Quale processore scegliere

Quando ci si accinge a scegliere un nuovo PC, notebook o dispositivo mobile, una delle prime caratteristiche che balza all’occhio è senza dubbio il modello del processore.
Ma quale processore scegliere e qual è il processore più veloce?

Quali sono le differenze fra un processore da poche decine di euro e una CPU da centinaia di euro?

Per valutare quale processore scegliere per il sistema che si vuole assemblare oppure per capire subito che tipo di macchina si ha dinanzi, un’attenta analisi delle caratteristiche della CPU aiuta molto.

La differenza tra un processore economico e uno da diverse centinaia di euro risiede, ovviamente, nella diversa potenza intesa come velocità nell’eseguire le istruzioni e nel tipo e nel numero di istruzioni che possono essere gestite.

La velocità di clock, i core e la modalità Turbo Boost
La velocità di clock – espressa in GHz – esprime il numero di commutazioni tra i due livelli logici “0” e “1” che i circuiti all’interno del processore possono eseguire in un secondo (per eseguire un’istruzione sono normalmente necessari più cicli di clock).
Se un tempo si guardava con grande attenzione alla velocità di clock come fattore determinante per la scelta di un processore, oggi questo attributo ha perso importanza.
Per le CPU che tutti conosciamo, l'”asticella” è ormai fissata sui 5 GHz: non è stato più possibile continuare ad aumentare la velocità di clock in forza di una serie di problematiche legate all’aumento dei consumi energetici e al surriscaldamento del processore.

I produttori, quindi, hanno preferito lavorare sulle nuove CPU affiancando più core, unità di elaborazione a sé stanti che permettono di sobbarcarsi parte dei carichi di lavoro richiesti al processore.
Nello scegliere il processore, quindi, il numero di core è divenuta una delle caratteristiche principali, molto più importante – evidentemente – della velocità di clock.

Più che la velocità di clock, invece, è importante la presenza della tecnologia Turbo Boost che consente a un processore di incrementare dinamicamente la velocità di clock ogniqualvolta ce ne fosse bisogno. La frequenza di clock può essere fatta crescere sulla base di diversi fattori ed è direttamente dipendente dal numero di core presenti, dall’assorbimento di corrente stimato, dal consumo energetico stimato e dalla temperatura di lavoro.

Tutti i processori Intel i5 e i7 sono dotati dell’ultima versione della tecnologia Turbo Boost: per questi dispositivi, quindi, si leggerà – nelle specifiche – un certo valore per la frequenza base e un valore differente, più alto, per il Turbo Boost. Tale frequenza è il valore più elevato che il processore può eventualmente raggiungere in caso di necessità (elaborazioni particolarmente impegnative).
Ovviamente, se la CPU dovesse soffrire di problemi di surriscaldamento, dovuti a un’insufficiente dissipazione del calore, difficilmente andrà in modalità Turbo Boost (vedere Temperatura CPU, come monitorarla e come evitare problemi).
Con il lancio dei processori Coffee Lake di ottava generazione, Intel ha scelto di non divulgare più le informazioni sulle frequenze di clock Turbo Boost in modalità multi-core (ne avevamo parlato nel nostro articolo Frequenze di clock dei processori Intel in Turbo Boost: da oggi saranno segrete).
Intel ha spiegato che condividerà solo le frequenze di lavoro in modalità single-core perché in multi-core le frequenze turbo non sono garantite e dipendono largamente dalla configurazione del sistema e dai carichi di lavoro.

Con alcune CPU è davvero possibile mantenere la frequenza turbo single-core su tutti i core in molti scenari di utilizzo. Nel caso di altri processori, invece, ciò diventa oggettivamente più complicato e può non risultare possibile raggiungere la frequenza turbo con più di due o tre core attivi (negli scenari più complicati, il Turbo Boost potrebbe addirittura non risultare nemmeno abilitabile). Uno dei fattori discriminanti, ovviamente, è l’utilizzo di un buon sistema di dissipazione del calore.

