Microprocessadores
Objetivos da apresentação.
Funcionamento básico de um microprocessador, apresentando
alguns de seus principais componentes.
Breve histórico, apresentando alguns dos modelos importantes
na evolução dos microprocessadores;
Apresentar as tecnologias e modelos mais utilizados na
atualidade;
Apresentar as tendências das novas tecnologias.
Obs: No nosso trabalho focamos os processadores para
workstation, ou seja para computadores pessoais.
Introdução
O microprocessador, ou CPU (Central Processor Unit
– Unidade de processamento central) pode ser
considerado a principal parte de um microcomputador.
Ele é o principal componente eletrônico de um
computador e é responsável pelo tratamento e pelo
processamento de dados.
Exemplos das funções de um processador:
• Executar funções matemáticas;
• Executar funções lógicas;
• Gerenciar dados e etc.
Funcionamento:
Caixa Preta
Neste modelo o processador é
representado por uma caixa–
preta. A função desta caixa é
processar as informações que
recebe em sua entrada,
processa-las conforme as
instruções que recebe e em sua
saída apresentar os resultados.
Funcionamento:
Clock
O clock(em português relógio) é quem faz o controle da velocidade
de execução e dos passos.
O clock é um circuito ligado a caixa-preta, ele envia pulsos a caixa
que ordenam o seu processamento, sincronizado com o que
acontece dentro e fora dela.
Esses pulsos tem dois níveis de tensão, pois é com esses dois níveis
“0” e “1” que a caixa trabalha e são periódicos para que haja
sincronia nas execuções. A cada
pulso enviado para a caixa é realizado um passo no processamento.
Componentes Básicos
de um Microprocessador
(ULA) Unidade Lógica Aritmética
(UC) Unidade de Controle
Registradores Internos
ULA
A Unidade Lógica Aritmética é responsável pelas
seguintes tarefas:
Operações lógicas: AND, OR e XOR;
Complemento de 2;
Adição, subtração, multiplicação e divisão;
Rotações à esquerda e à direita;
A ULA e dividida em
quatro partes
ULA aonde é realizado o processamento lógico e
aritmético.
O acumulador onde são armazenados dados que
serão utilizados no processamento e os resultados.
O registrador de armazenamento temporário, onde
são armazenados temporariamente dados para o
processamento.
O Registrador de Flags, onde são guardadas
condições do resultado da operação, como por
exemplo, sinais ou “Overflow” que representa
estouro na capacidade de cálculo.
UC
A UC é responsável por controlar e gerenciar a sincronização das transferências de dado
e instruções que são manipuladas pelo processador.
A UC é basicamente dividida em três partes, são elas:
•A
UC.
•Um registrador de instrução
•Um decodificador.
Para que um processo seja executado Corretamente, são necessários três passos:
•Armazenar
uma instrução no registrador de instruções.
•A instrução é transmitida para o decodificador, onde ela será decodificada e transferida
unidade de controle.
•Na UC a instrução decodificada gera todos os sinais de controle, internos e externos, qu
necessários para executar a instrução propriamente dita.
Representação Gráfica da (UC)
Unidade de Controle
Registradores Internos
Os registradores internos são como memórias
temporárias, com uma capacidade de armazenamento
bastante reduzida, da ordem de bits.
È em relação à capacidade de manipular dados com a
largura máxima dos registradores internos que estamos
falando quando dissemos que um processador possui
tecnologia 32, 64 bits e assim por diante.
Alguns registradores para um
processador genérico.
Registrador de Instrução (RI);
Registrador de Status (RS) FLAGS;
Registradores Indexados (RX);
Registradores de uso Geral (RUG);
Contador de Programa (CP);
Acumulador (ACC);
Ponteiro de Pilha (PP).
Interrupção
Interrupção é o adiamento (interrupção) de execução da
instrução atual para que um evento de maior prioridade
seja processado.
Os processadores possuem vias específicas para receber
uma interrupção. Se uma dessas vias for utilizada
adequadamente, o processador pára a execução do
programa Corrente e executa uma sub-rotina de
tratamento da interrupção solicitada.
Memória Cache
Cache é um dispositivo de acesso rápido, interno a um
sistema, que serve de intermediário entre um operador
de um processo e o dispositivo de armazenamento ao
qual esse operador acede.
A vantagem principal na utilização de uma cache
consiste em evitar o acesso ao dispositivo de
armazenamento - que pode ser demorado - e que vale a
pena armazenar as informações procuradas em meio
mais rápido.
Tipos de Memória Cache
Cache L1
Cache L1 é um tipo de memória cache que está
mais próximo da ULA (unidade lógica e aritmética).
Assim como a L2, é encontrada no processador e é
construída a partir de memória SRAM, por ser
normalmente utilizada em pequenas quantidades e
precisar ser bastante rápida.
Tipos de Memória Cache
Cache L2
Cache L2 consiste numa memória interna do processador instalada
em associação com os transistores .
Utilizados nos computadores 386, inicialmente o cache L2 fazia parte
da placa-mãe, sendo formado por alguns chips soldados a ela.
Com o surgimento do 486 uma pequena quantidade de cache foi
aplicada no processador, surge então o conceito de cache L1 integrado no
processador e cache L2 que fazia parte da placa-mãe.
Com o avanço nas técnicas de produções, os processadores passaram a usar
quantidades cada vez maiores. Então o cachê L, o que permite manter o
cache funcionando sempre a metade da freqüência do processado também
foi integrado ao processador.
A partir de então o cache L2 em geral não é mais necessário ser integrado a
placa-mãe, já que o processador possui quantidade e velocidade suficiente.
