Arquitetura de Computadores: 2009

CPU

A CPU (Central Processing Unit em inglês, ou Unidade Central de Processamento), microprocessador ou Processador é a parte de um computador que processa as instruções contidas no software. Na maioria das CPUs, essa tarefa é dividida entre uma unidade de controle que dirige o fluxo do programa a uma ou mais unidades de execução que executam operações de acordo com as instruções recebidas pelo software.

O que é processador???
O processador, é um circuito integrado de controle das funções de cálculos e tomadas de decisões de um computador, por isso é considerado o cérebro do mesmo. Ele faz parte de um importante elemento do computador, a Unidade Central de Processamento (em inglês CPU: Central Processing Unit). Hoje todos os circuitos e chips dispostos em diversas placas que compunham a Unidade Central de Processamento estão integrados no microprocessador.

Algumas marcas

Intel http://www.intel.com/
AMD http://www.amd.com/gb-uk/

Evolução dos processadores Intel (Gama Desktop)

1971: Microprocessador 4004
O 4004 foi o primeiro microprocessador da Intel. Esta invenção revolucionária deu um novo poder à calculadora da Busicom e abriu o caminho para o embutimento de inteligência em objectos inanimados, bem como nos computadores pessoais.

1972: Microprocessador 8008
O 8008 era duas vezes mais poderoso que o 4004. De acordo com a revista Radio Electronics, Don Lancaster - um grande aficionado dos computadores - usou o 8008 para criar um predecessor do primeiro computador pessoal, um aparelho chamado pela revista de «TV tipewriter». Era usado apenas como terminal de escrita.

1974: Microprocessador 8080
O 8080 tornou-se no cérebro do primeiro computador pessoal - o Altair, alegadamente chamado assim devido a destino da um Starship Enterprise num episódio da série de televisão Star Trek. Aficionados dos computadores podiam comprar um kit para o Altair por $US 395. Em apenas alguns meses vendeu dezenas de milhar, causando a primeira quebra de mercado na história dos computadores.

1978: Microprocessador 8086-8088
O 8086 foi esquecido para o primeiro PC, mas ainda foi usado mais tarde em alguns computadores. Era um verdadeiro processador de 16 bits e comunicava com as placas por uma ligação de dados de 16 vias. Mas em 1979 a venda à nova divisão de computadores pessoais da IBM fez do 8088 o cérebro do novissímo êxito da IBM - o IBM PC. O sucesso do 8088 introduziu a Intel nas listas da Fortune 500, e companhia ainda foi nomeada como "Triunfos Empresariais dos Anos Setenta". Era um processador de 16 bits, mas comunicava com as placas apenas por uma ligação de 8 bits. Trabalhava a uma estonteante velociade de 4 MHz e ainda a fantastica capacidade de memoria de 1MB de RAM.

1980: Microprocessador 80186
O «80186» foi um chip muito popular. Muitas versões foram desenvolvidas na sua historia. O cliente podia escolhar entre CHMOS e HMOS, versões de 8 bits e 16 bits dependendo do que quisesse comprar. Um chip CHMOS podia trabalhar ao dobro da velociade do relogio e a um quarto da gasto de energia do chip HMOS. Em 1980, a Intel lançou a familia «Enhanced 186». Todos eles partilhavam um mesmo desenho do nucleo. Tinham um nucleo de 1 micron e trabalhavam a cerca de 5MHz e a 3 volts.

1982: Microprocessador 80286
Mais conhecido por 286, foi o primeiro processador que executava todo o sotfware escrito para o seu predecessor. Esta compatibilidade de software continua a ser uma tradição na familia de processadores da Intel. Em apenas 6 anos após o lançamento, estima-se que se compraram cerca de 15 milhões de computadores pessoais baseados no 286 em todo o mundo.Era um processar a 16 bits capaz de endereçar memoria até 16MB de RAM. E era também capaz de trabalhar com memoria virtual. O 286 foi o primeiro processador "real". Foi também com ele que se introduziu o conceito de protection mode. Isto é a habilidade de ter multitarefas, ie, ter diferentes programas a correr em separado mas ao mesmo tempo. Esta nova habilidade não foi aproveitada pelo DOS, mas felizmente modernos Sistemas Operativos como o Win 9x e Unix tiram bastante partido desta qualidade. Este chip foi udaso pela IBM no seu PC AT. Trabalhava a cerca de 6MHz, e modelos posteriores conseguiram trabalhar a 20MHz. Estes processadores são hoje usados apenas como pisa-papeis, mas muita gente tambem os usa.

1985: Microprocessador 386(TM)
O microprocessador Intel 386TM era constituido por 275,000 transistors - mais de 100 vezes quantas o 4004 original. Foi com este chip que tudo verdadeiramente começou. Com este chip os PC´s passaram a ser ferramentas de trabalho bastante uteis. O 386 foi o primeiro processador de 32 bits para PC´s. Podia, por conseguinte, consumir o dobro de informação em cada ciclo de relogio e conseguia brincar com placas de tambem 32 bits. Podia comunicar com qualquer coisa como 4 GB de memoria real e 64TB de memoria virtual. Este menino mal comportado podia trabalhar em conjunto com um co-processador matematico - o 80387. Tinha tambem 16 bytes de cache, e usava-os todinhos. A versão reduzida deste chip foi o 386SX. Este foi um chip magro, mais barato de fazer. Comunicava com as placas por um caminho de 16 bits. A velociade dos 386 variou entre os 12.5MHz e os 33MHz - eu tive um a 25MHz com 2MB de RAM e HD de 52MB, e ainda o guardo. Os chips 386 foram desenhados para serem user friendly. Todos os chips desta familia eram compativeis pino-por-pino e tambem eram compativeis a nivel dos binarios com as anteriores familias dos 186, significando isto que os utilizadores não precisavam de comprar novo software para os usar. Ainda, os 386 tinham a capacidade de poupar energia pois trabalhavam a baixa voltagem e usavam o System Management Mode(SMM) que podia desligar alguns dos componentes para poupar energia. Globalmente, este chip foi um grande avanço no, e para o desenvolvimento dos chips. Foi ele que definiu o padrão para os chips que se seguiram, pois tinha um desenho simples com o qual os investigadores conseguiam facimente trabalhar.

