Componenti del computer: una guida hardware completa

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Se vi siete mai chiesti cosa c'è veramente dentro il vostro PC e come ogni pezzo si incastra, questo articolo fa al caso vostro. Daremo un'occhiata, con calma e senza inutili tecnicismi, Tutte le parti che compongono un computer, cosa fanno e perché sono così importanti affinché tutto funzioni come un orologio.

Nel testo vedrai che alcuni componenti sono essenziali per l'avvio del computer, mentre altri sono opzionali o servono ad ampliare le funzioni. L'idea è che alla fine avrai una chiara comprensione di cosa sia l'hardware principale, cosa rientri nella categoria delle periferiche e come siano correlate tra loro.Che tu voglia comprendere meglio il tuo PC o che tu stia pensando di costruirne uno da zero.

Cos'è l'hardware e come è stato tradizionalmente organizzato

Quando parliamo di hardware, ci riferiamo a tutte le parti fisiche del computer: schede, chip, cavi, case, schermo, tastiera, ecc. Cioè, tutto ciò che può essere toccato. Al contrario, c'è il software, che comprende sistemi operativi, programmi, dati e, in generale, la parte logica e immateriale.

Storicamente, l'elettronica dei computer si è evoluta attraverso generazioni tecnologiche. Inizialmente lavorarono con i tubi a vuoto, poi con i transistor e infine con i circuiti integrati.Ogni balzo in avanti ha permesso di realizzare macchine più veloci, più piccole e più economiche. Oggi parliamo di integrazione su larga scala (VLSI) e di microprocessori in grado di concentrare su un singolo chip ciò che prima occupava intere schede elettroniche.

Da un punto di vista pratico, di solito si fa una distinzione tra hardware principale (gli elementi essenziali per il funzionamento del computer) e hardware complementare, che aggiunge funzioni extra ma non è strettamente necessario. All'interno di questo hardware principale, troviamo sempre quattro blocchi principali: input, elaborazione, memoria e output/archiviazione dei dati.

Componenti interni di base di un computer

All'interno della scatola sono nascosti i componenti che contano davvero. Se manca uno degli elementi chiave, il sistema semplicemente non sarà utilizzabile. (anche se a volte si accende e visualizza solo errori).

La CPU o processore: il cervello del sistema

L'unità di elaborazione centrale (CPU) è il componente responsabile di interpretare ed eseguire le istruzioni del programmaTutto ciò che fai sul tuo PC, dall'apertura di un browser al gioco o alla modifica di un video, finisce per passare attraverso la CPU sotto forma di operazioni aritmetiche, logiche e di controllo.

Un processore moderno è costituito da uno o più core e ogni core può gestire più thread di esecuzione. Più core e thread ha, più alta è la frequenza operativa (GHz), più attività può gestire simultaneamente e più velocemente le completa.Tuttavia, ciò rientra sempre nei limiti imposti dal resto dell'hardware.

In un PC desktop, il microprocessore è installato in uno specifico socket sulla scheda madre, che chiamiamo socket. Un dissipatore di calore e solitamente una o più ventole sono posizionati sulla parte superiore del processore.perché l'energia consumata viene convertita in calore e, se non dissipata, può danneggiare il chip o causare l'arresto del sistema per proteggersi.

Sebbene di solito pensiamo alla CPU solo all'interno del computer, I microprocessori sono presenti in un numero enorme di dispositiviTelefoni cellulari, televisori, automobili, elettrodomestici, console di gioco, ecc. Nell'ambiente PC, i produttori più noti sono Intel e AMD; se non sei sicuro tra portatile e desktopÈ necessario tenere conto di fattori quali mobilità, potenza e raffreddamento. Nei telefoni cellulari e nei dispositivi a basso consumo, i design basati su ARM, distribuiti da aziende come Qualcomm, MediaTek, Samsung e NVIDIA, sono dominanti.

Motherboard: il grande punto d'incontro

La scheda madre (chiamata anche mainboard) è la grande circuito stampato dove tutti gli altri componenti sono collegati e comunicanoOspita il socket della CPU, i banchi di memoria RAM, gli slot di espansione (PCIe), i connettori di archiviazione, le porte posteriori (USB, rete, audio, video) e gran parte dell'elettronica di controllo.