Tipos de Memória Cache
Cache L3
Terceiro nível de cache de memória.
Inicialmente utilizado pelo AMD K6-III (por
apresentar o cache L2 integrado ao seu
núcleo)
utilizava o cache externo presente na placamãe
como uma memória de cache adicional.
Overclock
Overclock é o processo de forçar um componente de um computador a rodar
numa freqüência mais alta do que a especificada pelo fabricante.
Para se fazer um overclock de um microprocessador geralmente aumenta-se o
clock do CPU alterando o seu FSB(Front Side Bus) juntamente com seu fator
de multiplicação. Esses dois valores é que são responsáveis pelo valor final de
processamento.
Nos processadores também podem ser alteradas duas diferenças de
potencial(tensão) para aumento de carga ou diminuição da mesma
(downclock).
O overclock pode ser efetuado através de software, por uso de um
programasobre um sistema operacional, BIOS ou via mudança física no
hardware (solda ou jumper).
O overclock pode ter certas conseqüências, como a diminuição da vida útil do
hardware e o aumento de temperatura. Podendo até provocar a fusão
(derretimento) dos componentes do computador.
Processadores Antigos
Microprocessador
4004
O primeiro processador (“Unidade Central de Processamento") que se
tem notícia na história da
microinformática é o 4004, inicialmente foi projetado para ser um
componente para calculadoras, foi
lançado em novembro de 1971.
Foi desenvolvido com apenas 2300 transístores e uma área de apenas
3x4 milímetros e 4 bits de
clock, é operava aos 'incríveis' 740 KHz. Este foi uma grande invenção
desde então a tendência foi
superar a cada novo dia as tecnologias atuais. Atualmente os
processadores de 64 bits são baseados
neste microprocessador.
Microprocessador 4040
O microprocessador Intel D4040 se trata de um
processador mais avançado que o 4004.
Lançado em 1972. Porém rodando na mesma
velocidade que o 4004.
Microproces
sador 8008
Apesar de ter sido lançado depois do microprocessador de 4 bits Intel 4004,
o 8008 Correspondia a um produto desenvolvido de raiz, sendo portanto
muito diferente do irmão 4004. O 8008 era disponibilizado num circuito
integrado DIP de 18 pinos e tinha apenas um barramento externo de 8 bits.
A multiplexagem de 8 bits de dados e 16 bits de endereço neste barramento
permitia aceder até de processar até 16 kilobytes de memória.
Ele vinha com clocks de até 800 KHz , possuía também 3.500 transístores e
tinha capacidade de processar até 16 kilobytes de memória.
As primeiras versões do 8008 corriam a 500 kHz. Esta velocidade foi depois
aumentada até aos 800 kHz.
A evolução da arquitectura do 8008 deu origem aos mais conhecidos e mais
bem sucedidos Intel 8080, Intel 8085 e até ao Zilog Z80.
Microprocessador
8080
Os microprocessadores Intel 8080 e 8080A de 8 bits
fabricados
pela Intel, sucederam ao microprocessador 8008, finalmente
consolidando no mercado o primeiro chip considerado em
real como um microprocessador.
No ano de 1975 o 8080 foi usado em um dos primeiros
computadores pessoais. Chamado de Altair 8800 ele era
vendido a 439 dólares.
O Intel 8085 foi um microprocessador de 8 bits
introduzido no mercado em 1976 com clocks que
podiam chegar aos 5 MHz e com 6.500 transístores e
8 bits de instruções.
O "5" no número do modelo originou-se do facto de
que o 8085 necessitava de um suprimento de força de
somente +5 volts (V) em vez das voltagens de +5V, -5V
e +12V exigidas pelo 8080.
Microprocessador
8085
Microprocessador IAPX
432
O Intel iAPX 432 foi o primeiro processador com design 32-bit da
Intel, introduzido em 1981 como parte de 3 circuitos integrados. O
iAPX 432 foi idealizado como sendo o maior avanço da Intel nos
anos 80, implementando muitos avanços em tecnologia de
multitarefa e gerenciamento dememória, em hardware, que os
a chamar o designe do chip, de Micromainframe.
O prefixo iAPX referente a esse modelo vem de intel Advanced
Processor architecture, a letra X vem da letra grega Chi.
Processadores x86
Conceito: Em informática, x86 ou 80x86 é o
nome genérico dada à família (arquitetura) de
processadores baseados no Intel 8086, da Intel
Corporation.
Microprocess
ador 8086
O 8086 é o primeiro microprocessador de 16 bits da
Intel.
Quando se diz que é um processador de 16 bits, querse dizer que a sua unidade lógica e aritmética, os seus
registradores internos, e a maior parte das suas
instruções foram concebidos para trabalhar com
palavras de 16 bits.
Além disso o 8086 tem um barramento de dados de 16
bits, ou seja, pode ler e escrever na memória ou nas
portas 16 bits de uma só vez.
O processador 8088 foi o processador criado para
seadaptar aos recursos existentes no contexto da
época para os usuários mais básicos.
Possuía um barramento de dados interno de 16
bits e um externo de 8 bits.
Este foi o processador mais comum nos IBM PC e
clones, por razões econômicas. Só como referência,
este processador possuía um milésimo da potência
dos processadores atuais.
Microprocessa
dor 8088
Microprocessadores80486
Os Intel i486 (também chamados 486 ou 80486) são
uma família de microprocessadores CISC da Intel
que fazem parte da família de processadores x86.
Seu antecessor foi o processador 386.
A arquitetura do i486 é um grande avanço.
Ele vem com um cache de dados e instruções no
chip, uma unidade de ponto flutuante (FPU)
adicional, pela primeira vez dentro do chip, e uma
unidade de interface de barramento aprimorada.
