con tecnologia a 0.25 micron. CELERON (INTEL)

Questo processore è una versione economica del Pentium II immessa sul mercato da Intel per contrastare il dominio AMD nella fascia bassa del mercato. Inizialmente questo processore venne prodotto senza cache e le sue prestazioni erano terribilmente scadenti. Subito il colpo da parte del mercato Intel decise di modificare questo processore inserendo una memoria cache integrata su chip di 128 Kilobyte funzionante alla stessa frequenza del processore. I nuovi processori denominati CELERON A con nome in codice "Mendocino" ebbero e hanno ancora un successo notevole con un rapporto prezzo / prestazioni davvero ottimo. Attualmente questo processore si trova in due formati: per SLOT 1 e per Socket 370. AMD K6 II

Questo processore vuole rappresentare la risposta di AMD al Pentium II. E' identico al K6 a livello architetturale ma ingloba 21 nuove istruzioni chiamate 3D Now per la grafica 3D e per i videogiochi in particolare. Raggiunge attualmente frequenza di 450 MHz. Le istruzioni sono parzialmente supportate dai driver Directx 6.x e successivi ma sono supportate per intero solo quando sono inglobate nei driver della scheda video. Il processore integra ben 9 milioni di Transistor a 2.2 volt con tecnologia costruttiva a 0.25 micron.








Commento 

Il grafico sopra riportato descrive il comportamento dei vari processori attualmente in commercio con i numeri interi (calcoli di somma, sottrazione divisione e moltiplicazione con numeri senza virgola: 1, 2, 2456 ecc.).

Tale tipo di calcolo è quello usato dalle applicazioni OFFICE, ossia quelle di produttività personale inerenti all'uso di un programma di scrittura come ad esempio Microsoft WORD o foglio di calcolo come Microsoft Excel e programmi di gestione di basi di dati.

Le prestazioni degli attuali microprocessori in questo settore sono abbastanza livellate. In questo tipo di calcolo i processori K6 di AMD hanno prestazioni notevoli a basso livello . Cosi si evince che dall'economico AMD K6-II A 333 Megahertz al costoso Pentium II a 450 Megahertz vi è una differenza di solo il 10% di prestazioni. Attenzione però poiché il processore di AMD (Advanced Micro Device) è molto più lento negli accessi alla memoria. Comunque, a mio modesto parere, avendo io la opportunità di lavorare su diversi computer posso affermare che oggi un Pentium 233 MMX o un K6 233 sono più che sufficienti a far girare le attuali applicazioni aziendali o di produttività personale o un browser (Netscape o Explorer) per navigare in Internet, con la sola avvertenza di disporre di una quantità di memoria adeguata.

La memoria RAM in questo tipo di applicazioni è quindi più importante della velocità pura del processore, una quantità sufficiente può essere 48 megabyte, con 64 megabyte siamo al riparo anche da applicativi più pesanti e con 96 megabyte possiamo gestire qualsiasi cosa. 128 o più megabyte possono essere consigliati solo a coloro che hanno necessità di elaborare grandi immagini grafiche a 16 milioni di colori o di lavorare su file audio .WAV di dimensioni notevoli (50 megabyte e più).

Tirando le somme quindi gli applicativi OFFICE ed il lavoro aziendale non necessitano di una grande potenza elaborativa del processore, il miglioramento delle prestazioni dovrebbe essere quindi ricercato in una adeguata capacità di memoria ed in un disco fisso capiente e veloce. I processori di AMD rispetto ai Pentium di INTEL hanno in questo caso un miglior rapporto prezzo prestazioni. Non sono stati trattati in questo grafico i processori IBM-Cyrix ed IDT sia per la loro scarsa diffusione e sia perché non hanno la certificazione Microsoft di perfetta compatibilità con le applicazioni Windows.

In conclusione, quindi, se un rivenditore vi dice che occorre un Pentium II a 450 Mhz (costo medio 3.500.000 con dotazione standard di disco e memoria) per accedere ad internet e lavorare in Word non credetegli e risparmiate 1.500.000 lire acquistando un processore di classe inferiore (un PII a 333 o K6 a 333) perché vi assicuro che le vostre applicazioni da ufficio non ne hanno bisogno e voi comunque, lavorando, non notereste la differenza di prestazioni. Assicuratevi semmai che il sistema che avete acquistato sia espandibile a livello di memoria e di processore senza poi dovere cambiare tutto il computer come avviene in PC di alcune marche.