La dimensione della cache Altro parametro molto importante nello scegliere il processore è la dimensione della cache.
Quando il processore dovesse rilevare il frequente accesso ai medesimi dati, questi vengono posti nella cache, una sorta di memoria RAM ancora più veloce di quest’ultima perché integrata direttamente nella CPU.
A seconda della tipologia di processore, la CPU può usare due (L1 e L2) o tre tipi di cache (L1, L2 e L3). L’obiettivo è quello di abbinare che di piccole dimensioni, molto veloci, a cache più lente ma molto più ampie.

Il sistema di caching verifica dapprima la presenza dell’informazione cercata nella cache più piccola e “pregiata”, la L1, per poi passare a quelle successive nel caso in cui la ricerca dovesse fallire. Se la ricerca nelle cache L2 e L3 (ove presente) non dovesse dare esito positivo, l’informazione verrà richiesta dalla memoria principale.

La cache L3, utilizzata nei processori di fascia più alta, permette di migliorare le prestazioni grazie alla possibilità di condividere le informazioni tra i vari core e all’elaborazione parallela degli stessi dati da parte di più core. Sebbene questo tipo di cache sia di più grandi dimensioni rispetto ai livelli inferiori, dà comunque modo di sveltire enormemente le operazioni: molto meglio spendere un po’ di tempo in più nel cercare le informazioni nella cache che andare ad attingere al contenuto della memoria principale.

Hyper-Threading Sui processori Intel di fascia più alta è interessante anche la possibilità di ricorrere all’hyper-threading: in questo caso la CPU raddoppia il numero di attività (thread) gestite dal singolo core.
Una CPU i7 quad-core, grazie all’hyper-threading può gestire otto thread contemporaneamente. La CPU Intel Core i9-9900K, Coffee Lake di nona generazione, dovrebbe consentire l’utilizzo di ben 16 core: Processori Intel di nona generazione: nuove indiscrezioni su data di lancio e prezzi.

TDP

Importante è anche il valore TDP (Thermal Design Point) che rappresenta un’indicazione del calore (energia) dissipato da un processore. Si tratta del calore che il sistema di raffreddamento dovrà smaltire per mantenere la temperatura del processore entro una soglia limite.
Il TDP, diversamente da quanto ritenuto non molti, non esprime il consumo energetico del processore.
Minore è il calore sviluppato dal processore, minore sarà il lavoro che dovrà svolgere il sistema di raffreddamento, minori saranno i consumi energetici.
Il consumo energetico è funzione del TDP ma i due termini non sono direttamente sovrapponibili.

Il socket

Un’altra caratteristica importante che influenza direttamente la scelta del processore è il socket presente sulla scheda madre ossia l’alloggiamento che accoglierà la CPU.
Nel caso in cui si dovesse sostituire un vecchio processore, è bene verificare attentamente il socket della scheda madre così da non avere spiacevoli sorprese.
Un software come CPU-Z aiuta a verificare (scheda CPU, campo Package) il socket utilizzato.

In alternativa, è possibile fare riferimento ai database delle CPU di Intel e AMD per ottenere le specifiche tecniche di qualunque processore:

– Database dei processori Intel
– Archivio delle caratteristiche dei prodotti AMD

Nel caso dei processori di Coffee Lake di ottava generazione, Intel ha deciso di mantenere l’utilizzo del socket LGA 1151. Se si intendessero utilizzare tali processori, però, è necessario attrezzarsi con una scheda madre compatibile.
Le motherboard progettate per le CPU di sesta e settima generazione (rispettivamente, Skylake e Kaby Lake; vedere più avanti) basate su chipset Z170 e Z270 non possono accogliere i processori di ottava generazione.
Seppure il socket sia il medesimo, i tecnici di Intel hanno spiegato che importanti differenze nella configurazione dei pin e, di conseguenze, discrepanze relative all’alimentazione, hanno reso impossibile l’utilizzo dei nuovi processori Coffee Lake su schede madri dotate di chipset Z170 e Z270: Differenze tra processori Coffee Lake e Kaby Lake: i pin cambiano.
Ci sono alcune eccezioni (Un processore Coffee Lake funziona correttamente su una scheda con chipset Z170) e qualche “caso particolare” ma l’utilizzo di una CPU Coffee Lake impone l’installazione di una scheda madre compatibile (non basta quindi che supporti il socket LGA 1151).

