Cos'è l'hardware?

Gli elementi principali includono l’unità di elaborazione centrale (CPU), la memoria ad accesso casuale (RAM), le storage (ad esempio, hard-disk drive, solid-state drive) e la scheda di sistema che le collega. Gli utenti interagiscono con i computer tramite dispositivi di input come tastiere, mouse, touchscreen e scanner. I dispositivi di output, come monitor, stampanti e altoparlanti, forniscono informazioni all’utente. L’hardware di rete, inclusi router, switch e schede di interfaccia di rete (NIC), consentono la comunicazione del sistema.

A differenza dell’hardware, il software è costituito da programmi e istruzioni che indicano all’hardware quali attività eseguire. Mentre l’hardware è tangibile e svolge il lavoro fisico dell’informatica, il software è intangibile e fornisce la logica e i comandi che danno vita all’hardware.

Oggi, l’hardware dei computer si estende ben oltre i tradizionali computer desktop. Fornisce energia a tutto, dai server aziendali e dai data center cloud agli smartphone, ai veicoli connessi, ai dispositivi medici intelligenti e ad altre tecnologie IoT (Internet of Things). Questa diffusa integrazione dell’hardware informatico plasma il modo in cui operano le aziende e in cui le persone vivono, lavorano e rimangono connesse. Per le aziende, l’hardware è molto più di un “dietro le quinte”, è la spina dorsale delle operazioni, consente un flusso di dati efficiente e favorisce l’innovazione.

L'era dell'hardware informatico moderno è iniziata negli anni '40 con enormi mainframe utilizzati principalmente dai governi e dagli istituti di ricerca. Queste workstation erano costose e fisicamente enormi, limitandone l'uso ad ambienti specializzati. Gli anni '50 e '60 hanno portato progressi cruciali nei componenti elettronici, rendendo i computer più piccoli, più affidabili e più accessibili.

Negli anni '70 e '80, l'invenzione del microprocessore ha contribuito alla nascita di personal computer come il IBM PC, portando la potenza di calcolo ai singoli utenti e alle piccole imprese.

Gli anni '90 e i primi anni 2000 hanno visto una crescita esplosiva dell'hardware di rete e l'ascesa di Internet, trasformando il modo in cui le persone comunicano e il modo in cui operano le aziende. I data center e i server enterprise sono diventati un'infrastruttura IT essenziale, mentre i laptop e i dispositivi hardware portatili hanno reso l'informatica più accessibile e pratica.

Negli ultimi anni, il cloud computing ha ridotto la necessità di infrastrutture fisiche spostando lo storage e la potenza di calcolo verso i data center remoti. Tuttavia, questi cloud service dipendono ancora da hardware fisico massiccio e altamente specializzato. Allo stesso tempo, i dispositivi mobili, i sensori connessi e i sistemi integrati hanno reso l'informatica più personalizzata che mai.

Oggi, innovazioni come l'elaborazione ottimizzata per l'AI e l'edge computing stanno rimodellando il modo in cui le aziende analizzano i dati e forniscono insight. L'hardware continua a evolversi, diventando più potente, efficiente e perfettamente integrato nella vita quotidiana e nel lavoro. Il quantum computing rappresenta la prossima frontiera, introducendo architetture hardware fondamentalmente nuove in grado di risolvere problemi che vanno ben oltre la portata dei sistemi tradizionali.

L'hardware del computer è in genere suddiviso in componenti interni ed esterni. L'hardware interno si trova all'interno dell'involucro del computer e include componenti che gestiscono la potenza di elaborazione e le funzionalità di storage. L'hardware esterno è costituito da periferiche che si connettono al computer dall'esterno per supportare l'interazione ed espandere le prestazioni.

Tutti questi tipi di componenti hardware funzionano insieme sotto il controllo del sistema operativo (SO), il software principale che gestisce le risorse del computer e fornisce un'interfaccia per gli utenti.

