Microchip: cosa sono e perché, oggi, se ne parla tanto

Microchip: cosa sono e perché, oggi, se ne parla tanto. Una preziosa guida pratica sviluppata in collaborazione con Intel e TD SYNNEX

I microchip sono puntualmente citati nelle cronache anche in contesti tipicamente non riconducibili all’immaginario tecnologico, rispetto al quale vanno ben oltre.

La loro cruciale importanza nell’ambito della costruzione dei dispositivi informatici li rende infatti un elemento chiave nella sfida geopolitica, quali asset strategici sia per le imprese che per le nazioni, sempre più impegnate nella sfida globale.

I microchip continuano a costituire una tecnologica molto costosa e complessa da produrre, ma il loro impiego è vitale nei processori che costituiscono il cuore dei nostri PC e dei nostri server, sempre più performanti e sempre più attenti ai consumi energetici, seguendo quei criteri di sostenibilità che costituiscono oggi un driver indispensabile per l’innovazione in ambito aziendale.

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Il mercato globale dei microchip vale circa 555,8 miliardi di dollari (fonte Statista, 2021) e secondo le stime della SIA (Semiconductor Industry Association) tale valore è destinato a lievitare fino a 602 miliardi di dollari entro la fine dell’anno in corso.

Per quanto riguarda il market share (fonte Statista), i principali utilizzi dei microchip coinvolgono i dispositivi informatici (computer e server) 31,5%, i device per la comunicazione mobile (smartphone e tablet) 30,7%, l’automotive 12,4%, i dispositivi domotici 12,3% e i sistemi industriali 12%.

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Microchip: cos’è e quali sono le principali categorie

Il microchip è un’unità di un circuito integrato realizzato in materiale semiconduttore, come il silicio. È composto da componenti elettronici come i transistor e i resistori, che collegano tra loro i componenti del circuito regolando il flusso dei segnali elettrici che li caratterizzano.

I componenti che caratterizzano i microchip sono caratterizzati da processi produttivi a dimensioni molto ridotte, nell’ordine dei nanometri. Tale approccio rappresenta una costante sfida alla fisica dei materiali e consente di ottenere una densità di componenti molto elevata.

Oggi è possibile fabbricare microchip dotati di molti miliardi di transistor, nel contesto di una filiera produttiva incredibilmente complessa, che tra design, packaging e manifattura arriva ormai a comprendere oltre 1000 step differenti, impiegando molte decine di materiali diversi durante i processi di lavorazione.

Non è certo un mistero che la produzione di microchip a livello globale sia concentrata nelle mani di pochi brand, tra cui il colosso taiwanese TMSC, attorno a cui ruota un grande ecosistema di realtà, che spazia dai centri di ricerca, alle aziende che costruiscono i macchinari per realizzarli e alle fonderie altamente specializzate necessarie per la fabbricazione su larga scala.

Nel 2020 una serie di eventi convergenti ha creato un fenomeno di chip shortage a livello globale, da cui i produttori sono riusciti a riemergere soltanto dopo molti mesi. Le restrizioni legate alla pandemia Covid-19 hanno compromesso i livelli produttivi previsti per soddisfare una domanda in esponenziale ascesa, a causa della forte accelerazione digitale previsti in varie industrie, in particolar modo da quella automotive, dove la fabbricazione dei veicoli moderni prevede l’impiego di un numero elevatissimo di microchip, anche ad elevata specializzazione. Alcuni brand hanno addirittura deciso di semplificare alcuni componenti del prodotto per ridurre l’impatto complessivo dei microchip e accelerare la produzione, dal momento che le liste di attesa per l’approvvigionamento prevedevano ormai moltissimi mesi.

La pandemia ha messo pienamente la scarsa resilienza di un sistema globalizzato che vede tuttora la maggior parte dei microprocessori prodotta nel sud-est asiatico. Tale evidenza ha incoraggiato gli Stati Uniti a promuovere il Chip Act, con importanti incentivi per agevolare la costruzione di nuove fabbriche per la produzione di microchip, un esempio successivamente seguito anche all’Unione Europea. In questo contesto Intel ha avviato la progettazione e la realizzazione di importanti Giga Factory in tutto il mondo, per potenziare la produzione dei processori correnti e supportare la fabbricazione delle unità di prossima generazione, attese nei prossimi anni.