La scheda integra un set di chip noti come chipset del computer, che Controlla la comunicazione tra CPU, RAM, storage e schede di espansione.Questo chipset, insieme al socket fisico del processore, determina quali modelli di CPU e quale tipo di memoria sono compatibili con ciascuna scheda madre.

Oltre a fungere da “scheletro” fisico, la scheda madre è responsabile di distribuire l'energia che proviene dalla fonte di alimentazioneViene utilizzato per cronometrare e sincronizzare le comunicazioni e per monitorare aspetti come temperature e tensioni. La configurazione hardware di base viene eseguita tramite firmware, noto come BIOS o UEFI, che viene eseguito prima del caricamento del sistema operativo.

Nel corso degli anni, molte funzioni che prima richiedevano schede dedicate (audio, rete, video di base) sono state integrate nella scheda madre stessa o direttamente nel processore. La tendenza attuale è quella di raggruppare sempre più elementi su un singolo chip, noto come SoC (System on a Chip)., molto tipico nei telefoni cellulari e nei mini PC.

Memoria RAM: lo spazio di lavoro della CPU

La RAM (Random Access Memory) è ciò che il computer utilizza per memorizzare temporaneamente i dati e i programmi che la CPU sta utilizzando in quel momento.La sua caratteristica principale è quella di consentire l'accesso a qualsiasi posizione con lo stesso tempo di attesa, senza dover procedere in ordine, cosa essenziale per seguire il flusso di un programma moderno.

Si tratta di una memoria volatile, il che significa che Perde tutte le informazioni non appena l'alimentazione viene interrotta.Pertanto, anche se spegni il PC, il sistema operativo e i tuoi file rimangono al sicuro sull'unità di archiviazione e non nella RAM.

In pratica, la memoria si presenta sotto forma di moduli (DIMM per i desktop e SO-DIMM per i laptop) che vengono inseriti negli slot della scheda madre. Ogni modulo contiene diversi chip di memoria DRAMorganizzati per offrire capacità che oggigiorno variano tipicamente da pochi gigabyte a 32 GB o più per modulo nei computer domestici.

Le tecnologie RAM si sono evolute: SDR, DDR, DDR2, DDR3, DDR4 e la più recente DDR5, che offre frequenze più elevate, maggiore larghezza di banda e minore consumo energeticoNella scelta sono importanti sia la capacità totale (per poter avere molte applicazioni aperte) sia la velocità effettiva (MHz e latenze) in modo che il processore non debba attendere troppo a lungo i dati; se il computer è lento, consultare Perché il mio computer è lento?.

Esistono anche memorie specializzate, come la SRAM (utilizzata come cache per la sua enorme velocità), la NVRAM (non volatile, tipica della memoria flash) o la VRAM, Memoria dedicata nelle schede grafiche che consente di gestire texture e frame video senza sovraccaricare la RAM principale.

Storage: dove risiedono i tuoi dati

Poiché la RAM viene cancellata quando il sistema viene spento, necessita di un posto dove per salvare in modo permanente il sistema operativo, i programmi e i file utenteÈ qui che entrano in gioco i dispositivi di archiviazione: hard disk (HDD) e unità a stato solido (SSD); se hai bisogno di recuperare dati importanti, ecco una guida su come farlo. Come recuperare i file da un disco rigido.

Un HDD classico utilizza piatti magnetici rotanti e una testina che legge o scrive i datiSono relativamente economici e offrono molta capacità (diversi terabyte) a un buon prezzo, ma la loro velocità è limitata dalla meccanica interna.

Gli SSD, invece, utilizzano chip di memoria flash, senza parti mobili. Ciò consente loro di accedere ai dati molto più velocemente, con un consumo energetico inferiore e una maggiore resistenza agli urti.All'interno della categoria SSD troviamo modelli SATA (limitati dall'interfaccia ereditata dai dischi rigidi) e unità NVMe che si collegano tramite PCIe, solitamente in formato M.2, e che raggiungono velocità impressionanti; se state pensando di aggiornare il vostro computer, questa guida vi sarà d'aiuto. sostituire un disco rigido con un SSD Può essere utile.

Molti computer moderni combinano un SSD per il sistema operativo e i programmi principali con un HDD ad alta capacità per file di dati di grandi dimensioni (video, backup, librerie di giochi). I dispositivi esterni, come le unità USB o le schede SD, fungono da spazio di archiviazione aggiuntivo o di backup.ma di solito sono considerati periferiche e non componenti strettamente interni.