Esses e outros avanços dobraram o desempenho
bruto em relação a um 386de mesmo clock.Uma
versão de 25 MHz foi introduzida em abril de 1989,
uma de 33 MHz em maio de 1990 e uma de 50 MHz
em junho de 1991.
Microprocessador Pentium II
Esta versão do Pentium utiliza o poder de processamento de 32
bits do Pentium Pro, aliado a uma maior eficiência no
processamento de 16 bits, além de instruções MMX.
O pentium II possui um formato diferenciado em
relação aos demais microprocessadores. Ele é
encapsulado em um invólucro que engloba a CPU e a
cache externa. Até 1998 este método facilitava a
dicipação de calor, sendo o microprocessador mais
rápido do mercado
Microprocessador Intel Celeron
O Celeron foi lançado em 1998. Com o intuito de ser
uma versão simplificada e de custo mais baixo do
modelo Top-de-linha, na época o Pentium II, e
posteriormente de suas evoluções. As simplificações
estão principalmente no FSB e na cachê L2. O Celeron
foi lançado em resposta amodelos AMD como os Cyrix
6x86, AMD K6 eoutros, para quem a Intel estava
perdendo mercado.
Os processadores desta linha rodam muitos aplicativos
satisfatoriamente, mas deixam a desejar quando se trata
de aplicativos mais pesados como jogos em 3D.
Modelos de Intel Celeron
Modelo
Nome-código
Baseado no
Cache L1
Cache L2
Tecnologia
Barramento
Externo
Soquete
Modelo
Celeron SEPP
Convington
Pentium II com
núcleo Deschutes
32 KB
-
0,25 µm
66 MHz
Slot 1
Celeron SEPP
Celeron A
Mendocino
Pentium II com
núcleo Deschutes
32 KB
128 KB
0,25 µm
66 MHz
Slot 1
Celeron A
Celeron PPGA
Mendocino
Pentium II com
núcleo Deschutes
32 KB
128 KB
0,25 µm / 0,18
µm
66 MHz
Soquete 370
Celeron PPGA
Celeron
Coppermine
Coppermine
Pentium III com
núcleo
Coppermine
32 KB
128 KB
0,18 µm
66 MHz / 100 MHz
Soquete 370
Celeron
Coppermine
Celeron Tualatin
Tualatin
Pentium III com
núcleo Tualatin
32 KB
256 KB
0,13 µm
100 MHz
Soquete 370
Celeron Tualatin
Celeron
Willamette
Willamette
Pentium 4 com
núcleo Willamette
8 KB
128 KB
0,18 µm
400 MHz
Soquete 478
Celeron
Willamette
Celeron
Northwood
Northwood
Pentium 4 com
núcleo Northwood
8 KB
128 KB
0,13 µm
400 MHz
Soquete 478
Celeron
Northwood
Celeron D
Prescott
Pentium 4 com
núcleo Prescott
16 KB
256 KB
90 nm / 65 nm
533 MHz
Soquete 478 /
Soquete 775
Celeron D
Celeron Série 400
Conroe-L
Core 2 Duo com
núcleo Conroe-L
64 KB
512 KB
65 nm
800 MHz
Soquete 775
Celeron Série 400
MicroprocessadorPentium III
O Pentium III é um microprocessador de sexta geração
fabricado pela Intel, tendo a mesma arquitetura do
Pentium Pro e concorria com o Athlonda AMD.
As primeiras versões eram muito parecidas com o
Pentium II mas com instruções SSE. Igualmente com o
que aconteceu com Pentium II, existia una versão
Celeron "low-end" e um Xeon com a mesma arquitetura.
Foi substituído pelo Pentium 4 que teve a missão de
aumentar a freqüência do processador mas depois
serviu de base para a arquitetura Core.
Microprocessador Pentium
O Pentium é a quinta geração da arquitetura x86 de microprocessadores
criada pela Intel, em 22 de Março de 1993.
Os primeiros Pentiums foram lançados com clocks de 66 MHz e 60 MHz(que
eram muito problemáticos por serem fabricados com uma técnica de 0.8
microns aqueciam muito). Mais tarde, foram surgindo gradualmente versões
de 75, 90, 120, 133, 150, 166, 200, e 233 MHz. Versões de 266 e 300 MHz
foram posteriormente lançadas para uso em computadores
portáteis. Processadores Pentium OverDrive foram lançados
com velocidades de 63 e 83 MHz como uma opção de upgrade para
computadores 486 mais antigos.
O soquete utilizado por este pocessador era denominado Soquete 7,
padronização para os sinais eletrônicos caractéristicos do Pentium com 321
pinos. Com o passar do tempo a Intel lançou novas versões deste
processador melhorando assim seu desempenho, são esemplos Pentium
Pro e Pentium MMX.
Processadores Antigos
Microprocessador AMD K5
O K5 foi o primeiro processador x86 da AMD desenvolvido
independentemente, introduzido emMarço de 1996.
Seu principal concorrente era a família de processadores Intel Pentium.
AMD na época era uma companhia que estava fabricando processadores
há pouco tempo, mas mesmo assim as características do K5 se
aproximavam muito tanto do Pentium Pro quanto do Pentium "Clássico".
Inicialmente o K5 Trabalhava a uma velocidade de 133 MHz,
posteriormente lançou-se uma nova versão de 166 MHz, mas logo deixou o
mercado incapaz de competir com o Pentium-200 MMX da Intel.
Microprocessador AMD K6
Este chip é muito mais veloz que o K5, é
ainda dotadode instruções MMX.
É comum dizer que o K5 foi o inimigo
número 1 da Intel.