1989: Microprocessador 486(TM) DX
Esta foi a geração seguinte na historia do processador. Passou-se de uma computação de linha de comandos para uma de apontar-e-picar. O processador 486TM foi o primeiro a oferecer um coprocessador matemático built-in, o que acelarava bastante a computação de complexas funções matemáticas no processador central. E ainda era muito mais rapido. Este chip foi puxado até aos 120 MHz. Ainda hoje é usado em grande escala. O primeiro membro desta familia do 486 foi o 486SX. Era muito eficiente em gastos de energia e tinha uma grande performance para a altura. O seu desenho eficiente leveu a inovações ao nivel da cobertura. O 486SX vinha num envolucro "176 lead Thin Quad Flat Pack(TQFP)" e tinha a espessura de um quarto. O membro seguinte da familia 486 foi o DX2s e o DX4s. As suas velocidades foram obtidas devido à tecnologia de multiplicação-de-velocidade que habilitava o chip a trabalhar a um ciclo de relógia superior ao do bus. Também introduziram o conceito de RISC - Reduced Instrution Set Chip - qua apenas faziam umas coisinhas, mas faziam-nas muito rapidamente. Isto tornou o chip muito mais eficiente e separou-o completamente dos anteriores x86. O DX2 oferecia 8K de write-through cache e o DX4 16K. Esta cache ajuda o chip a manter o seu "um ciclo por instrução" devido ao uso do RISC. Embora estivesse dividido entre SX e DX ambos eram processadores de 32 bits, mas o SX não tinha coprocessador. Mesmo assim o SX conseguia ser cerca de duas vezes mais rápido que o 386.

1993: Processador Pentium®
A Intel levou o PC ao nível dos 64 bits com este processaor. É composto por 3.3 milhões de transistors e trabalha a 100 milhóes de instruções por segundo (MIPS). O Pentium® permitiu aos computadores mais facilmente operar sobre data tal como a fala, o som, a escrita e a fotografia. O próprio nome Pentium® tornou-se uma palavra quase que doméstica pouco depois da sua introdução. A familia Pentium® é constituida pelos processadores com velocidade de relógio de 75/90/100/120/133/150/166/200 MHz e são compativeis com todos os sistemas operativos desde o MS-DOS e Win 3.1, ao Unix e OS/2.O seu design superescalar consegue executar duas instruções por ciclo de relógio. A memória cache separada e a unidade de virgula flutuante canalizada (pipelined floating point unit) aumenta a sua performance muito para além dos outros chips x86. Tem habilidades de gestão de energia SL e tem a capacidade de trabalhar como uma equipa com outro Pentium®. O chip comunica como as suas placas por um bus de 64 bits. Tem 273 pinos que que o conectam com a placa-mãe. Internamente, não ostante, são realmente dois chips fde 32-bits ligados que dividem o trabalho. Este chip vem com 16K de cache built-in. O Pentium® porque é bastante rápido também aquece demais. Portanto, o uso de uma ventoinha é necessário. Mais recentemente a Inetl lançou uma versão mais eficiente deste chip que trabalha a 3,3 volts, em vez dos habituais 5 volts, o que reduziu a temperatura e o gasto de energia.Mais uns extras: o processador tem um arranque rápido que carrega pedaços de data de 265-bits para a cache num único ciclo de relógio. Consegue transferir dados para a memória até à velocidade de 528MB/Sec. Ainda, a Intel suportou a tarefa de colocar directamente no chip vários comandos usados muito frequentemente. Isto passa ao lado da tipica livraria de comandos do microcódigo. Também executa um auto-teste - built-in - a quando do reset.

1995: Processador Pentium® Pro

Lançado no outono de 1995, o Pentium® Pro foi desenhado para servidores e correr aplicações de 32-bit, permitindo CAD (computer-aided design), engenharia mecanica e computação cientifica mais rápida. Cada Pentium® Pro era construido conjuntamente com um chip de acelaração da memória cache. O poedroso Pentium® Pro tinha 5.5 milhões de transistors.

1997: Pentium® II Processor

Os 7.5 milhões de transistor do Pentium II já incorporam a tecnologia MMX (MultiMedia eXtensoins), a qual foi desenvolvida especialmente para processar video, audio , dados gráficos de um modo eficiente. É empacotado com um chip de memória cache super-rápido num inovador cartucho Single Edge Contact (SEC) que conecta com a placa-mãe por uma única extremidae, por oposição aos multiplos pinos. Com este chip, os utilizadores do Pc podem facilmente capturar, editar e trocar fotografia digital com amigos e familia; editar e adicionar texto, som a pequenos videos domesticos e depois através de uma simples limha de telefone envia-los pela Internet