Scheda grafica o GPU: potenza visiva

La scheda grafica è il componente responsabile di generare le immagini che vedi sullo schermoLa sua missione è quella di liberare la CPU dai calcoli massicci necessari per il rendering della grafica 2D e 3D, particolarmente importanti nei videogiochi, nella progettazione, nell'editing video o nelle applicazioni di calcolo in virgola mobile.

All'interno della scheda troviamo la GPU (Graphics Processing Unit), che lavora in modo molto parallelo, con migliaia di singoli core. Questa struttura rende la GPU estremamente efficiente per determinati compiti matematici....al punto che oggi viene utilizzato per applicazioni non grafiche (GPGPU), come l'intelligenza artificiale, il mining di criptovalute o le simulazioni scientifiche; se il tuo obiettivo è giocare, consulta un Guida alla scelta di un PC da gaming bilanciato.

Esistono due tipi principali di soluzioni grafiche. Da un lato, ci sono le schede grafiche dedicate, con le loro la sua memoria VRAM e prestazioni di gran lunga superioriEsistono invece le GPU integrate nel processore o nella scheda madre (iGPU o IGP), che condividono la RAM di sistema e sono sufficienti per l'uso in ufficio, la navigazione, i video e i giochi leggeri.

La scheda grafica offre anche porte di uscita video (HDMI, DisplayPort, DVI, ecc.), che consentono collegare uno o più monitor, proiettori o televisoriSe il computer non dispone di alcuna soluzione grafica, non sarà possibile visualizzare un'immagine e non sarà possibile interagire con il sistema nel modo convenzionale.

Fonte di energia: il cuore elettrico

L'unità di alimentazione (PSU) è responsabile di per ricevere corrente alternata dalla rete elettrica e trasformarla in corrente continua stabile. con le tensioni necessarie alla scheda madre, alla CPU, alla GPU, alle unità di archiviazione e al resto dei componenti.

Nei computer desktop, solitamente è montato all'interno del case stesso, mentre nei laptop e nei mini PC, gran parte della conversione avviene tramite un adattatore esterno. La sua potenza si misura in watt (W) e deve essere sufficiente a coprire il consumo massimo di tutti i componenti, lasciando un certo margine di sicurezza e possibili espansioni future.

Per valutare la qualità di un alimentatore, esiste la certificazione 80 Plus, che ne misura l'efficienza energetica. Secondo lo standard, un alimentatore deve utilizzare almeno l'80% dell'energia prelevata dalla retee le categorie (Bianco, Bronzo, Argento, Oro, Platino, Titanio) indicano livelli crescenti di efficienza.

Una fonte più efficiente non solo utilizza meno elettricità per la stessa potenza utile, ma anche Genera meno calore e solitamente ha una durata maggiore.Inoltre, molti alimentatori moderni sono modulari, consentendo di collegare solo i cavi necessari e di migliorare il flusso d'aria all'interno del case.

Sistema di raffreddamento: mantenere le temperature sotto controllo

Quando i componenti sono in funzione, consumano energia e generano calore. Se questa temperatura non viene controllata, Le prestazioni calano, la durata dei componenti si riduce e il computer potrebbe addirittura spegnersi inaspettatamente. per prevenire danni. Ecco perché il sistema di raffreddamento è una parte essenziale dell'hardware.

In un tipico PC troviamo una combinazione di elementi: ventole nel case per creare un flusso d'aria, dissipatori di calore in alluminio o rame sulla CPU e talvolta sulla GPU e sul chipset, e in molti casi soluzioni più avanzate come il raffreddamento a liquido all-in-one (AIO) o circuiti personalizzati. Se vuoi scoprire perché la tua apparecchiatura si surriscalda, questo articolo ti spiega perché. se il tuo computer si surriscalda.

I ventilatori possono essere progettati per spostare grandi volumi d'aria o per generare un'elevata pressione statica, fondamentale quando devono spingere l'aria attraverso radiatori o griglie dense. È importante che l'orientamento delle ventole crei un flusso d'aria costante (ingresso aria fredda dalla parte anteriore o inferiore e uscita aria calda dalla parte posteriore o superiore) per evitare vortici di aria calda.