Mais barato e mais velozes que um
Pentium MMX de mesmo clock, o AMD K6
chega mesmo a ameaçar o domínio do
Pentium II. Tanto é assim que a Intel, ao
contrário do que fez com o Pentium, praticou no
Pentium II preços bem mais baixos.
Microprocessador AMD K6-2
Sua grande diferença para os outros processadores á a s
ua frequencia de operação externa.
Enquanto todos os outros processadores operam
externamente a 66 MHz., o K6-2 opera a 100 MHz,
conseguindo uma taxa de transferência mais
elevada com a memória RAM, com o cache de memória e
com outros dispositivos do micro, principalmente o video
e o disco. Seu padrão de pinagem e o Soquete 7, o
mesmo padrão do Pentium, Pentium MX, e Pentium MII.
EnTretanto, por trabalhar extremamente a100 MHz, necessita de uma
placa mãe soquete 7 que consiga trabalhar a essa freqüência de
operação.Esse tipo de placa-mãe é conhecido como “Super 7”.
Microprocessador AMD K6-III
O K6-III foi o último e mais rápido de
todos os
processadores Socket 7.
Ele acumulou o status de ser o
processador X86 mais
rápido do mercado no lançamento, e foi
altamente
competitivo até muito tempo depois.
Ele era um K6-II com um cache L2 (Level
2) maior.
Microprocessador Sempron
O Sempron é um microprocessador
voltado para usuários que não
precisem de um alto desempenho
em seu computador e sim com o
preço. Este processador esta disponível em
três versões desoquete: o 462, 754 e
AMD2. Os microprocessadores
Sempron soquete 462 são uma versão
maissimples do Athlon XP, enquanto que os
microprocessadores Sempron soquete 754 e AMD2 são versões
mais
simples do Athlon 64.
Microprocessador Athlon
O Athlon foi desenvolvido entre 1997 e 1999, época
que reinava os processadores AMD K-6 e AMD K62, o Pentium MMX, Pentium II e Pentium III da Intel
O Athlon inicialmente foi produzido em forma de
cartucho, muito parecido com o Pentium II e
Pentium III. O uso do cartucho era necessário
naquela época para permitir o uso da memória
Cache L2 bem próxima do microprocessador.
Athlon Thunderbird
A Athlon Thunderbird traz como grande destaque o uso de cache L2 integrado, um
verdadeiro
divisor de águas, que além de melhorar o desempenho do processador, baixou os
cursos de
produção (e consequentemente o preço de venda), permitiu o lançamento de versões
com
clock mais elevado e, ainda por cima, permitiu o lançamento do Duron, que
rapidamente
substituiu os antigos K6-2 no posto de processador de baixo custo.
O Thunderbird possui apenas 256 KB de cache L2, contra 512 KB do Athlon antigo.
O cache L2 é complementado por mais 128 KB de cache L1, que também opera à
mesma
freqüência do processador, mas oferece tempos de latência mais baixos.
Com a simplificação no design do processador, o formato de cartucho deixou de ser
necessário, de forma que a AMD voltou a utilizar um encaixe em formato de soquete,
dando
origem ao soquete A
Microprocessador Duron
Em Junho de 2000 foi lançado o Duron,
substituindo os antigos K6-2 e K6-3
como processador de baixo custo.
Ele é um descendente direto do Athlon
Thunderbird. Ambos compartilham a
mesma arquitetura (incluindo os 128 KB
de cache L1), mas o Duron vem com
apenas 64 KB de cache L2.
Palomino (Athlon Xp)
O Palomino foi a quarta geração do Athlon, sucessor do Thunderbird.
Ele
fio produzido utilizando a mesma técnica de 0.18 mícron, com
filamentos
de cobre, mas foi feita uma série de modificações no projeto, que
reduziram
o consumo e a dissipação térmica do processador em cerca de 20%,
permitindo que ele fosse capaz de operar a freqüências mais altas.
O Palomino suportava instruções SSE.
As instruções SSE da AMD foram chamadas de "3D-Now! Professional".
O Palomino trouxe também suporte ao multi-processamento,
possibilitando
o lançamento do Athlon MP e das primeiras placas dual-Athlon, como
a Tyan Tiger MPX.
O Palomino deu origem à segunda segunda
geração do Duron, o Duron Morgan e Duron Spitfire.
Processador
Antigos
Cyrix
Microprocessador Cyrix VIA
A Cyrix está no mercado de processadores à muito tempo.
Seus processadores sempre foram razoavelmente bons, se comparados aos
processadores da Intel e da AMD.
Hoje esta empresa pertence à VIA technologies, sendo que já fora parte da IBM e
da National Semiconductor.
Embora nunca tenha conseguido a mesma fatia de mercado que a Intel e a AMD, a
família Cyrix se espalhou em alguns dos processadores destas empresas.
Mesmo na época do Pentium, tanto a AMD como a Cyrix já trabalhavam em seu
processador de quinta geração com o objetivo de ultrapassar, ou simplesmente se
igualar ao pentium. Apesar de ser uma empresa pequena se comparada à Intel e à
AMD, a Cyrix sempre desenvolveu processadores aritiméticos de bom desempenho,
mesmo sem possuir um parque fabril suficiente para atender à demanda.
Microprocessador
Cyrix Cx486 DX
Lançado em 1993, o processador Cx486 DX foi a primeira investida da
Cyrix no mercado. Com uma velocidade de até 100Mhz, diversos testes
apontavam que este processador era bastante rápido, e chegava a ser
superior ao modelo 80486 da intel.
A exemplo da intel, mais tarde seria lançada a versão DX2 e DX4 do Cx486
DX.
