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ÍNDICE
1. INTRODUÇÃO A MICROPROCESSADORES...........................................................
2. MICROPROCESSADOR E MICROCOMPUTADOR.................................................
3. PROGRAMAÇÃO..........................................................................................................
4. PALAVRAS DO COMPUTADOR................................................................................
5. COMPRIMENTO DA PALAVRA................................................................................
6. MICROCOMPUTADOR ELEMENTAR......................................................................
7. AS EVOLUÇÕES DOS MICROPROCESSADORES..................................................
GERAÇÃO..........................................................................................................
GERAÇÃO..........................................................................................................
GERAÇÃO..........................................................................................................
GERAÇÃO..........................................................................................................
GERAÇÃO..........................................................................................................
GERAÇÃO........................................................................................................
- PROCESSADORES AMD (Advanced Micro Devices)..............................................
- PROCESSADOR AMD DURON................................................................................
- PROCESSADORES ATHLON XP..............................................................................
- PROCESSADORES INTEL®.......................................................................................
- PROCESSADORES CELERON 2,4 GHZ...................................................................
13. PENTIUM 4 DE 64 BITS.............................................................................................
- PENTIUM 4 x ATHLON.............................................................................................
- CONCLUSÕES............................................................................................................
- BIBLIOGRAFIA..........................................................................................................
1. INTRODUÇÃO A MICROPROCESSADORES
O Microprocessador é o principal componente de um computador. Porém, é importante entender que o desempenho de um computador não é determinado apenas pelo processador, e sim pelo trabalho conjunto de todos os seus componentes: placa mãe, memória RAM, HD, Placa de Vídeo, etc. A primeira característica a considerar num computador é sua unidade central de processamento, que poderá fornecer uma série de indicações sobre o equipamento. A CPU (Central Processing Unit), também pode ser chamada de processador ou microprocessador. Tudo o que acontece num computador provém Do microprocessador, que gerência todos os recursos disponíveis no sistema, seu funcionamento é coordenado pelos programas, que indicam o que deve ser feito e quando. Basicamente, microprocessador executa cálculos como somas e comparações entre números, mas com uma característica muito especial: uma velocidade extremamente elevada. O que as diferenciam é sua estrutura interna e, o mais importante, o fato de cada uma ter seu conjunto de instruções próprio, esse é um dos principais motivos da incompatibilidade entre os computadores. Cada etapa é denomina ciclo de instrução. Este ciclo se repete indefinidamente até que o sistema seja desligado, ou ocorra algum tipo de erro, ou seja, encontrada uma instrução de parada. Podemos dizer que as tarefas de um microprocessador podem ser divididas em duas categorias:
- Função processamento : Encarrega-se de realizar as atividades relacionadas com a efetiva execução de uma operação, ou seja, processar.
- Função Controle : É exercida pelos componentes da UCP (UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO), que se encarregam das atividades de busca, interpretação e controle da execução das instruções, bem como do controle da ação dos demais componentes do sistema de computação.
2. MICROPROCESSADOR E MICROCOMPUTADOR
O microprocessador ou MPU é um elemento lógico complexo que executa funções lógicas, aritméticas e de controle. Geralmente o microprocessador é embalado num único CI. Um microcomputador contém diversos circuitos além do microprocessador. Entre esses circuitos tem-se memórias para guardar informações, adaptadores de interfaces para se conectar o microcomputador ao mundo exterior, clock para agir como temporizador para o sistema. A figura a seguir mostra um microcomputador típico. As setas indicam condutores destinados ao fluxo de informações binárias. As setas largar indicam diversos condutores em paralelo. Um grupo de condutores que conduzem informações é chamado de bus. Na figura o microcomputador está dentro da linha tracejada, sendo que a porte fora da linha é denominado mundo exterior, e todos microcomputadores devem ter meios de comunicação com ele. A informação recebida pelo microcomputador do mundo externo é chamada de dado de entrada e a informação transmitida para o mundo exterior pelo microcomputador é chamada de dado de saída. As informações de entrada podem vir de dispositivos tais como chave mecânicas, leitoras de fita, teclados, outros computadores, etc. As informações de saída podem ser enviadas a vídeo displays, perfuradoras de papel, impressoras, etc.
