Cos’è una CPU? Da quasi 70 anni il mondo si regge sul lavoro di queste unità di controllo centrale, che possiamo considerare il cervello dei milioni di calcolatori ormai presenti praticamente ovunque.

Chiaramente ci sono state evoluzioni enormi in questi decenni, sintetizzate efficacemente dal noto aneddoto “l’intera potenza di calcolo di tutti i computer della sala controllo della Nasa durante le missioni Apollo (sommati tra loro) è oggi presente in una normale lavatrice”, ma c’è anche da dire che il concetto rimane più o meno lo stesso: la CPU fa i calcoli, esegue delle operazioni, legge e scrive su una memoria, seguendo i dettami dell’architettura con cui è stata ideata.

È la velocità con cui questi calcoli vengono eseguiti ad aver fatto passi da gigante: secondo la legge di Moore, formulata nel 1965 e rimasta valida fino ai giorni nostri, il numero di transistor ha continuato a raddoppiare ogni circa 18 mesi, il che si traduce in calcolatori 1000 volte più potenti di quelli prodotti 15 anni prima e 1.000.000 di volte più prestanti rispetto a 3 decenni prima.

Questo fino ad oggi.

La legge di Moore ha sempre avuto sostanzialmente due problemi intrinseci: il primo è che si tratta di una “teoria che si autoadempie”, ovvero di una formulazione ideata dalle stesse persone che possono effettivamente realizzarla e che quindi suona più come un obiettivo industriale che come una legge scientifica inviolabile. Sono in molti a sostenere che, di fatto, le aziende produttrici avrebbero potuto fare meglio (o peggio) in certi periodi, ma che gli sforzi e gli investimenti siano stati indirizzati al fine di accelerare o frenare artificialmente questa crescita in modo da rispettare questa tabella di marcia autoimposta. Il che, in realtà, non sarebbe un problema: nella pratica si è cercato di rendere lineare e gestibile un progresso che rischiava di andare per balzi, in modo da mantenere costanti le vendite e il ricambio di computer, senza mai stravolgere il mercato.

Questo finché è stato possibile: negli ultimi anni abbiamo assistito ad un rallentamento generale di questo progresso, dovuto a dei limiti fisici invalicabili, ovvero il secondo grande problema della legge di Moore: la crescita infinita del numero di transistor non può esistere per sempre.

Fino ad oggi la soluzione è stata quella di produrre transistor più piccoli: non potendo aumentare le dimensioni delle CPU per una serie di limiti fisici (e per non produrre telefonini e portatili da 20 kg) la gara si è concentrata sullo scoprire e brevettare processi produttivi sempre più piccoli. Negli ultimi anni sono stati superati i traguardi dei 16, poi dei 10, poi dei 7 ed ora dei 5 nanometri: negli ultimi iPhone i singoli transistor sono più piccoli di 5 milionesimi di millimetro, ovvero 1000 volte più sottili della membrana cellulare, la parete delle nostre cellule. Già con questo esempio risulta piuttosto chiaro che proseguire oltre sarà sempre più difficile, se non addirittura impossibile molto presto.

A meno di non cambiare strategia. Ed è qui che entrano in gioco i SoC.

SoC sta per “System on Chip” ed è sostanzialmente una CPU ma in formato coltellino svizzero: sul Chip non alloggiano più solo i transistor che eseguono i calcoli, ma trovano spazio anche tutta una serie di altre unità, sia di memoria, sia dedicate a compiti specifici di diversi tipi, dalla codifica di informazioni, alla regolazione di alcuni parametri dedicati. Insomma, invece di un grande mucchio di transistor tutti uguali ci sono una serie di gruppi più piccoli e molto specializzati nell’eseguire un particolare compito in modo estremamente veloce ed efficiente. Grazie a software molto complessi scritti appositamente, questi sistemi sono in grado di offrire prestazioni in grado di surclassare una tradizionale CPU, vantando allo stesso tempo dimensioni e i consumi energetici molto ridotti.

Questo ha permesso, alla fine dello scorso decennio, l’avvento degli smartphone e di altri gadget a batteria molto piccoli, come gli smartwatch.

Nel frattempo, però, nel mondo dei PC fissi e portatili le cose sono rimaste invariate, prima di tutto perché i primi SoC erano sì dei mostri di efficienza, ma non ancora abbastanza competitivi da poter “gareggiare” con delle CPU di fascia alta, e soprattutto perché la marcia in più dei SoC sta nel software dedicato e cucito su misura, il che vorrebbe dire riscrivere tutti i sistemi operativi e i programmi da capo, una missione quasi impossibile.

In quel “quasi” ci si è infilata la Apple un paio di anni fa, con una grande scommessa: riadattare il proprio sistema operativo e affrontare un complicato periodo di transizione in cui alcuni programmi vengono riscritti, altri vengono tradotti con degli stratagemmi che ne garantiscano la compatibilità e in generale tutti quanti cerchino di stare in equilibrio tenendo il piede in due scarpe. Questo ovviamente in vista del premio finale, che già sembra a portata di mano: una nuova generazione di computer, dai consumi estremamente ridotti e dalle prestazioni fulminee.

Vedremo nei prossimi anni in che direzione andrà il mercato e se questa scommessa sarà davvero ripagata dai clienti, ma già da ora il mio consiglio è: tenete d’occhio i SoC!