processadores · • sendo assim, os processadores passaram a ter um clock interno e um clock...
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25/04/2012
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PROCESSADORES Professor Marlon Marcon
Introdução • Também conhecido como microprocessador, CPU ou
UCP, trabalha como o cérebro do computador • Responsável por processar as informações utilizando
outros componentes do computador, tais como, disco rígido, memória, placa de vídeo e de rede etc
• Todos os programas, desde um editor de textos até um jogo, enviam instruções para o processador que as excuta e disponibiliza um resultado.
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Introdução • Existem diversos tipos de microprocessadores no
mercado.
• O fabricante mais antigo é a Intel, que lançou seu primeiro processador em 1979, o 8088.
• Existem outros fabricantes, tais como a AMD, VIA etc.
Conceitos Fundamentais • Ao estudar processadores, é necessário conhecimentos
de algumas definições para melhor compreender o assunto. • Barramento Local • Clock • Processadores com dois ou mais núcleos
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Barramento Local • Também chamado de barramento principal ou Front Side
Bus (FSB).
• Trata-se do barramento mais importante do computador, pois estabelece a comunicação dele com a memória RAM e a memória cache.
• Permite a troca dinâmica de informações e está conectado diretamente à ponte norte do chipset.
Barramento Local
Barramento Local
Barramento de memória
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Barramento Local • O barramento local é o mais veloz do computador, pois
sua frequencia de trabalho é igual à de operação externa do processador;
• Este barramento é subdividido em três parte: • Barramento de Dados:
• Faz o envio e o recebimento de dados entre a memória e os periféricos. Normalmente temos atualmente barramento de dados de 32 e 64 bits.
• Barramento de Endereços:
• Identifica a origem e o destino dos dados
• Barramento de Controle:
• Controla a tranferência de informações no barramento de dados.
Barramento Local • A taxa de transferência do barramento local depende do
clock externo e da quantidade de bits suportada.
• Para determinar, multiplica-se o valor do clock pela quantidade de bits e divide-se por 8.
• Exemplo: um processador com clock externo de 133Mhz e com barramento de dados de 64bits:
(133 Mhz * 64 bits) / 8 = 1064 MB/s
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Clock • Para que o processador consiga trabalhar de forma
organizada com os outros componentes de um PC, existe internamente no computador um sinal de controle que é obedecido por todos os outros elementos da máquina.
• Assim, estabelece-se um padrão de comunicação entre os componentes. Este clock é medido em ciclos por segundo, ou Hertz(Hz).
• Múltiplos: • KiloHertz (KHz) – x 1.000 de ciclos/segundo • MEgaHertz (MHz) – x 1.000.000 de ciclos/segundo • GigaHertz (GHz) – x 1.000.000.000 de ciclos/segundo
Clock • Quando o processador precisa buscar informações na
memória RAM, esta atende a solicitação obedecendo o clock do processador, ou seja, em cada ciclo de clock, um dado é enviado ou recebido.
As instruções são executadas aqui...
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Clock • Com o avanço da tecnologia o sinal de clock foi ficando
cada vez maior, gerando um problema: • A placa mãe não conseguia funcionar no mesmo sinal de clock.
• Esse fato restringia a capacidade de processamento. A solução encontrada para esse problema foi a multiplicação de clock.
• Sendo assim, os processadores passaram a ter um clock interno e um clock externo
Clock Interno • Geralmente a velocidade dos processadores é medida
com base no seu clock interno, ou seja, com base na velocidade que o processador trabalha internamente.
• Por exemplo, quando dizemos que temos um Pentium II 400Mhz, estamos dizendo que em um segundo o processador gera 400 mil pulsos, sendo que em cada pulso um determinado número de informação é processada.
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Clock Externo • É a velocidade que o barramento de dados transmite
informações do processador para a memória, através da ponte norte do chipset.
Clock Interno e Externo • Hoje em dia todos os processadores possuem clock
interno e externo, o que os difere é a taxa de frequência dos dois tipos de clock.
• Exemplo: Um processador de 1,8 GHz com um fator de multiplicação de 9x, precisa diminuir sua velocidade em nove vezes para transferir os dados para a memória, ou seja, durante esse processo ele trabalha com uma frequência de 200 MHz
• Para compensar tal perda os fabricantes utilizam técnicas como uso de memória cache, transferir 2x ou 4x mais dados por ciclo de clock
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Processadores com dois ou mais núcleos
• Hoje em dia tornou-se comum encontrar processadores que utilizam as tecnologias: • Dual-core: Dois núcleos; • Triple-core: Três núcleos; • Quad-core: Quatro núcleos;
• Um processador com dois núcleos opera como se houvesse dois processadores em seu interior;
• Observação: Possuir um processados com vários núcleos não é garantia de um computador mais rápido. Existem outros fatores que influenciam na velocidade (Capacidade de memória, dispositivos de E/S etc)
Microarquiteturas de processadores • Existe diferença entre o conceito de Arquitetura e
Microarquitetura:
• Arquitetura: Refere-se ao conjunto de instruções, registros, estruturas de dados na memória, que são públicas para o programador;
• Microarquitetura: é uma referência da implantação da arquitetura do processador de silício.
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Microarquitetura Intel
Pentium II Pentuim II Xeon Pentium III Pentium III Xeon
Pentium 4 Xeon Pentium D
Microarquitetura Intel
Core2Duo Core2Quad Core2Extreme Core i 1ª geração
Core i 2ª Geração
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Microarquitetura Intel
Microarquitetura AMD
Microarquitetura K5 K6 K7 K8 (hammer)
Processadores
AMD K5 AMD K6 Athlon Athlon 64
K6-2 Athlon XP Athlon FX
K6-III Duron Athlon X2
Sempron
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Microarquitetura AMD - Continuação
Microarquitetura K10 (Barcelona) Bobcat Bulldozer
Processadores
Phenon x6 C-Series FX-4100
Phenom x4 E-Series FX-4150
Phenom x3 G-Series FX-6100
Athlon x2 Z-Series FX-6200
Athlon single-core FX-8100
Sempron LE single-core FX-8170
Cuidados com o processador • O processador necessita de alguns cuidados básicos em
sua manipulação, transporte ou quando são guardados:
• Antes de mexer com o processados, descarregue a energia estática das mãos
• Não toque diretamente, em momento algum, nos pinos • Para armazenar ou transportar um processador, insira-o
em um envelope antiestático e coloque o envelope dentro de uma caixa
• Compre o cooler indicado ao processador.
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Exercícios
1. Defina processador? 2. O que é FBS? 3. Diferencie barramento interno de externo; 4. O que é o relógio ou clock? 5. O que você entende por processadores com tecnologia multicore? 6. O que é Unidade Lógica Aritmética 7. Explique qual a utilidade da Memória Cache no processador 8. De um modo geral qual a função dos registradores? 9. Como podem ser classificados os processadores de acordo com o
número de instruções suportadas? 10. “Se eu dobrar a velocidade de processamento do meu
processador, o meu poder de processamento também dobrará”. Diga se a afirmação anterior está correta e em caso contrário, aponte quais são os fatores que podem interferir nela.