Bit15 Bit 1 palavra = 2 bytes
6. MICROCOMPUTADOR ELEMENTAR
A principal dificuldade para se aprender microcomputadores é a complexidade do seu principal componente, o microprocessador. O microprocessador pode ter uma dúzia ou mais de registros com tamanhos variáveis de 1 até 16 bits. O microprocessador tem diversas instruções, algumas das quais podem ser executadas de diversos modos diferentes. Além disso o microcomputador tem o bus de dados (data), endereço(address) e controle (control). O microcomputador da figura a seguir é uma versão simplificada de um produto real. A figura mostra o diagrama básico do microprocessador, a memória e o circuito I/O.
Dentro de um processador temos vários conjuntos de dispositivos que permitem que ele execute suas operações tais como:
- A UAL (unidade aritmética e lógica) é o dispositivo do microprocessador que executa realmente as operações matemáticas com os dados.
- Os registradores servem para armazenar os dados para que eles possam ser passados para a UAL, eles funcionam como uma memória auxiliar da UAL.
- A Unidade de Controle é o dispositivo mais complexo do processador. Ela recebe instruções da unidade de I/O, as converte em um formato que pode ser entendido pela unidade de aritmética e lógica, e controla qual etapa do programa está sendo executado.
- O Relógio é o dispositivo gerador de pulsos chamado de ciclo. A freqüência é a quantidade de vezes que esses ciclos se repetem em um segundo. A unidade de medida é Hz.
- O registrador de instrução tem a função específica de armazenar a instrução a ser executada pela UCP.
- Contador de Instrução é o registrador cuja função específica é armazenar o endereço da próxima instrução a ser executada.
- O Decodificador de Instrução é um dispositivo utilizado para identificar as operações a serem realizadas.
- Registrador de Dados de Memória - RDM e Registrador de Endereços de Memória – REM São os registradores utilizados pela UCP e memória para comunicação e transferência de informações. Em geral o RDM possui um tamanho igual ao da palavra do barramento de dados, enquanto o REM possui um tamanho igual ao dos endereços da memória.
O barramento de controle forma juntamente com o barramento de dados e de endereço o conjunto de barramentos do microprocessador.
Velocidade de um microprocessador esta relacionada de acordo com o número de bits internos, quanto maior essa quantidade de bits maior será a velocidade. A quantidade de bits que o microprocessador consegue transferir e recuperar da memória está diretamente relacionada com o número de bits externos. Na execução paralela de instrução, as instruções seguem um fluxo único de processamento. Existem duas plataformas de processadores, os processadores CISC e RISC.
- Cisc (Complex instruction set computer), é capaz de executar várias centenas de instruções complexas, sendo extremamente versátil.
- Risc são capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples. Justamente por isso, os chips baseados nesta arquitetura são mais simples e muito mais baratos, outra vantagem dos processadores Risc (Reduced instruction set computing), é que por terem um menor número de circuitos interno, pode trabalhar com clocks mais altos.
- Atualmente temos os processadores híbridos , que são essencialmente processadores Cisc, porém que possuem internamente núcleos Risc. Assim, à parte Cisc do processador pode cuidar das instruções mais complexas, enquanto que o núcleo Risc pode cuidar das mais simples, nas quais é mais rápido.
7. AS EVOLUÇÕES DOS MICROPROCESSADORES
A história do 8088 é mais simples ainda que a do 8086. Como criar um sistema para o 8086 consistia em utilizar componentes mais rápidos e mais caros que os disponíveis na época, criou-se um processador que se encaixava nas condições existentes. Pronto, só isso. A adaptação consistiu em reduzir a velocidade do barramento externo de 16 para 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 dos modens atuais.