O DX2 apresentava o dobro de velocidade interna da bus em relação ao
original, e o DX4, o triplo.
A Cyrix também possuia um 386 chamado CX486 DLC. Ele era compatível
pino a pino com o 80386 e apresentava um ganho de desempenho de
aproximadamente 20%. Para substituir o 386SX, havia o 486 SLC, com
barramentos do 286, circuitos do 386, e instruções do 486.
Microprocessador 5X86
A Cyrix lançou em 1195 o 5X86 ou apenas 586.
Ele vinha com uma velocidade de até 133Mhz e com
uma novidade, o dissipador imbutido.
Esse processador era uma mistura de 486 com
Pentium, oferecendo um desempenho superior a um
486 padrão, e mesmo ao 586 da AMD.
Apesar de aceitável, seu desempenho geral era bem
inferior ao do Pentium da Intel.
Microprocessador
Cyrix 6X86
O processador 6x86 foi uma tentativa da Cyrix de concorrer com o MMX
da Intel, prometendo que o 6x86 seria tão rápido quanto qualquer
processador da Intel ou da AMD.
O mercado, no entanto, considerou o 6x86 medíocre, ignorando a lista
de
bons recursos apresentada pelo processador como, por exemplo, suporte à
tecnologia MMX, uma velocidade considerável um preço mais acessível
que os da concorrência.
Mais tarde, o lançamento da versão MX deste produto apresentava
somente
algumas mudanças, tais como a implantação de cache L1. Porém, isso não
era o bastante, e a Cyrix deixara de ser uma ameaça à Intel ou a AMD
Microprocessador
Cyrix Media GX
Pouco depois de lançar o 6X86, a
Cyrix tentava introduzir um produto
que pudesse realizar o controle de
todas as funções controladoras no
próprio processador (Som, vídeo,
PCI e memória). A idéia era boa,
mas não havia como um
processador de apenas 200Mhz
realizar tais funções sozinho
Microprocessador
VIA Cyrix III
Após ser comprada pela National Semiconductor, a Cyrix deixou de produzir
qualquer produto que tivesse expressão.
Porém, em 2000, ao ser comprada pela VIA, a Cyrix apresentou um novo
processador: O VIA CYRIX 3. Disponível a partir de 500Mhz.
Ele consumia pouca eletricidade, tornado-o atraente para o mercado de Notebooks
(e Overclockers).
Este novo processador possui ótimos recursos integrados. Dentre eles, o modo de
produção a 0,15 mícron, o que faz com que o processador produza menos calor, e
consuma menos energia, seja menor e atinja grandes velocidades (para a época um
processador destes era teoricamente um sucesso.)
Apesar de parecer um bom concorrente, o VIA CYRIX 3, simplesmente não
consegue render tanto quanto os produtos da Intel e da AMD do mesmo clock. Para
dispositivos de mão e Notebook's, enTretanto, ele é uma boa opção, porém, longe
de ser imbatível.
Microprocessadores
Atuais
Intel
Microprocessador
Celeron D
O Celeron D é baseado no Pentium 4 com núcleo Prescott e é fabricado
com tecnologia de 90 nanômetros ou de 65 nanômetros.
O Celeron D possui 16 KB de cache L1 de dados (o dobro do tamanho
encontrado nos Celeron “Willamette” e “Northwood”), 256 KB ou 512 KB
de cache L2, trabalha externamente a 533 MHz (133 MHz transferindo
quatro dados por pulso de clock), suporta as instruções multimídia SSE3
, possui encapsulamento FC-PGA2, utiliza o padrão de pinagem soquete
478 ou 775 e pode ser encontrado com clocks de 2,13 GHz a 3,2 GHz. Por
ser uma versão “mais simples” do Pentium 4 Prescott, o Celeron D não
suporta a tecnologia Hyper-Threading presente no Pentium 4, que permite
simular em um único processador físico dois processadores lógicos.
O Celeron D possuiu várias evoluções, utilizando por exemplo os núcleos:
Prescott-256
Cedar Mill-512
Microprocessador
Pentium 4
O Pentium 4 foi lançado em novembro de 2000,
usando a microarquitetura chamada Netburst. Os
processadores Pentium 4 podem ser encontrados em
três versões de núcleos: Willamette, Northwood e
Prescott.
Os primeiros modelos de Pentium 4 utilizavam
soquete 423, que possuía 423 terminais.
Depois foram lançados modelos de Pentium 4 com
soquete 478, que, apesar de possuírem mais contatos
do que os modelos anteriores (soquete 423), eram
fisicamente menores. Os modelos de Pentium 4 mais
atuais utilizam Soquete 775
Microprocessador Pentium 4
Extreme Edition
Lançado em novembro de 2003 foi o primeiro processador para desktop a possuir o cache L3
integrado.
Esse processador possui 2 MB de cache L3 sendo acessado na mesma freqüência de operação
interna do processador.
Os primeiros modelos de Pentium 4 Extreme Edition eram baseados no núcleo Gallatin, que
tinha 512 KB de cache L2 e 2 MB de cache L3, trabalhava externamente a 800 MHz ou 1066
MHz (200 MHz e 266 MHz transferindo quatro dados por pulso de clock, respectivamente),
suporte às instruções SS2, tecnologia Hyper-Threading, tecnologia de construção de 0,13 µm
e tinha 178 milhões de transistores.
Os modelos de Pentium 4 Extreme Edition mais atuais são baseados no núcleo Prescott 2M
com tecnologia de 90 nanômetros (Figura ao lado).
Enquanto o núcleo Prescott utilizado nos Pentium 4 possui 125 milhões de transistores, o
núcleo Prescott 2M possui 169 milhões.