Per lavorare in Internet consiglio almeno 64 megabyte di RAM ed un disco fisso di almeno 4.3 gigabyte. La velocità ottimale per l' accesso ad Internet si ottiene comprando un buon modem V90 e scegliendo un provider (fornitore di servizio di collegamento) che abbia molte linee telefoniche libere ed un server veloce più che spendere inutilmente soldi nell' acquistare un Pentium III.

Commento:

Tutti i processori in commercio a partire dal vecchio 486 montano a bordo una unità dedicata ai calcoli in virgola mobile ossia addizione, sottrazione, moltiplicazione e divisione su numeri con la virgola (3.14, 1.414213562 ecc.)

Le prestazioni della FPU (Floating Point Unit) integrata nel microprocessore altrimenti detta Coprocessore Matematico influenza le prestazioni di quei programmi dedicati alla grafica vettoriale, al rendering ed alla modellazione solida. In particolare si tratta dei programmi di CAD come AutoCAD usati in ambito di ingegneria e progettazione edile e meccanica o dei programmi per la realizzazione di animazioni 3D nei filmati multimediali (come in pubblicità) come il 3D STUDIO o il FRACTAL DESIGNER e (in misura minore) le prestazioni dei fogli di calcolo come Excel, Quattro Pro ... quando bisogna effettuare il ricalcolo di grosse tabelle.

Inoltre le performance di questa unità del microprocessore influenzano il rendimento dei Giochi 3D che utilizzano un rendering eseguito in tempo reale per creare l'ambientazione tipica del videogioco, alcuni esempi di videogiochi 3D sono Quake, Quake II, Unreal, Sin, Half Life e Tomb Raider. Le performance di questo tipo di applicativi in quest'ultimo periodo hanno registrato un grande sviluppo in termini di vendite e diffusione anche per il notevole livello di realismo a cui sono arrivati, esse sono comunque anche legate (diciamo al 50%) alle performance della scheda grafica e di altri sottosistemi. Pertanto occorre una spiegazione più dettagliata che si può trovare consultando l' apposito link (richiamo) sulla pagina principale.

Come si evince dal grafico allegato i processori Pentium II e Celeron di Intel in queste applicazioni sono superiori ai processori AMD, a parità di frequenza vediamo che tra il Pentium II a 400 mhz ed il K6-II a 400 mhz sussiste una differenza prestazionale pari al 23% a parità di frequenza operativa di lavoro. In questo tipo di applicativi il miglior rapporto Prezzo/Prestazioni è sicuramente da assegnare all'economico processore di Intel: il Celeron. Questo processore infatti dispone di un Coprocessore Matematico integrato che ha le stesse prestazioni del Pentium II ma ad un costo inferiore. Vediamo che per eguagliare la potenza di calcolo di un Celeron 300A occorrerebbe in proporzione un K6-II a 370 Megahertz. C'è da dire comunque che AMD ha inserito nei suoi processori delle istruzioni dette 3D Now! che aiutano il processore nei calcoli in virgola mobile e che vengono utilizzate in molti videogiochi 3D. Sulla efficienza di queste istruzioni sono in atto discussioni tra gli operatori specializzati in quanto AMD sostiene che queste istruzioni una volta invocate dal programma applicativo (ossia il videogioco) sarebbero in grado di elevare il livello di calcolo del processore di circa il 30% rendendo quindi i suoi processori più veloci dei Pentium e Celeron di Intel, c'è invece chi afferma che ciò è vero solo in parte. Tali istruzioni 3D Now sono supportate nei driver Direct X 6.0 e successivi di Microsoft che sono le istruzioni di interfacciamento per la grafica 2D e 3D di Windows.



La mia opinione è che solo quando le istruzioni sono supportate dai driver della scheda video esse sono davvero utilizzate dai giochi 3D, ma qui entra in gioco anche la velocità con cui il processore accede alla memoria. Per approfondire consultate la sezione dedicata ai videogiochi tornando indietro nella pagina principale.

Le performance della unità di calcolo in virgola mobile non sono quasi per nulla influenzate dalla dimensione della memoria cache di secondo livello. Pertanto in questo caso i processori Celeron si equivalgono ai processori Pentium II. Se avete bisogno di usare applicativi che fanno uso di questo tipo di calcoli potete risparmiare molti soldi acquistando un processore Celeron in luogo di un costoso Pentium II.

