IMM
Instalação e Manutenção de Microcomputadores
Pedro Amaro – [email protected]
CPU
O que é o CPU?
CPU
CPU = Central Processing Unit
Serve para executar/processar as
instruções dos programas.
CPU
• Um programa é uma sequência de números,
representando instruções, que residem em
memória.
• A operação do CPU divide-se em 4 passos:
fetch (obter dados), decode (descodificar
dados), execute (processar dados) e
writeback (escrever resultados).
CPU
• Fetch
– O CPU vai buscar à memória uma
sequência que representa o passo seguinte
do programa;
– Por vezes, a memória é mais lenta que o
CPU, podendo atrasar a sua operação (esta
questão é resolvida com o recurso a
cache).
CPU
• Decode
– A sequência obtida é descodificada, sendo
traduzida para uma instrução a seguir.
– Uma instrução divide-se em duas partes:
• Opcode: operação a executar;
• Operandos: variáveis da operação, que podem
ser números ou locais da memória.
CPU
• Execute
– A instrução obtida é executada;
– Este passo pode interligar vários componentes do
CPU. Por exemplo, numa operação aritmética, o
processador poderá recorrer à sua ALU (Arithmetic
Logic Unit), uma unidade criada para efectuar
operações aritméticas e lógicas.
CPU
• Writeback
– O resultado da operação é registado;
– O resultado pode ser escrito em memória
ou nos próprios registos do processador;
– As instruções podem ter como resultado
dados ou outras instruções (jumps, por
exemplo).
CPU
• Características importantes do CPU:
– Integer range;
– Clock rate;
– Multiprocessamento;
– Multi-core.
CPU
• Integer range:
– Representa o tamanho e precisão de números com
que um CPU pode trabalhar;
– Ranges típicos: 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit;
– Limita a memória a que um CPU consegue aceder
(exemplo: um CPU de 32 bit não consegue aceder
a mais de 4 gb de memória).
– Quanto maior for, mais complexo, caro e
consumidor de energia é o processador.
CPU
• Clock rate:
– Representa a frequência a que funciona o circuito do
CPU;
– Aumentar o clock rate de um processador (overclock)
normalmente aumenta a sua performance, mas pode
diminuir a sua estabilidade, danificá-lo ou reduzir a sua
duração;
– A perda de estabilidade após overclock pode ser
compensada aumentando a voltagem (core voltage) do
processador (overvolt), à custa do aumento de consumo
e temperatura do processador.
CPU
• Multiprocessamento:
– É a capacidade de um sistema operativo executar
em simultâneo duas ou mais tarefas;
– Implica a existência de dois ou mais
processadores;
– Os processadores podem ser físicos (dois CPU) ou
lógicos (Hyperthreading).
CPU
• Multi-core:
– Consiste em colocar dois ou mais cores (núcleos)
num só chip;
– Para o sistema operativo, cada núcleo é tratado
como um CPU diferente;
– Permite a execução de instruções em paralelo;
– Permite melhorar o desempenho sem ter de
recorrer ao aumento do clockrate do CPU.
CPU
Onde colocar o CPU?
CPU
• O CPU encaixa num socket da
motherboard;
• Existem vários tipos de socket, que
dependem do CPU a que se destinam.
CPU
CPU
A temperatura do CPU
CPU
• O calor dissipado pelo CPU depende de
vários factores: eficiência do design,
tecnologia utilizada, clockrate, etc.
• O funcionamento do CPU em
temperaturas acima do especificado
pode causar-lhe danos.
CPU
• É importante assegurar:
– Um bom airflow (intake e outtake);
– Impedir acumução de pó;
– Maximixar transferência de calor (utilizar sempre
pasta térmica);
– Utilizar técnicas adequadas para o calor gerado
(dissipadores passivos, air cooling, water cooling,
nitrogénio líquido, etc).
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