A diferença no número de transistores fica por conta do cache L2 de 2 MB presente no núcleo
Prescott 2M.
Microprocessadores
Pentium D e EE
O Pentium D é a versão de dois núcleos do
Pentium 4, e o Pentium
Extreme Edition é a versão do Pentium D com
tecnologia HyperThreading
habilitada.
Os processadores Pentium D e Pentium Extreme
Edition podem ser
encontrados em duas versões de núcleos:
Smithfield e Presler.
O Pentium D e o Pentium Extreme Edition são
baseados na arquitetura
Netburst, ou seja, apesar do nome diferente, eles
Microprocessadores
Celeron Série 400 (Conroe
L)
Os processadores Celeron da série 400 são
baseados na microarquitetura Core, a
mesma usada pelos processadores Core 2
Duo , porém, possuem apenas um núcleo.
Características técnicas
do Celeron 400
Baseado no núcleo Conroe-L, o mesmo do Core 2 Duo porém com
apenas um único núcleo de processamento
Tecnologia de Fabricação: 65 nm
Cache L1: 64 KB, 32 KB para instruções e 32 KB para dados.
Cache L2: 512 KB.
Clock externo: 800 MHz (200 MHz transferindo quatro dados por
pulso de clock)
Encapsulamento: FC-LGA6
Soquete: 775.
Instruções SSE, SSE2 e SSE3
Tecnologia Execute Disable
Tecnologia EM64T (tecnologia de 64 bits)
Tabela com os modelos
Celeron 400
sSpec
Modelo
Clock
Interno
Alimentaçã
o
TDP
SL9XL
440
2 GHz
1,050V 1,300V
35 W
SL9XN
430
1,80 GHz
1,050V 1,300V
35 W
SL9XP
420
1,60 GHz
1,050V 1,300V
35 W
Microprocessador
Pentium E
O Pentium E é uma versão de baixo custo do Core 2 Duo,
lançada pela Intel em 2007 com o objetivo de substituir os
diversos modelos do Pentium D como processadores de
"médio custo", mais caros que os Celerons, mas em
compensação mais baratos que o Core 2 Duo.
O Pentium E é uma versão economica do Core 2 Duo,
com menos cache L2 e frequências mais baixas de
operação.
As versões iniciais do Pentium E são o Pentium E2140
(1.6 GHz, 1 MB, 800 MHz) e o Pentium E2160 (1.8 GHz, 1
MB, 800 MHz). Estes dois processadores foram os
primeiros processadores baseados na plataforma Core a
serem vendidos por menos de US$ 100.
Microprocessador
Core 2 Duo
O Core 2 Duo é o sucessor do Pentium 4, este é o
primeiro processador para desktop a usar a nova
microarquitetura Core.
O lançamento do processador Core 2 Duo (nomecódigo Conroe) marca o início de uma nova geração de
processadores baseados na nova microarquitetura Core e
declara de uma vez por todas o fim da microarquitetura
Netburst usada desde 2000 pelos processadores Intel de
7ª geração.
O Core 2 Duo é o nome Comercial para o processador
de nome-código Merom (para notebooks) ou Conroe (para
desktops), que utiliza a nova microarquitetura Core da
Intel.
Microprocessador
Core 2 Quad
O Core 2 Quad também utiliza a
nova microarquitetura Core que é
baseada no Pentium M e no
Pentium III.
O Core 2 Quad é um Core 2 Duo
com quatro núcleos
Microprocessador
Core 2 Extreme
O Core 2 Extreme QX6700 foi o primeiro
processador de quatro núcleos lançado pela
Intel.
O Core 2 Extreme é que o extreme trabalha
com clocks mais elevados e tem o multiplicador
de clock destravado, o que permite fazer
overclock alterando o multiplicador de clock do
processador.
Microprocessadores
Atuais
AMD
Microprocessadores
Athlon 64
Os microprocessadores mais novos da AMD encontrados no
mercado atualmente são baseados na arquitetura do Athlon 64.
Existem 5 variações deste processador, o Athlon 64 FX, o Athlon
64 X2, Athlon 64 Mobile, Turion 64 e o Opteron .
A principal caracteristica da arquitetura Athlon 64 é a
presença do controlador de memória dentro do proprio
microprocessador e não no chipset, como os processadores
anteriores da AMD.
Com isso a comunicação entre o microprocessador e os
módulos de memória é feita através de um barramento
independente, enquanto que a comunicação entre o
microprocessador e o chipset e feita através de um barramento
independente denominado Hyper Transport.
Outras características
encontradas na arquitetura Athlon 64
O processador não é vendido com
base em seu clock de operação, mas
sim através de um indicativo de
desempenho chamado “performance
rating” ou PR.
Podem acessar até 1 TB (terabyte)
de memória RAM (barramento de
endereços de 40 bits, 2^40 = 1 T
Microprocessador Athlon 64
O Athlon 64 pode ser encontrado em versões para o
soquete 754, soquete 939 e o novo soquete AM2.
As versões para soquete 939 e soquete AM2 podem
utilizar a configuração dual channel, dobrando a taxa de
transferência no acesso à memória desde que se use dois
módulos de memória. Os processadores soquete 754 e
939 aceitam somente memórias DDR, enquanto que os
processadores soquete AM2 aceitam somente memórias
DDR2.
O Athlon 64 pode se encontrado com diferentes versões
de núcleo.
Microprocessador Athlon
64 FX
O Athlon 64 FX é um processador destinado
para usuários que utilizam jogos. Originalmente
a diferença entre o Athlon 64 e o Athlon 64 FX
era a quantidade de memória cache L2 (512 KB
no Athlon 64 vs. 1 MB no Athlon 64 FX) e maior
flexibilidade para overclock, já que ele vinha
com o multiplicador de clock destravado.