7.2. GERAÇÃO 2
i
Este é o único exemplar da segunda geração de processadores. O 286 chegou para tomar de assalto o lugar dos processadores de primeira geração. A IBM lançou o 286 inicialmente no seu IBM PC-AT (advanced tecnology, ou tecnologia avançada). Depois vieram os clones. Deste, os mais famosos foram os Compaq. A Compaq usou o 286 em 6 micros e a IBM em 5, sendo 4 destes modelos PS/2.
O abismo entre o 286 e seus antecessores é enorme. Basicamente foram três diferênças importantes. A primeira foi a capacidade de utilizar até 16 Mb de memória, dezesseis vezes mais que os da geração anterior.
A segunda foi a criação da memória virtual. Com este recurso o processador poderia utilizar outras fontes de memória externas para simular memória interna. Assim, além dos 16 Mb de memória real que o 286 podia manipular, era possível simular mais 1 bilhão de bytes.
A terceira melhoria foi a multitarefa de hardware. Não significa que o processador era capaz de executar multitarefa real (preemptiva), como conhecemos hoje. Esta é a multitarefa cooperativa, onde o processador executa os programas em intervalos, pulando de um para o outro numa velocidade tão alta que os programas parecem estar rodando simultaneamente.
Ainda existia uma outra característica. Enquanto os processadores anteriores executavam sempre no modo real, o 286 poderia trabalhar também no modo protegido. No modo real ele agia como os processadores de primeira geração, o que manteve a compatibilidade entre gerações. Já no modo protegido é que ele brilhava. Programas eram executados em porções protegidas da memória, individualmente. Problemas em determinada aplicação não afetariam as outras. Já no modo real, programas mal-comportados poderiam comprometer todo o sistema.
Como o sistema operacional mais utilizado era o DOS, para a maioria de nada adiantou o 286 ter esta capacidade. O DOS ainda era baseado no 8086 e, logo, era limitado aos recursos deste processador, mesmo tendo o 286 à sua frente. Sistemas operacionais de verdade utilizaram estas capacidades especiais do 286. Foram o OS/2 e alguns tipos de UNIS (Xenix e AIX). Aqui se percebe como começou a saga dos GPF do Windows. No fundo, até o Windows 95 tem um pedaço do DOS 1 dentro dele.
7.3. GERAÇÃO 3
A terceira geração de processadores Intel foi outra senhora evolução de performance em relação a segunda geração. Até aqui a Lei de Murphy, talvez o cara mais otimista que já vi na minha vida, está totalmente correta. Relembrando os mais desmemoriados, Murphy praticamente profetizou que a cada 18 meses a performance dos processadores duplicaria. Até aqui ele está correto, o que não ocorre nos dias atuais.
Foi por volta desta geração que se começou a apelidar os processadores carinhosamente como os "oitões". O 386 era e ainda e conhecido pelos mais próximos como o "três-oitão".
i80386DX
Foi a primeira versão do "três-oitão". Também foi o primeiro processador totalmente de 32 bits, ou seja, ele operava tanto internamente quanto externamente a 32 bits. Este processador continuou a ter uma modalidade real para manter compatibilidade com os processadores anteriores. Mas o modo protegido era mais evoluído que o do 286. Foi a partir do 386 que se formou o conjunto de instruções padrão x86. Desde então, mínimas mudanças ocorreram no x86.
As capacidades de memória também cresceram. Era possível manipular, teoricamente, 4 Gb de memória real e 64 trilhões de bytes de memória virtual. Aliada a capacidade de processar 32 bits de uma vez só, o 386 se tornou capaz de executar programas muito mais complexos. Dando um exemplo no mundo dos games, Doom foi o primeiro jogo que eu tenho notícia a ser 100 % 32 bits, e por isso é que ele tinha toda aquela complexidade.
Não acabou por aqui, não! A Intel adicionou um novo modo de operação, o modo 86 virtual. Foi a partir daqui que começaram a aparecer os sistemas operacionais multitarefa, como o OS/2. O Windows 386 também usou esta habilidade para poder executar vários programas DOS em separado, protegidos um da capacidade destrutiva do outro. Os sistemas operacionais gráficos só se tornaram possíveis com este novo recurso do 386.