Il raffreddamento a liquido utilizza un blocco posizionato sopra il processore, una pompa che sposta il liquido e un radiatore in cui il calore viene dissipato tramite ventole. Offre temperature molto buone ed è solitamente più silenzioso sotto carichi pesantiRichiede però maggiore cura durante il montaggio e una certa manutenzione nel tempo.

Case o chassis: molto più di “torre”

Il case del computer è l'elemento che Contiene e protegge tutti i componenti interni.Anche se a volte viene visto solo come "l'involucro", in realtà svolge un ruolo fondamentale nel raffreddamento, nel rumore, nella facilità di montaggio e nella possibilità di future espansioni.

Esistono diversi formati di case (ATX, micro-ATX, mini-ITX, EATX…) associati alle dimensioni della scheda madre che supportano. Più grande è il case, più spazio offre per aggiungere unità, schede di espansione, ventole o radiatori di raffreddamento a liquido.e di solito è più comodo lavorare al suo interno.

Molte torri moderne sono dotate di filtri antipolvere, aree separate per l'alimentazione elettrica, finestre laterali in vetro e sistemi di gestione dei cavi. L'estetica (RGB, strisce luminose, ventole illuminate) è puramente opzionale. E, sebbene non influisca sulle prestazioni, può aumentare il costo complessivo.

Componenti interni aggiuntivi e schede di espansione

Una volta coperti gli elementi di base, la scheda madre consente di aggiungere schede di espansione per espandere capacità specifiche tramite slot PCI Express o altri connettori.

Scheda audio

In quasi tutti i PC attuali, l'audio di base è integrato nella scheda madre stessa tramite un chip audio. Questo componente è responsabile della conversione delle informazioni digitali in segnali analogici. che può essere riprodotto tramite altoparlanti o cuffie, e anche per digitalizzare il suono che arriva tramite un microfono o altre fonti.

Per la maggior parte degli utenti, il suono integrato è sufficiente, ma coloro che cercano sistemi audio surround avanzati di qualità superiore o usi professionali (Studi di registrazione, produzione musicale) possono utilizzare schede audio interne dedicate o interfacce esterne con convertitori migliori e meno rumore.

Scheda di rete e altre opzioni di connettività

La connessione di rete è solitamente integrata anche nella scheda madre, in genere sotto forma di Controller Ethernet con connettore RJ-45 per cavi di reteAnche i computer portatili e molti computer desktop moderni includono un modulo Wi-Fi e Bluetooth.

Se il dispositivo non ha il Wi-Fi e ne hai bisogno, È possibile aggiungere una scheda di rete PCIe o un semplice adattatore USB Compatibile con gli standard wireless attuali. Allo stesso modo, ci sono schede che aggiungono porte USB-C extra o addirittura più corsie PCIe per il montaggio di più unità NVMe M.2.

Schede di acquisizione video, sintonizzatori TV e altri extra

L'ecosistema delle schede PCIe è molto ampio. Esistono schede di acquisizione che Consentono di ricevere video da un'altra console, PC o dispositivo. per registrarlo o trasmetterlo in diretta su piattaforme come Twitch o YouTube.

Esistono anche schede sintonizzatrici per la televisione digitale che, se collegate ad un'antenna, Ti permettono di guardare e registrare i canali DTT direttamente sul tuo computerQuesta funzionalità è utile nei luoghi in cui l'accesso a Internet è limitato.

Periferiche: tutto ciò che circonda il computer

Le periferiche sono i dispositivi che consentono al computer di per comunicare con il mondo esterno, sia ricevendo informazioni sia mostrandoleSebbene molti siano considerati accessori, senza alcuni di essi il normale utilizzo del PC sarebbe impossibile.

Periferiche di ingresso

Una periferica di input è quella che Viene utilizzato per immettere dati, comandi o segnali nel sistemaL'esempio classico è la tastiera, che consente di digitare testo e di controllare le scorciatoie delle funzioni.

Un altro dispositivo essenziale è il mouse: Permette di spostare il cursore sullo schermo, selezionare elementi ed eseguire azioni cliccando.Nei computer portatili, solitamente viene sostituito da un touchpad, anche se è sempre possibile collegare un mouse esterno se è più comodo.