Quando o processador Athlon 64 começou
ser vendido também com 1 MB de cache L2, a
diferença entre eles passou a ser apenas o
multiplicador de clock destravado.
Microprocessador Athlon 64 X2
(Athlon X2 Dual Core)
O Athlon 64 X2 é um Athlon 64 com tecnologia
de núcleo duplo, ou seja, ele possui dois
processadores dentro de um só.
Todos os processadores Athlon 64 X2 são
encontrados para soquete 939 e AM2.
A AMD também mudou o nome do
processador Athlon 64 X2, que passa agora a
ser chamado de Athlon X2 Dual Core.
Processadores
para
Notebooks
Intel
Microprocessador
Pentium M
O Pentium M é o processador da Intel voltado para o
mercado de notebooks e utilizado nas primeiras gerações
da plataforma Centrino.
O processador Pentium M da Intel foi lançado em
março de 2003, usando a microarquitetura x86 de sexta
geração da Intel, ou seja, a mesma arquitetura usada
pelos processadores Pentium Pro, Pentium II e Pentium
III.
Os processadores Pentium M podem ser encontrados
em duas versões de núcleos: Banias (fabricado usando
processo de 130 nm) e Dothan (fabricado usando
processo de 90 nm).
Microprocessador
Celeron M
Os Celeron M são a linha de “Baixo
– custo” da Intel para notebooks
baseados no Pentium M.
Existem modelos baseados nos
núcleosBanias, Shelton, Dothan,
Yonah e Meron. A maioria deles tem
diminuição na quantidade de
memórias cache, é isso que
barateia o seu custo.
Microprocessador
Core Duo
O Core Duo foi o primeiro processador da Intel voltado
para o mercado de notebooks a ter tecnologia de dois
núcleos.
Este processador é um Pentium M com dois núcleos
de processamento e construído com tecnologia de 65 nm
(lembrando que o Pentium M é atualmente construído
com tecnologia de 90 nm).
O cache de memória L2 do Core Duo é de 2 MB
compartilhado entre os núcleos (a Intel chama esta
implementação de cache L2 compartilhado de “Smart
Cache”, ou “cache inteligente”).
O Core Duo Assim como o Core Solo faz parte da
plataforma Centrino
Microprocessador Core
Solo
O Core Solo é a versão do Core Duo
com apenas um núcleo de
processamento. Ele mantém as
outras especificações técnicas do
Core Duo.
Microprocessador Core
2 Solo
Este é o sucessor do Core Solo e
tecnicamente um Core 2 Duo com
um só núcleo (core).
Microprocessador Core 2
Duo
O Core 2 Duo já foi apresentado
neste trabalho. Mas ele também
possui uma linha adaptada para
notebooks que pode ser encontrada
no nosso trabalho.
Microprocessador Core 2
Extreme
O Core 2 Extreme já foi apresentado neste
trabalho, mas ele possui uma versão para
notebooks representada pelo nome X7900.
Tendo praticamente a mesma estrutura
apresentada anteriormente mas dotada de:
4 MB de cache L2 compartilhado
Barramento frontal de 800 MHz
A Plataforma Centrino
Intel
Centrino não é um processador para notebooks,
mas sim uma plataforma composta por um
conjunto de componentes específicos ditados pela
Intel: um determinado processador, um
determinado chipset e uma determinada rede sem
fio.
Até o momento existem quatro gerações da
plataforma Centrino.
Carmel -março de 2003. Formada pelo processador Pentium M
(com núcleo Banias), chipset Intel 855 Express e rede sem fio
Intel PRO/Wireless 2100 (802.11b).
Sonoma -Julho de 2004. Formada pelo processador Pentium
M (com núcleo Dothan), chipset Intel 915 Express e rede sem fio
Intel PRO/Wireless 2200 ou 2915ABG (802.11a/b/g).
Napa. Formada pelo processador Core Duo (núcleo Yonah) ou
Core 2 Duo (núcleo Merom), chipset Intel 945 Express e rede sem
Processadores
Para
Notebook
AMD
Microprocessador
Mobile Athlon 64
Os primeiros processadores mobile baseados no Athlon
64 foram os Mobile Athlon 64, que nada mais eram do que
versões adaptadas dos processadores para desktop.
Por questões relacionadas ao custo e ao consumo
elétrico, a AMD optou por utilizar o soquete 754 em toda a
leva inicial de processadores mobile, adotando o uso de
um barramento dual-channel com a memória apenas a
partir do Turion X2.
As primeiras séries eram baseadas no core
ClawHammer, de 0.13 micron. Com exceção do
encapsulamento, eles não tinham nada de diferente dos
processadores para desktop.
Microprocessador Turion 64
O Turion 64, é uma versão mobile do Athlon 64 soquete 754, que
operava a freqüências mais baixas e incluía o PowerNow.
Além de ser relativamente barato, o Turion oferecia um desempenho
muito bom, chegando a superar o Pentium M baseado no core Dothan
em diversas aplicações, e era relativamente econômico em termos de
consumo elétrico.
Levando em conta apenas a questão do processador, o Turion era
competitivo com o Pentium M e era uma escolha muito melhor que o
Celeron-M.
Assim como os processadores soquete 754 para desktop, eles
suportam apenas módulos DDR (sem suporte a DDR2) o que,
combinado com o acesso single-channel, estrangula o barramento com
a memória, prejudicando o desempenho do processador em diversas
aplicações.