O 386 da Intel só ficou no 33 MHZ. Foi preciso que alguns clones aparecessem para que ele fosse mais longe. Os clones da AMD e da Cyrix atingiram um máximo de 40 MHZ. O motivo da Intel ter se limitado a esta velocidade parece ser receio de que um 386 fosse mais potente que um 486. De fato, um bom 386 de MHZ poderia ser comparado a um 486 dos mais simples.
7.4. 5ª GERAÇÃO
O Pentium é o primeiro microprocessador considerado de 5ª geração. Fabricado pela Intel, foi lançado em 1993, nas versões de 60 e 66 MHz. Os microprocessadores Pentium contêm mais de três milhões de transistores e já incluem co-processador matemático e memória cache. Foram lançadas versões de 75, 90, 100, 120, 133, 155, 166 e 200 MHz. Pentium é um microprocessador de 32 bits, mas com várias características de 64 bits. O Pentium MMX foi lançado no inicio de 1997 foram adicionadas 57 novas instruções. As novas instruções visavam melhorar o desempenho do processador em aplicações multimídia e processamento de imagens. O Pentium MMX pode ser encontrado em versões de 166, 200 e 233 Mhz. Todas usando barramento de 66 Mhz. A conexão é feita através do Soquete 7. O K-5 é o Pentium Compatível da AMD, oferece um desempenho bastante semelhante ao Pentium da Intel, perde apenas no desempenho do coprocessador aritmético que é lento se comparado ao da concorrente. O K5 não chegou a se tornar muito popular devido ao seu lançamento atrasado. Quando finalmente saíram as versões de 100 e 133 Mhz do K5, a Intel já havia lançado as versões de 166 e 200 Mhz do Pentium, ficando difícil a concorrência. O K6 , concorrente da AMD para o Pentium MMX, apresenta vantagens e desvantagens sobre ele. O K6 possui um cache L1 de 64 KB, contra os 32 KB do MMX, porem, é capaz de executar apenas uma instrução MMX por ciclo de clock contra duas do concorrente. O coprocessador aritmético interno também é bem mais lento do que o encontrado nos processadores Pentium, por isso, o K6 perde também em aplicativos que façam muito uso de cálculos de ponto flutuante. A escolha entre estes dois processadores, depende da aplicação à qual o micro se destina. Para jogos ou edição de imagens, o MMX é melhor, enquanto que para aplicações mais corriqueiras, o K6 é superior (e mais barato). No K6-2 a AMD incorporou 27 novas instruções. Essas instruções são chamadas de 3D-Now! e tem o objetivo de agilizar o processamento de imagens tridimensionais, funcionando em
- ACHE L2: Este de 256 KB operando na mesma freqüência de operação interna de processador. Comunica-se com o cache L1 através de um barramento de 256 bits fazendo com que esta comunicação seja mais rápida do que os das gerações passadas. Arquitetura superescalar: Unidade de execução superescalar com 7 unidades de execução, a unidade de execução simples operam internamente com o dobro do clock interno do processador. Barramento externo: opera transferindo 4 dados por pulso do clock, em vez de apenas um, como era nos processadores anteriores. Os processadores pentium 4 hoje disponíveis no mercado tem um padrão de pinagem chamados de soquete 423, precisando de uma placa mãe específica. Os novos modelos se chamarão de soquete 478. Conhecido como K7, ou Athlon , é da 7° geração utiliza uma nova arquitetura interna diferente da usada pelo K6. Essa arquitetura também é usada pelo processador da AMD DURON. Tem nove unidades de execução trabalhando em paralelo onde pode executar nove microinstruções simultaneamente, possui 3 unidades de processamento, 3 unidades de geração de endereços e 3 de ponto flutuante. O co-processador matemático que era muito ruim, foi redesenhado tendo assim um desempenho superior. Foram incrementadas 24 novas instruções 3D NOW. Barramento de endereço de 43 bits, onde permite que o processador acesse diretamente até 8 tb´s de RAM. Existem dois modelos de processadores ATHLON,o de cartucho e o de soquete. Tanto a AMD quanto a Intel lançaram recentemente novos modelos de seus