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Le principali categorie di microchip: unità logiche e memorie

Come accennato in sede di premessa, i microchip costituiscono il cuore pulsante di tutta l’industria elettronica. Nell’ambito dei dispositivi informatici è possibile ricondurre i microchip a due principali categorie: microchip logici (logic) e memorie (memory), a loro volta integrabili nelle architetture dei sistemi desktop e notebook basati su processori x86, o in architetture come i sistem-on-a-chip (SoC), tipiche dei dispositivi mobile / wearable. Vanno inoltre citati gli application specific integrated circuit (ASIC), tipiche dei sistemi ad elevata specializzazione utilizzati in ambito medicale, automotive, ecc.

Microchip logici

Si occupano delle fasi principali del lavoro, elaborando le istruzioni e i dati che transitano dal dispositivo attraverso i suoi processori, tra cui la celebre CPU (central processing unit), che rappresenta ad oggi la tipologia di microchip logico più diffusa.

Negli ultimi anni, a fronte di una maggior quantità e varietà di informazioni da elaborare, si sono diffusi microchip logici specializzati, come la GPU (graphics processing unit) che si occupa delle applicazioni grafiche, o la NPU (neural processing unit) chiamata a sgravare la CPU e la GPU stessa dai task brevi e frequenti relativi ai carichi di lavoro basati sull’intelligenza artificiale e il machine learning.

Memorie

Si occupano di memorizzare i dati sul dispositivo informatico, in maniera volatile, come nel caso delle memorie RAM o non volatile, come nel caso delle memorie flash (es. storage NAND, ecc.), capaci di mantenere le informazioni anche quando viene cessato il funzionamento del sistema.

AI chip: il futuro dei microprocessori nel segno dell’intelligenza artificiale

I chip tradizionali sono stati recentemente affiancati da una nuova definizione: gli AI chip, dei microprocessori appositamente progettati per supportare i carichi di lavoro basati sull’intelligenza artificiale. Per i sistemi basati su AI chip si prevede un sensibile incremento della domanda del mercato PC nei prossimi anni, anche a fronte delle crescenti esigenze computazionali richieste dalle generative AI che prevedono in particolar modo l’elaborazione in locale (AI privata).

Secondo Gartner, il volume d’affari legato alle vendite di AI PC sarebbe destinato ad aumentare da 53 miliardi di dollari del 2023 ai 119 miliardi di dollari entro la fine del 2027.

L’elevata specializzazione per le applicazioni di intelligenza artificiale rappresenta dunque un trend molto significativo nella R&D e nella produzione dei microchip, ai fini di soddisfare le enormi richieste che provengono sia dai mercati consumer che dalle applicazioni enterprise.

Mai come in questo particolare periodo storico, le aziende possono cogliere un’occasione unica per risolvere sia le esigenze legate al calcolo delle loro applicazioni AI che rinnovare il proprio parco macchine nell’ottica di un aggiornamento a Windows 11, anche in vista delle end-of-life delle precedenti versioni, indifferibilmente prevista entro il 2025.

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Passare ai nuovi notebook Windows 11 con i processori Intel Core 14th gen: potenza ed efficienza energetica per tutte le applicazioni

I notebook Windows 11 di ultima generazione consentono di soddisfare praticamente qualsiasi esigenza operativa richiesta ad un sistema PC, senza compromessi in termini di performance, a fronte di consumi energetici mai così limitati, a garanzia di una lunga autonomia in termini di utilizzo, sia a livello personale che nell’impiego di applicazioni aziendali.

A partire dal 2024, Intel ha ampliato il proprio supporto agli AI PC notebook Windows 11 grazie a due categorie di processori: Intel 14th-gen Core HX, basati su un’evoluzione dell’architettura Raptor Lake, perfetto per la produttività generale, e il top di gamma Intel 14th-gen Core Ultra (Meteor Lake) pensato per chi vuole il massimo nelle applicazioni AI. (scopri tutti i dettagli sui nuovi processori Intel 14th-gen, qui la guida completa)

La differenza tra Core HX e Core Ultra risiede infatti nell’approccio architetturale.

