Processador

1. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Um microprocessador é um circuito integrado construído numa fina peça de silício. Contém milhares, ou mesmo milhões, de transistores, que estão interligados por superfinos traços de alumínio. Os transistores trabalham em conjunto armazenando e manipulando dados de forma a que o microprocessador possa executar uma vasta variedade de funções úteis.

2. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A evolução tem sido um fator constante no mundo dos microprocessadores. Poderemos constatar este fato, verificando que o primeiro microprocessador da Intel, o 4004, introduzido em 1971 continha 2300 transistores. Um dos mais recente processadores da Intel, o Core i7 tem 731 milhões deles.

3. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A aplicação dos microprocessadores não está restrita aos PCs. Eles também são utilizados para dar "inteligência" a aparelhos que usamos no nosso dia a dia. Utilizando microprocessadores é possível adicionar funcionalidades aos nossos aparelhos domésticos, como por exemplo, realizar uma rediscagem automática em nosso telefone, desligar automaticamente um termostato de aquecimento, aumentar a segurança dos automóveis.

4. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador O processador é o responsável por executar as instruções que formam os programas. Quanto mais rápido o processador executar essas instruções, mais rápida será a execução dos programas. É um dos componentes mais importantes do computador.

5. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A decisão por qual processador comprar não faz muita diferença, exceto pela diferença de preço, onde os processadores AMD são mais baratos que os processadores INTEL, porém ambas as empresas possuem padrões equivalentes de qualidade e tecnologia.

6. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Outra decisão a ser tomada diz respeito à aplicação do computador. É preciso definir se o PC terá uma configuração simples, (escritórios, lojas, entre outros) ou que exija mais qualidade e agilidade de processamento (editoração eletrônica, jogos, programação gráfica).

7. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Os processadores modernos são capazes de realizar duas operações ao mesmo tempo, diz se que cada ciclo corresponde a uma operação, mas isso nem sempre pode ser levado em consideração, pois um ciclo pode corresponder a duas ou mais operações ou até menos de uma operação, dependendo do que o processador estiver fazendo.

8. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Todos os processadores da família x86, usada em micros PC, são basicamente processadores de números inteiros. A função do coprocessador aritmético é justamente auxiliar o processador principal no cálculo destas funções complexas. Com o aumento do número de aplicativos que necessitavam do coprocessador, sua incorporação ao processador Principal a partir do 486 foi um passo natural. Com isso resolveu- se também o problema do custo de produção dos coprocessadores, barateando o conjunto.

9. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A frequência do relógio (clock): estabelece o sincronismo para a comunicação entre os elementos do hardware (memória, processador, periféricos). Quanto maior for o clock, mais operações poderão ser executada no mesmo tempo. A evolução no processo de fabricação do chip com a diminuição de sua potência permite, que o clock cresça cada dia mais. A limitação é o aquecimento do processador que causa erros nas operações. A velocidade de um processador é medida em MHz, Megahertz ou GHz, Gigahertz. Essas duas grandezas têm o seguinte significado: • 1 MHz = 1 milhão de ciclos por segundo. • 1 GHz = 1 bilhão de ciclos por segundo.

10. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador O clock externo está relacionado com o número de acessos externos, principalmente a memória, que o processador realiza por segundo. também conhecido como FSB (Front Side Bus), o clock externo, por sua vez, é o que indica a frequência de trabalho do barramento (conhecido como barramento externo de comunicação com a placa-mãe.

11. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A memória cachê é uma um tipo ultra-rápido de memória, que serve para armazenar os dados mais frequentemente usados pelo processador, evitando na maioria das vezes que ele tenha que recorrer à comparativamente lenta memória. A memória cachê começou a aparecer nos micros 386, instalada na placa mãe. Sem ela, o desempenho do sistema ficará limitado à velocidade da memória podendo cair em mais de 95%. É a regra 80/20, ou seja, 20% dos dados/instruções/etc. são usados 80% das vezes no micro. Assim se estes dados/instruções estiverem no cache, que é muito mais rápida que as memórias RAM, o desempenho do micro será muito melhor.

12. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador O processador possui em seu corpo uma inscrição em baixo relevo indicando o seu clock interno, a quantidade de cache L2, seu clock externo e a sua tensão de alimentação. Por exemplo, um Pentium 4 de 1.6 GHz possui a seguinte marcação: "1.6GHz/256/400/1.75V". Fica claro que esse processador tem cachê L2 de 256 KB.

13. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Sempre que o processador precisar ler dados, os procurará primeiro no cache L1. Caso o dado seja encontrado, o processador não perderá tempo, já que o cache primário funciona na mesma freqüência que ele. Caso o dado não esteja no cache L1, então o próximo a ser indagado será o cache L2. Encontrando o dado no cache secundário, o processador já perderá algum tempo, mas não tanto quanto perderia caso precisasse acessar a memória RAM.

14. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A Unidade Lógica e Aritmética, ULA é responsável pelas operações elementares (soma, subtração, multiplicação e divisão) e pelas decisões lógicas (isto é, comparações entre informações. Por exemplo, decidir se 5 <= 3 ou se 5 > 3, entre outros).

15. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A unidade de controle controla o funcionamento da unidade lógica e aritmética e da memória. Além disso, ela distribui e organiza tarefas, transfere informações da entrada para a memória e da memória para a saída.

16. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador As instruções recebidas pelo processador são divididas em bits. Assim, quanto maior for o número de bits que representa os dados maior é facilidade e maior a complexidade de cálculo do processador. Normalmente este valor refere-se ao processamento interno do processador e não ao sistema. Os primeiros processadores trabalhavam com 8 bits e foram evoluindo pra 16, 32 e 64 bits, que temos hoje.

17. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A instrução de soma é a operação básica que permite fazer todo tipo de processamento, enquanto as instruções de leitura e gravação permitem mover os dados. Basicamente é só isso que o processador sabe fazer. Operações mais complexas, são executadas através da combinação de várias instruções simples.

18. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Para calcular uma multiplicação, por exemplo, o processador utilizará sequencialmente várias operações de soma. Na verdade, dentro do processador todas as operações, mesmo as mais complexas, são calculadas com base em várias operações de soma, feitas entre os valores binários processados pelo processador. Uma operação de subtração é conseguida através de uma operação de atribuição, que transforma um dos valores em negativo, seguida por uma operação de soma. Mais com menos dá menos, a regrinha que aprendemos no primário e que os projetistas aprenderam a utilizar nos processadores.

19. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Pois bem, o conjunto de instruções x86, utilizadas pelos programas e com as quais qualquer processador destinado a micros PC deve ser compatível, é composto tanto por instruções simples (soma, subtração, leitura, gravação, comparação, etc.) quanto por instruções muito complexas, que devem ser quebradas em várias instruções simples para que possam ser executadas pelo processador.

20. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador A palavra multi-core é utilizada para definir qualquer processador que tenha mais de um núcleo. Atualmente existem diversos processadores no mercado com esta tecnologia… encontramos processadores de dois, três e quatro núcleos. Essa tecnologia nasceu devido aos processadores estarem atingindo velocidades muito altas e aquecendo demais e logo não haveria sistema de ventilação adequada para eles. Um processador multi-core nada mais é do que um processador com mais um, dois ou três dentro dele, fazendo com que cada núcleo trabalhe independente um do outro.

21. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Estes novos processadores já contarão com um chipset de vídeo integrado ao processador, ou seja, estes processadores acabam com as “placas de vídeo” on-board. Além disso têm controlador de memória integrado por dois ou três canais, dependendo do soquete da placa-mãe.

22. INTRODUÇÃO AO PROCESSAMENTO DE DADOS Processador Exercícios: O que é um processador? Qual a importância do processador na informática? Qual a finalidade do coprocessador? Defina clock de computador? Descreva a finalidade da memória cache. Qual a implicação do tamanho das instruções em relação ao desempenho de um processador? O que são processadores multi-core? Descreva a finalidade da ULA e UC?