processadores, trazendo modificações importantes em comparação aos modelos anteriores. O novo modelo da AMD, o Athlon XP 3200+ , trabalha externamente a 200 MHz transferindo dois dados por pulso de clock. Esse processador é o último exemplar dos processadores de 32 bits lançados pela AMD que será substituído pelo Opteron. O Opteron é o primeiro processador para a arquitetura CISC capaz de trabalhar a 64 bits utilizando as instruções IA-32 (conhecidas também pelo nome x86). Este é o primeiro processador de 64 bits utilizando as instruções IA-32, sendo que todos os processadores atualmente disponíveis no mercado trabalham a 32 bits. O Pentium 4 de 3 GHz , tem duas características que o tornam único. Primeiro trabalha externamente a 200 MHz, similarmente ao que ocorre com o processador da AMD. A segunda característica desse processador é a tecnologia HyperThreading, que simula a existência de dois processadores na mesma máquina. O processador Itanium da Intel também é capaz de trabalhar a 64 bits, mas este processador utiliza a arquitetura EPIC, possuindo um conjunto novo de instruções que receberam o nome de IA-64, o que torna necessário que os programas sejam desenvolvidos especialmente para o Itanium (o Itanium é capaz de rodar aplicações de 32 bits por possuir um tradutor interno que converte essas instruções em instruções IA-64). Os computadores evoluíram e continuam evoluindo numa velocidade extrema, os processadores ficam cada vez mais velozes e conseguem executar tarefas cada vez mais complexas num menor espaço de tempo. É preciso está atento às novas tecnologias, pois quando começamos a nos adaptar uma tecnologia, já está vindo outra.
- PROCESSADORES AMD (Advanced Micro Devices)
Athlon, nome-código Thunderbird, que não tem um novo nome comercial e está sendo chamado simplesmente de "novo Athlon" pela AMD. Esse processador tem 256 KB de memória cache L2 trabalhando na mesma freqüência de operação do processador e usa o soquete A, o mesmo tipo de soquete que o processador Duron. O Athlon convencional tem 512 KB de memória cache L2 acessada na metade da freqüência de operação interna do processador e é vendido em forma de cartucho, que usa um conector chamado slot A mesmo utilizados no mais novo processador da AMD o Semprom.
Apesar de o “novo Athlon” ter menos memória cache que o Athlon convencional, é bem provável que ele seja mais rápido, já que estará sendo acessado na mesma freqüência de operação do processador e não na metade desta, como ocorre no Athlon convencional.
Como você pode facilmente perceber, a AMD está usando a mesma estratégia da Intel em integrar o cache de memória dentro do próprio processador (o que o torna mais rápido) e vender o processador em formato PGA, isto é, para ser encaixado em um soquete e não mais usar um cartucho ,o que torna o processador mais barato.
É bom lembrar que o soquete A, usado pelo novo Athlon, Duron e agora no Semprom é incompatível com o soquete 370 usado pelo Celeron e Pentium III FC-PGA do fabricante INTEL.
OS 266 MHz de freqüência de operação são obtidos através da tecnologia DDR (Double Data Rate). Funciona da seguinte forma: normalmente, os processadores só transferem dados na subida do pulso de clock, isto é, quanto ele passa de 0 para 1. Os processadores Athlon e Duron transferem dados tanto na subida quanto na descida do pulso de clock (quando o clock passa de 1 para 0). Dessa forma, em vez de transferir um dado por pulso de clock, esses processadores transferem dois. Por isso que, apesar de fisicamente a freqüência de operação desses processadores ser de 100 MHz, dizemos que eles têm uma freqüência de operação de 200 MHz (na verdade eles obtém um desempenho igual a se estivessem trabalhando a 200 MHz). O mesmo ocorrerá com a freqüência de 266 MHz: os processadores trabalharão a 133 MHz externamente transferindo dois dados por pulso de clock, dobrando o desempenho (ou seja, trabalhando como se estivessem a 266 MHz).