I processori Intel 14th-gen Core HX presentano un approccio tradizionale, con un Thread Director che indirizza le attività ai core più veloci e, quando necessario, ai core più efficienti a livello di consumi, per garantire al sistema il miglior compromesso possibile in termini di consumi/prestazioni. Tale prospettiva li rende perfetti per un utilizzo generalista ad alte prestazioni.

I processori Intel 14th-gen Core Ultra, ribaltano in un certo senso tale prospettiva, grazie al processore E-core a basso consumo, verso cui il Thread Director indirizza i task, riservando i più potenti Core P quando vengono richieste prestazioni più elevate. La linea Core Ultra è AI PC native, in quanto presenta una specifica NPU (neural processing unit), pensata per ottimizzare le performance in Windows 11, supportando tutte le applicazioni AI e il nuovo assistente AI Microsoft Copilot.

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Intel vPro: la piattaforma business ideale per i notebook aziendali

I processori moderni non sono soltanto unità di calcolo, ma consentono di implementare già a livello hardware le più importanti funzioni richieste ad un PC in ambito aziendale, come dimostra la tecnologia Intel vPro.

I processori Intel 14th-gen supportano ufficialmente la piattaforma Intel vPro, progettata nello specifico per tutte le esigenze IT delle aziende, con soluzioni tecnologiche pienamente scalabili e capaci di soddisfare qualsiasi dimensione di business.

Intel vPro consente ai notebook Windows 11 basati sull’architettura di Intel di disporre di funzionalità a livello hardware capaci di assicurare:

• Pieno supporto alle più innovative tecnologie basate sulla AI, attraverso funzioni specifiche e hardware dotato di CPU, GPU e NPU.
• Sicurezza nativa, con la protezione multistrato della tecnologia Intel Hardware Shield
• Gestibilità, con la gestione da remoto della flotta PC attraverso la tecnologia Intel AMT (Active Management Technology)
• Performance e sostenibilità, grazie ai nuovi processori Intel 14th-gen, progettati e realizzati per garantire il maggior livello prestazioni/consumi attualmente disponibile.

Secondo uno studio pubblicato da Forrester Consulting, grazie all’implementazione della piattaforma Intel vPro:

• Il 92% dei professionisti IT ritiene i PC da essi gestiti più sicuri rispetto a prima
• Il 74% dei professionisti IT ha notato una tangibile riduzione legata ai costi di gestione della flotta PC
• Il 91% dei professionisti IT ha notato un generale incremento delle performance sui notebook rispetto ai sistemi utilizzati in precedenza.

Intel vPro, oltre a garantire i più elevati standard disponibili in fatto di performance e sicurezza, offre un valore aggiunto molto importante quando si tratta di gestire una flotta di notebook.

Oggi le aziende distribuiscono soluzioni laptop basate su Windows 11 per supportare le più moderne pipeline basate sul lavoro ibrido, assicurando ai propri dipendenti la capacità di essere operativi “everytime, everywhere”, in qualsiasi momento, in qualsiasi luogo.

Questo nuovo paradigma organizzativo ha rivoluzionato il lavoro dei sistemisti IT, oggi impegnati a configurare e assistere i worker aziendali da remoto, in tutte le fasi operative.

La tecnologia AMT di Intel vPro consente di gestire i notebook basati su Windows 11 con le seguenti funzioni fondamentali:

• Risolvere da remoto problematiche legate a driver, sistemi operativi e applicazioni, anche su macchine bloccate
• Rilevare lo stato di funzionamento tutti i notebook connessi alla rete, indipendentemente dal fatto che siano accesi o meno e a prescindere dalla tipologia di connettività di cui sono dotati
• Automatizzare le procedure di patch management e aggiornamento software dell’intera flotta PC
• Ridurre i downtime operativi grazie a funzioni che consentono di eseguire la manutenzione con un basso livello di priorità, utilizzando le risorse computazionali non impiegate da altri carichi di lavoro, o durante le ore di inattività del dispositivo.