Voglio infine segnalare di non essere assolutamente d'accordo con i Benchmarck Winmark e Winstone usati da alcune riviste come PC PROFESSIONALE e trattati in alcuni siti WEB in quanto secondo questi test il processore K6-2 viene tacciato di un indice di coprocessore pari a 1330 mentre un Celeron 300A pari a 1598, il che significa che per eguagliare le prestazioni della FPU del Celeron 300A occorrerebbe in proporzione un K6-2 a 480 Mhz e che di conseguenza le FPU dei processori Intel avrebbero una resa pari a 1.6 volte rispetto agli AMD. Questo è falso! Il gap esiste ma è limitato al 23%, basta far funzionare un videogioco 3D con tutti e due i processori a parità di frequenza e ci si rende subito conto di quanto siano inaffidabili questi test. Inoltre secondo il test Winmark il Celeron a livello di FPU sarebbe più veloce del 5.2% rispetto al Pentium II. Assurdo! Ritengo inaffidabili questi test in anche perchè vengono "revisionati" ogni 5-6 mesi ed i nuovi nulla hanno a che fare con i precedenti, e come se la FIAT cambiasse i contachilometri alle sue auto di tanto in tanto per cui i 120 Km/h di 6 mesi fa non sono più uguali ai 120 Km/h di oggi.

IL problema di Benchmark

Se si vuole testare davvero la efficienza di un microprocessore bisogna agire su due fronti:

  1. Esecuzione di Benckmark a basso livello; il più basso possibile, essi dovrebbero comunicare dati al processore direttamente in linguaggio macchina o al limite in assembler ed ottenendo la risposta dovrebbero fornire un indice per gli calcoli sugli interi (CPU) ed un indice per gli calcoli sui numeri con virgola (FPU). Solo questi due indici e basta non una decina di indici strani che vengono fuori da chissà dove.
  2. Si prende un certo numero di programmi applicativi: Word Processor (videoscrittura), Fogli di calcolo, programmi di rendering e giochi 3D e si analizza il comportamento del processore con essi per trarne un indice generale di sicuro riferimento.

Non si può dire che un Pentium II è più veloce del 200% K6-2 perché renderizza modelli solidi con il programma 3D STUDIO con metà tempo perché esaminando i risultati di rendering eseguiti con il programma POVRAY che usa la FPU in modo diverso il gap scende a solo il 20%. Allora è il Software quello che fa la differenza e solo agendo nel modo sopracitato che si ottiene un riferimento certo. Su queste pagine viene appunto applicata questa filosofia.

Commento:

Esaminiamo le diverse fasi in cui avviene l'accesso alla memoria da parte del microprocessore:

PROCESSORI PENTIUM II E CELERON-A:

  1. Accesso alla memoria integrata interna del Processore chiamata anche "Cache Interna" (detta cache L1)
  2. Accesso alla memoria di transito interna del Processore chiamata anche "Cache integrata" (detta cache L2)
  3. Accesso alla memoria RAM esterna del PC installata sulla piastra madre (motherboard) che ospita il Processore.

PROCESSORI PENTIUM MMX - K6 -K6 II

  1. Accesso alla memoria integrata interna del Processore chiamata anche "Cache Interna" (detta cache L1)
  2. Accesso alla memoria di transito esterna al Processore chiamata anche "Cache Esterna" installata sulla piastra madre (motherboard) che ospita il Processore
  3. Accesso alla memoria RAM esterna del PC installata sulla piastra madre (motherboard) che ospita il Processore.

Esiste anche una differenziazione rispetto al tipo di processore che è riportata in questa tabella; i valori riportati sono in Kilobyte:
 

TIPO DI MICRO PROCESSORE

MEMORIA INTEGRATA INTERNA (KB)

MEMORIA DI TRANSITO INTERNA (KB)

MEMORIA DI  TRANSITO ESTERNA (KB)

PENTIUM


No

Da 256 a 512

PENTIUM PRO




PENTIUM MMX


No


PENTIUM II



No

PENTIUM II XEON


Da 512 a 1024

No

PENTIUM III



No

CELERON (A)



No

K6


No

Da 256 a 512

K6-2


No

Da 512 a 1024

K6-3



Da 512 a 1024

La cache interna dei Celeron funziona alla stessa frequenza del processore mentre il Pentium II accede alla sua cache interna a metà frequenza. Da questo punto di vista il Celeron è più efficiente.