9. PROCESSADOR AMD DURON
Duron é um dos diversos processadores da AMD. Anteriormente conhecido por seu nome- código Spitfire (ou Athlon Select), ele é um processador Athlon destinado a micros baratos, concorrendo diretamente com o Celeron da INTEL.
Assim como o Celeron, possui um cache L2 integrado dentro do processador (trabalhando na mesma freqüência de operação interna do processador), mas de apenas 64 KB (no Celeron esse circuito é de 128 KB e, no Athlon e no Pentium III, de 512 KB). Mas é bem provável que mesmo assim o Duron seja muito mais rápido do que o Celeron, já que o cache L1 do Celeron é de apenas 32 KB, enquanto que esse circuito do Duron é de 128 KB. Em outras palavras, apesar de o cache L2 do Duron ser menor que o do Celeron, o cache L1 é maior compensando o L2.
Mas a grande característica que diferencia o Duron de todos os demais processadores existentes hoje no mercado é o uso de um novo padrão de pinagem, chamado soquete A, que é um soquete de 462 pinos parecido com o usado pelo Celeron (que tem 370 pinos e, logo, incompatível). Isso significa que o Duron necessita de placas-mãe que usem esse novo tipo de soquete, sendo totalmente incompatível com as placas-mãe hoje existentes no mercado. Isto é, não dá para fazer upgrade de qualquer outro processador para o Duron trocando-se apenas o processador, mesmo que seu processador atual seja da AMD, isso causou um certo desconforto para usuários mais experientes, mas em compensação para os menos experientes esse novo processador é o ideal devido ao preço mais acessível.
Como você pode reparar, a AMD está usando a mesma estratégia da Intel para reduzir o custo de produção de seus processadores, passando a usar soquetes convencionais em vez de cartuchos (para quem não sabe, a Intel passou a produzir processadores Pentium III em forma de soquete em vez de cartucho para baratear o seu custo e vender mais). Parece que isso dará resultado. O modelo de 550 MHz do Duron foi lançado (nos Estados Unidos) a US$ 79,00, menos da metade do preço do processador Athlon de mesma freqüência, que custa U$ 169,00.
Processador Intel Itanium. Para enfrentar a constante expansão no volume de trabalho, os processadores Itanium favorecem alto nível de performance, estabilidade, confiabilidade e disponibilidade para utilização em servidores e worktations.
Processador Intel Xeon. As estações de trabalho com os processadores Xeon utilizam a micro arquitetura Intel NetBurst para fornecer poder de processamento para vídeo, áudio e as mais recentes tecnologias e elementos gráficos 3D da Internet.
Processador Intel Pentium III. Recomendado para os usuários tradicionais de hoje que buscam o equilíbrio entre preço e desempenho. O processador Pentium III oferece desempenho, versatilidade e compatibilidade para o gerenciamento de uma ampla variedade dos aplicativos de hoje no ambiente de negócios.
Processador Intel Pentium III Low Volt. Este processador extremamente eficiente é adequado para sistemas Ultra Portable com baterias menores. Seu desempenho é tão eficiente quanto o de um processador Pentium padrão de igual velocidade (MHz). Todos os processadores Pentium III oferecem desempenho, versatilidade e compatibilidade para o gerenciamento de uma ampla variedade dos aplicativos de hoje no ambiente de negócios.
Processador Intel Pentium III-M. O mais moderno, mais rápido e mais eficiente processador Intel recomendado para usuários móveis que exigem o melhor desempenho disponível, a preços razoáveis. Os processadores Pentium III-M oferecem maior velocidade na transferência de binários e maior duração da bateria, como resultado de uma versão compactada que utiliza um processo de produção de 0,13 mícron comparado ao processo de 0,18 mícron utilizado nos processadores Pentium III anteriores. As plataformas que utilizam esses processadores fornecem o melhor, mais rápido e mais eficiente desempenho de qualquer plataforma móvel no ambiente de negócios. Processador Intel Pentium 4. Projetado para acompanhar o avanço tecnológico, o processador Pentium 4 apresenta uma arquitetura completamente nova e aumenta a eficiência dos aplicativos e sistemas operacionais de hoje e de amanhã. Um sistema com processador Pentium 4 de alto desempenho ajuda a fornecer uma experiência em computação extremamente avançada. Ele oferece melhor desempenho para as atividades emergentes da Web e para os usuários de multitarefa. Apresenta também um barramento frontal de 400 MHz.