• Unità centrale di elaborazione (CPU): la CPU è il cervello del computer, responsabile dell'esecuzione delle istruzioni e dell'esecuzione dei calcoli. Gestisce e coordina la maggior parte delle attività svolte dal computer. Le moderne CPU contengono miliardi di transistor microscopici, che fungono da interruttori elettronici per elaborare dati ed eseguire istruzioni a velocità incredibilmente elevate.

• Scheda di sistema: la scheda di sistema è il circuito principale che collega tutti i componenti interni del computer. Consente la comunicazione tra CPU, memoria, storage e altre parti hardware.

• Memoria ad accesso casuale (RAM): la memoria ad accesso casuale (RAM) contiene temporaneamente i dati attivamente utilizzati dalla CPU, consentendo un'esecuzione più rapida del programma.

• Unità di storage (HDD, SSD): le unità di storage vengono utilizzate per data storage a lungo termine, inclusi file e applicazioni. Esistono due tipi principali: hard disk drive (HDD) e solid-state drive (SSD). Gli HDD utilizzano dischi magnetici rotanti e sono in genere più lenti, ma offrono più storage a un costo inferiore. In alternativa, gli SSD utilizzano una memoria flash non volatile senza parti mobili per archiviare i dati, rendendoli più veloci, durevoli ed efficienti dal punto di vista energetico.

• Unità di elaborazione grafica (GPU):  l'unità di elaborazione grafica (GPU), spesso indicata come scheda grafica, è responsabile del rendering di immagini, video e grafica 3D. È particolarmente importante per i giochi, la progettazione grafica e le attività che coinvolgono il calcolo visivo. Le GPU sono disponibili in due forme: integrate (integrate nella CPU) e dedicate (una scheda grafica separata che offre prestazioni migliori).

• Unità di alimentazione (PSU): la PSU converte l'energia elettrica da una presa in energia utilizzabile per i componenti interni del computer, assicurando che ogni parte riceva la tensione e la corrente corrette.

• Sistemi di raffreddamento: i componenti di raffreddamento impediscono il surriscaldamento dell'hardware durante il funzionamento. Questi sistemi comprendono i dissipatori di calore, componenti metallici che allontanano il calore dai processori, e le ventole, che fanno circolare l'aria per dissipare il calore. I sistemi di raffreddamento a liquido utilizzano il fluido in circolazione per rimuovere il calore in modo più efficiente, l'ideale per i sistemi ad alte prestazioni.

• Schede di espansione: queste schede di circuito aggiuntive si inseriscono negli slot di espansione della scheda di sistema per aggiungere funzionalità. I tipi più comuni includono schede audio (per un audio avanzato), schede di interfaccia di rete (per reti cablate o wireless) e schede di acquisizione (per la registrazione di input video).

• Porte di input e output (I/O): le porte di input/output (I/O) consentono ai dispositivi esterni di collegarsi al computer per comunicare e trasferire dati. Le porte I/O comuni includono porte USB, HDMI, Ethernet e jack audio. Queste porte supportano un'ampia gamma di componenti esterni, da monitor e stampanti a storage e attrezzatura audio.

• Monitor: un monitor visualizza l'output visivo del computer, consentendo agli utenti di interagire con il software, visualizzare contenuti multimediali e monitorare l'attività del sistema.

• Tastiera: una tastiera consente agli utenti di inserire testo, numeri e comandi. La maggior parte include tasti funzione, tastierino numerico e combinazioni di scelte rapide per la navigazione del sistema.

• Mouse e touchpad: il mouse consente agli utenti di controllare il cursore e interagire con gli elementi sullo schermo puntando, facendo clic e scorrendo. Un touchpad svolge la stessa funzione sui laptop con una superficie piana che risponde ai movimenti delle dita.

• Stampante e scanner: una stampante produce copie fisiche di documenti digitali, mentre uno scanner digitalizza documenti fisici o immagini da modificare, memorizzare o condividere elettronicamente.

• Dispositivi di storage esterni: i dispositivi di storage esterni comprendono unità flash USB, schede SD, schede di memoria e SSD o HDD esterni. Molti di questi dispositivi, in particolare le unità USB, le schede SD e gli SSD esterni, utilizzano il flash storage per fornire opzioni portatili per il trasferimento, il backup o l'espansione della capacità dei file di un computer.