Oltre a questi, esistono molti altri dispositivi di input: scanner, lettori di codici a barre e QR code, webcam e fotocamere digitali, microfoni, sensori di impronte digitali, ecc. Tutti catturano informazioni dall'ambiente e le trasformano in dati che il computer può elaborare..

periferiche di uscita

Le periferiche di uscita svolgono la funzione opposta: mostrare all'utente il risultato dell'elaborazione del computerIl monitor è il più ovvio, responsabile della rappresentazione grafica di tutto ciò che accade nel sistema.

Le stampanti convertono i documenti digitali in copie fisiche su carta, mentre gli altoparlanti e le cuffie Trasformano i segnali audio elettrici in suonoEsistono anche dispositivi di output più specializzati, come display industriali, pannelli informativi a LED o videoproiettori per grandi aree.

Alcune periferiche combinano funzioni di output con scopi più specifici, come le stampanti braille o le stampanti 3D, che Materializzano le informazioni digitali in oggetti fisici. per scopi educativi, industriali o medici.

Periferiche miste o di input/output

Un singolo dispositivo può essere utilizzato sia per ricevere che per inviare dati. In tal caso, stiamo parlando di periferiche miste o di input/outputL'esempio più chiaro è qualsiasi dispositivo di archiviazione rimovibile: dischi rigidi esterni, unità flash USB, schede SD, SSD portatili, ecc.

I dati vengono letti in essi (input al sistema) e nuovi file vengono scritti in essi (output dal sistema al dispositivo). Qualcosa di simile accade con schede di rete, modem o schede di acquisizione video, che gestiscono le informazioni in entrambe le direzioni.

I touchscreen combinano perfettamente queste due funzioni, poiché Visualizzano l'interfaccia utente e, allo stesso tempo, rilevano tocchi e gesti. che vengono interpretati come comandi di input, sostituendo il mouse e, in parte, la tastiera.

periferiche di comunicazione

All'interno delle periferiche miste, ha senso separare una categoria specifica: le periferiche di comunicazione. La loro funzione principale è collegare il computer ad altri computer o retiCiò include schede di rete, punti di accesso Wi-Fi, switch, router, modem e tutti i tipi di adattatori wireless (Bluetooth, infrarossi, Wi-Fi di diversi standard).

Questi dispositivi consentono di condividere file, accedere a Internet, stampare su una rete o sincronizzare più sistemi per farli lavorare insiemeNegli ambienti professionali, la corretta configurazione di questi elementi è fondamentale tanto quanto quella della CPU o della RAM stessa.

Equilibrio tra componenti, consumi e prestazioni

Capire i singoli pezzi va bene, ma ciò che fa davvero la differenza è il equilibrio tra tutti i componentiUna scheda grafica di fascia alta è di scarsa utilità se la CPU non è in grado di fornirle dati, oppure un processore molto potente ha poca RAM.

Quando si assembla o si aggiorna un PC, è importante considerare diversi aspetti: compatibilità fisica (formati della scheda madre, tipi di memoria, spazio del case), compatibilità logica (supporto BIOS e chipset per determinati processori o SSD) e consumo elettrico totale dell'apparecchiaturaUn alimentatore sottodimensionato può causare blackout, instabilità e persino guasti.

Per stimare la potenza richiesta, si può usare Calcolatori del consumo energetico dell'alimentatore In alternativa, è possibile sommare manualmente i TDP approssimativi del processore, della scheda grafica e degli altri componenti. È consigliabile prevedere un margine di manovra aggiuntivo e tenere presente che funzionalità come l'overclocking o l'illuminazione RGB aumentano leggermente il consumo energetico.

Anche un corretto raffreddamento è parte di questo equilibrio. È essenziale un sistema con un buon flusso d'aria e componenti che funzionino entro il loro intervallo di temperatura ideale. Avrà prestazioni migliori, sarà più silenzioso e durerà più a lungo. rispetto a un altro scarsamente ventilato, anche se ha componenti teoricamente più potenti. Se si rileva una disconnessione tra i componenti, verificare la possibile colli di bottiglia del PC.

Tutti questi elementi, dalla CPU alla scheda madre fino all'ultima periferica, formano un ecosistema in cui ogni parte contribuisce con il suo contributo. Quando si scelgono i componenti giusti, si rispettano i requisiti di compatibilità e si dimensionano correttamente i sistemi di alimentazione e raffreddamentoOttieni un computer stabile e veloce, pronto per il lavoro quotidiano e per affrontare senza problemi nuove attività ed espansioni.