Attenzione alle sigle dei processori Intel e AMD

L’esame della sigla che descrive il modello di CPU Intel o AMD aiuta molto nella scelta del processore.

Nel caso di Intel, i3, i5, i7 e i9 indicano le prestazioni che ci si attende dal processore, con i7 e le più recenti i9 che sono le CPU più performanti.

Il primo numero dopo l’indicazione i3, i5 o i7, poi, indica il numero di generazione. Citiamo solo le ultime quattro generazioni (i primi processori di nona generazione debutteranno tra fine 2018 e metà 2019):

Ottava generazione: Kaby Lake Refresh, Kaby Lake G, Coffee Lake (2017/2018; 14 nm)
Settima generazione: Kaby Lake (2016; 14 nm)
Sesta generazione: Skylake (2015; 14 nm)
Quinta generazione: Broadwell (2014; 22 nm)

L’ultima lettera o le ultime due lettere, poi, offrono un suggerimento immediato sulla tipologia di processore col quale si ha a che fare:

K CPU nata per offrire l’overclocking ossia per consentire l’aumento della frequenza di clock
H contraddistingue quei processori Intel che integrano una sezione grafica particolarmente prestazionale
U e T indicano processori a basso consumo energetico (verificare il valore TDP molto contenuto) per i sistemi portatili e ultracompatti.
G processori che integrano una scheda grafica dedicata Radeon realizzata da AMD: Chip Intel AMD: ecco i primi dati relativi ai processori realizzati in collaborazione tra le due aziende.

Per saperne di più, suggeriamo la lettura dei seguenti due nostri articoli:

– Sigle processori Intel: che cosa significano
– Processori Skylake, tutto sulle nuove CPU di Intel

Consigliamo anche di fare riferimento alla pagina con la descrizione delle sigle mantenuta aggiornata da Intel.

Per quanto riguarda le sigle dei processori AMD Ryzen, suggeriamo di fare riferimento al nostro articolo Sigle processori AMD Ryzen: eccole svelate.

Tutte le CPU oggi in commercio sono ormai a 64 bit permettendo la gestione di ben oltre 4 GB di memoria RAM. A tal proposito, nell’articolo Differenza tra processori ARM e x86 abbiamo voluto mettere a confronto i processori x86 con i SoC ARM.

Processo costruttivo

Il termine “processo costruttivo”, nel caso di CPU e SoC, ha a che fare con le dimensioni dei transistor. In particolare, il valore espresso in nanometri (nm) indica la dimensione media del gate di ciascun transistor usato nel processore (il gate o porta è uno dei terminali del transistor). Per avere un’idea del grado di miniaturizzazione verso il quale ci si è spinti, basti pensare che un capello equivale a circa 80.000 nm, il virus dell’HIV ha un “ingombro” di circa 120 nm. Intel sta lavorando sui 14 nm (è atteso da tempo il passaggio ai 10 nm). A tal proposito, suggeriamo la lettura dell’articolo No, Intel non smetterà di produrre processori.

Processori più veloci

Quali sono i processori più veloci e potenti in assoluto?

In questa pagina si può trovare un pingue database con una classifica di tutte le CPU vecchie e nuove.
I prodotti elencati nella lista High End CPUs sono i processori di fascia più alta, molti dei quali destinati a macchine server o a sistemi destinati a elaborazioni intensive. A scalare, si arriverà fino ai processori di fascia bassa.
A ogni processore è assegnato un punteggio che può essere considerato come una sorta di giudizio omnicomprensivo sulle prestazioni del prodotto.

Nel grafico (aggiornato ad agosto 2018) abbiamo raccolto i processori più potenti del momento, in ordine decrescente, inserendo sia i prodotti di Intel che di AMD.
La “classifica”, che per forza di cose non può essere omnicomprensiva ma che comunque offre un interessante punto di vista sulle performance dei processori disponibili sul mercato, si riferisce alle performance rilevate in attività multicore.