• Dispositivi audio: altoparlanti, cuffie e microfoni consentono l'output e l'input audio. Questi dispositivi vanno dalle opzioni integrate di base ai sistemi esterni ad alta fedeltà per esigenze audio specializzate.

• Attrezzatura di rete: router, modem e switch di rete collegano i computer alle reti locali e a Internet, facilitando lo scambio di dati tra dispositivi e servizi online.

• Webcam e fotocamere: questi dispositivi di input visivo acquisiscono immagini fisse e video per applicazioni di comunicazione, creazione di contenuti e sicurezza.

• Controller di gioco: dispositivi di input specializzati come gamepad, joystick e controller VR forniscono un controllo intuitivo per le app di gioco e simulazione.

L'hardware si riferisce ai componenti fisici di un sistema informatico che eseguono attività ed elaborano dati. Il software invece è costituito dai programmi informatici e dalle istruzioni che consentono all'hardware di eseguire operazioni specifiche. Mentre l'hardware fornisce le basi, il software definisce le azioni intraprese dal sistema.

Ad esempio, quando esegue un'applicazione di elaborazione testi, il software indica alla CPU come visualizzare il testo sullo schermo e salvare i documenti. Allo stesso modo, quando giochi a un videogioco, il software ordina alla GPU di renderizzare le immagini, mentre l'hardware elabora i dati per l'output del video.

Grazie ai progressi del software, è ora possibile creare versioni virtuali dell'hardware, consentendo a un singolo sistema fisico di eseguire più ambienti virtuali. Questo processo, noto come virtualizzazione dell'hardware, consente un utilizzo più efficiente delle risorse e aggiunge flessibilità al modo in cui le aziende gestiscono la propria infrastruttura.

Utilizzando un hypervisor, che alloca risorse a diverse macchine virtuali (VM), le organizzazioni possono ridurre i costi hardware, migliorare la scalabilità e aumentare l'efficienza operativa. La virtualizzazione è diventata una pietra miliare dell'informatica moderna, in particolare negli ambienti cloud, nei data center e nei sistemi IT aziendali. I principali fornitori di cloud service, come IBM Cloud, Microsoft Azure, Google Cloud e Amazon Web Services (AWS), dipendono dalla virtualizzazione dell'hardware per fornire risorse scalabili e su richiesta e fornire applicazioni e servizi moderni.

In un contesto aziendale, l’hardware del computer si riferisce alle parti fisiche che supportano le operazioni essenziali. L’infrastruttura tecnologica include dispositivi come server, sistemi di data storage e attrezzatura di rete che sono critici per la gestione dei dati, l’esecuzione delle applicazioni e la garanzia di prestazioni affidabili.

L’hardware di livello aziendale è in genere più robusto dell’attrezzatura di livello consumer, poiché offre maggiore affidabilità, ridondanza e caratteristiche avanzate. Per bilanciare performance, sicurezza e costi, molte aziende ora utilizzano un approccio hybrid cloud, che combina l’infrastruttura on-premises con i servizi basati sul cloud.

Un modello sempre più diffuso è l’Hardware as a Service (HaaS), che consente alle aziende di noleggiare o affittare hardware presso un provider di servizi gestiti (MSP) in abbonamento. Questa soluzione elimina la necessità di ingenti investimenti di capitale iniziali, garantendo al contempo l’accesso alla tecnologia più recente. L’HaaS semplifica inoltre i workflow di manutenzione e offre flessibilità in base all’evoluzione delle esigenze IT.

Man mano che l’intelligenza artificiale (AI) viene adottata sempre più ampiamente negli ambienti aziendali, componenti hardware specializzati, come server GPU e acceleratori AI, stanno diventando una parte standard dell’infrastruttura aziendale. Questi componenti supportano analytics avanzata, apprendimento automatico (ML) e automazione dei processi, consentendo maggiore efficienza e innovazione.