I processori di Intel sono dotati quindi di una Cache Interna di dimensioni variabili da 128 KB a 512 Kb. Questa scelta da parte di Intel è stata realizzata al fine di far comunicare il meno possibile il processore con la memoria RAM esterna. Questa idea si è dimostrata vincente in quanto il processore effettua la maggior parte dei suoi calcoli internamente, non ha bisogno di cache esterna integrata sulla piastra madre ed il numero globale di accessi alla più lenta memoria RAM è così più limitato.

I processori K6, K6-2 e Pentium MMX invece hanno una memoria integrata di buone dimensioni (64 o 32 Kb), ma sono costretti ad accedere alla cache esterna montata sulla piastra madre e di qui alla memoria RAM. Ne consegue che a parità di Frequenza un Pentium II ha una velocità di accesso alla memoria del 50% superiore ad un K6-2. AMD sta ricorrendo ai ripari in questo senso: si prevede quindi la prossima uscita (estate 99) del processore K6-3 che avrà integrata una cache di 256 Kbyte funzionante alla stessa frequenza del processore; staremo a vedere...

In conclusione, un processore che accede alla memoria in modo inefficiente comporta che quelle applicazioni che necessitano di frequenti accessi alla memoria e di continue elaborazioni come le applicazioni multimediali (Filmati MPEG, AVI) ed alcuni giochi 3D (quelli che fanno massiccio uso di multitexturing) sono penalizzate quando il flusso dei dati richiesto è notevole. E' chiaro però che non sono molti i programmi che riescono a saturare la cache interna del processore sino a causare un rallentamento significativo. Prima di arrivare ad una Vostra personale conclusione vi consiglio di consultare anche la apposita sezione per i giochi 3D.
Come sono stati effettuati i test:

I test sono stati effettuati montando e smontando i processori su due schede madri dello stesso produttore: la PC CHIPS M577 (per K6-2) e la PC CHIPS M726 (per Pentium II e Celeron) operando su un modulo da 64 megabyte di RAM a 100 Mhz e con il BIOS configurato per prestazioni ottimali.




PENTIUM III


L' introduzione del Pentium III non ha comportato quel salto di prestazioni che aveva portato l' introduzione del Pentium II ai vecchi tempi del Pentium MMX. Infatti si passava da un processore di classe P5 ( il Pentium) a uno di classe P6 (Pentium II) completamente diverso nell' architettura. Tutte le CPU Intel odierne appartengono a questa classe, compreso il Pentium III. Le novità introdotte nel nuovo processore riguardano, oltre l' innalzamento della frequenza di funzionamento, l' estensione  delle istruzioni x86 e un 'ampliamento di set di comandi, accompagnati dall' introduzione di otto nuovi registri. Ben 50 di questi comandi sono del tipo SIMD (cioè Single Instruction Multiple Data) una singola istruzione applicata a più dati contemporaneamente, su numeri in virgola mobile utilizzate nelle applicazioni tridimensionali e nell' elaborazione audio. Altre 12 istruzioni estendono il set di comandi MMX  originario e operano su interi accelerando calcoli specifici della riproduzione video. Grazie a questo è possibile ottenere la decompressione via software dei filmati MPEG-2 (filmati DVD). Infine sono presenti altre otto istruzioni che consentono al software che ne faccia l' uso di controllare periodicamente il flusso di dati dalla memoria centrale al processore attraverso la cache. In questo modo è possibile evitare ad esempio che la cache si liberi di dati che dovranno essere poi riutilizzati, risparmiando così qualche clock alla CPU.  Altri miglioramenti non ci sono, anche se si pensava ad un miglioramento e aumento della cache di 1° livello che ricordo è di 512 KByte funzionante alla metà della frequenza del processore.   Esteriormente il Pentium III rispecchia esattamente il suo predecessore  , tranne la nuova cartuccia del tipo SECC-2. Il Pentium III avrà però beneficio dall' incremento della frequenza di clock visto che il Pentium II  morirà a 450 MHz. 

Non illudetevi però, il Pentium III rimane comunque una delusione per quanto riguarda le prestazioni, è stato accurato che nelle comuni applicazioni la differenza con il PII a 450 MHz è minima ed è legata alla frequenza di clock. Soltanto con software scritto appositamente per le nuove istruzioni è possibile spremere la CPU fino all' ultima goccia. Le nuove istruzioni del Pentium II si chiamano SIMD (SSE) nate per velocizzare talune applicazioni. Per trarre un netto vantaggio il software deve essere scritto appositamente per quelle istruzioni!!. Intel parla che già 270 Software House sono in procinto di rilasciare applicazione ottimizzate per il PIII. Ecco una selezione di titoli più noti che supportano il Pentium III.







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