Esta versão inicial do Turion 64 foi chamada de Lancaster e, assim
como o Venice, era produzida usando a técnica de 0.09 micron e
oferecia suporte a SSE3 e instruções de 64 bits, além do suporte ao
PowerNow.
Microprocessador Turion X2
O próximo passo da AMD foi o lançamento do Turion X2, com o objetivo
de competir com o Core 2 Duo baseado no core Merom.
O Turion X2 é, essencialmente, uma versão de baixo consumo do
Athlon X2, que preserva as mesmas características básicas, como o uso
do Crossbar Switch, o controlador de memória DDR2 dual-channel
(compartilhado entre os dois núcleos) e o uso do barramento
HyperTransport.
Naturalmente, o fato de ser um processador mobile torna necessário o
uso de um gerenciamento mais agressivo de energia.
O Turion X2 adotou o uso do soquete S1, uma versão mobile do
soquete AM2, onde também são utilizados módulos de memória DDR2,
com suporte a dual-channel. Como nem todos os fabricantes utilizam
dois módulos de memória (sobretudo nos modelos de baixo custo),
nota-se um certo ganho de desempenho ao instalar um segundo
módulo, não apenas pelo aumento no volume de memória instalada,
mas também pela ativação do dual-channel.
A safra inicial, lançada em 2006, inclui os Turions baseados nos
cores Taylor e Trinidad. Ambos são fabricados utilizando a mesm
Lançamentos da Intel
A Intel indicou que a sua tecnologia de gravação em
0,045 mícron lhe proporcionará de 18 a 24 meses de
vantagem sobre a AMD.
Pode-se ver pelas cores dos quadros da figura a que
a Intel está agora comprometida em lançar uma nova
microarquitetura a cada dois anos, em anos pares,
com uma versão aprimorada de cada nova
microarquitetura lançada no ano seguinte, ou seja,
em anos ímpares.
Penryn
O Penryn é o codinome do núcleo que será
usado pelos processadores Core 2 e Xeon
baseados na microarquitetura Core fabricada
com processo de 45 nm. Além do novo
processo de fabricação, este núcleo trará novos
recursos.
Além de utilizar a tecnologia de fabricação de
45nm, o núcleo Penryn é um aprimoramento da
microarquitetura Core, trazendo algumas novas
características.
Características
Cache de memória L2 maior (até 6 MB para os processadores de
dois núcleos e até 12 MB para os processadores de quatro núcleos).
Caches com divisão de carga.
Barramentos externos mais rápidos (até 1.600 MHz).
Novo conjunto de instruções SSE4 (que traz 47 novas instruções
SSE para o processador).
Tecnologia de Desligamento Profundo (Deep Power Down,
apenas nos processadores para notebooks).
Tecnologia de Aceleração Dinâmica Avançada (EnHanced Intel
Dynamic Acceleration, apenas nos processadores para notebooks).
Circuito divisor usando o algoritmo Raiz-16 (aprimoramento da
unidade de ponto flutuante).
Unidade “Shuffle” aprimorada (aprimoramento da unidade de
ponto flutuante).
Tecnolo
Microarquitetura Nehalem
Será baseada na microarquitetura Core.
Terá capacidade de até oito núcleos por processador.
Trará a Tecnologia HyperThreading para a
microarquitetura Core. Renomeada para Multi-Threading, esta
tecnologia simula dois núcleos lógicos em cada núcleo físico
do processador.
Alguns modelos terão um controlador de vídeo integrado.
Cada núcleo terá seu próprio cache L2 e o processador
terá um cache L3 compartilhado entre todos os núcleos.
Westmere e SandyBridge
Pouco se sabe ainda sobre essas novas fases da
produção de microprocessadores. Mas o que se sabe é
que a WestMere será uma evolução da arquitetura
Nehalem e que introduzirá no mercado a tecnologia de
32nm.
Um ano depois uma nova microarquitetura será
lançada, com o nome de Sandy Bridge, utilizando também
a tecnologia de 32nm, esta provavelmente trabalhará com
os controladores de vídeo integrados ao processador,
assim como controladores de memória, livrando o chipset
destas tarefas. Ao que tudo indica será utilizado um novo
Slot.
Arquitetura K10
K10 é o nome da nova arquitetura que será
usada pelos os novos processadores da
AMD, como o Phenom e o Opteron baseado
no tão aguardado núcleo “Barcelona”.
A nova arquitetura K10 é baseada na
arquitetura K8 (também conhecida como
AMD64) com alguns melhoramentos. A
Figura 1 apresenta os principais
aprimoramentos trazidos pela
microarquitetura K10 em relação à
microarquitetura K8.
E Baseado nessa
Arquitetura
Opteron Quad-Core
Microprocessadores Deneb, Propus,
Heka e Regor
esperados para dezembro, o futuro da AMD chama-se Deneb,
Propus, Heka e Regor.
Para o segundo semestre de 2008, está previsto o
aparecimento dos processadores quadrinucleares Deneb e
Propus. Eles inaugurarão o processo de gravação em 45 nm
pela AMD
O Regor e o Heka chegarão pelo menos seis meses mais tarde
que seus companheiros quadrinucleares para o segmento
“high-end”: apenas no primeiro semestre de 2009. Como o
roadmap leva a um prazo relativamente longo, ele permanece
como mais uma bola de cristal.
Microprocessador Bulldozer
E um revigoramento dos seus processadores Turion 64
X2, os processadores Dual Core Mobile
Conhecidos sob o nome de Bulldozer, estes novos
processadores serão o segundo modelo da AMD a
se beneficiar do processo de gravação de 45 nm.
Este processador deverá ser lançado por
volta do primeiro período de 2008.