Processador Intel Pentium 4-M. Baseado na mesma tecnologia do popular Processador Pentium 4 para desktop, o Processador Pentium 4-M apresenta arquitetura similar com otimização de consumo de bateria e outras necessidades da computação móvel. Com o processador de maior performance disponível no ambiente móvel, equipamentos baseado no Processador Pentium 4-M proporcionam a mesma poderosa experiência de processamento esperada por usuários de desktops. Inigualável em tarefas 3D, o Pentium 4-M também oferece performance superior para as recentes atividades relacionadas a Web e usuários orientados a multitarefa. Os Processadores Pentium 4-M também esbanjam um barramento (Front Side Bus) de 400 Mhz.
Processador Intel Pentium 4 com Tecnologia Hyper-Threading. Processadores Intel Pentium 4 com tecnologia Hyper-Threading são rápidos e eficientes. A tecnologia Hyper-Threading permite que estes processadores rápidos funcionem mais eficientemente quando rodando várias tarefas ao mesmo tempo. Este benefício também é salientado quando vários aplicativos que requerem alto poder de processamento estão rodando simultaneamente. Dentro de cada processador Intel tem uma fila de instrução de ações
esperando para ser completada. Enquanto uma atividade está sendo executada, Hyper- Threading usa seções ociosas do processador para iniciar a próxima atividade. Este uso eficiente da energia de processamento capacita o usuário a trabalhar com múltiplos aplicativos mais eficientemente, desta forma mais tarefas podem ser executadas em menos tempo.
12. PROCESSADORES CELERON 2,4 GHZ
O Celeron é o processador mais simples da Intel, voltado para o mercado de iniciantes e de pessoas que não necessitam de muito poder de processamento. Esse processador passou por várias gerações e atualmente utiliza o mesmo núcleo e formato do processador Pentium 4. Ou seja, ele utiliza o mesmo tipo de placa-mãe desenvolvida para o Pentium 4 (soquete 478).
Apesar de visualmente o Celeron ser praticamente igual ao Pentium 4, há duas diferenças importantes entre esses dois processadores. Primeiro, o clock externo que o Celeron usa é de 100 MHz, enquanto que o Pentium 4 atualmente utiliza um clock externo de 133 MHz. A segunda diferença é em relação ao tamanho do cache de memória L2. Essa memória, que agiliza o acesso à memória RAM, é de 128 KB no Celeron, enquanto que o Pentium 4 atualmente possui 512 KB dessa memória fazendo uma diferença atordoante.
Dessa forma, podemos afirmar que o Celeron é uma versão mais lenta (e mais barata) do Pentium 4.
13. PENTIUM 4 DE 64 BITS
Pentium 4 de 64 bits veio pra concorrer de igual para igual com o Athlon 64 bits da AMD. As principais características desses processadores são:
- Extensões de 64 bits (EM64T)
- (^) Soquete 775
- Barramento externo de 800 MHz (200 MHz x 4)
- Tecnologia HyperThreading
- Tecnologia SpeedStep
- Tecnologia XD (eXecute Disable)
- Cache de memória L1 de 16 KB para dado e de 150 KB para instruções
- Cache de memória L2 de 2 MB Além desses processadores, a Intel lançou ainda o Pentium 4 Extreme Edition de 3,73 GHz com o novo barramento externo de 1.066 MHz e 2 MB de memória cache L2, que é o processador mais rápido da Intel, mas esse não é pra qualquer um preço do Pentium 4 Extreme Edition para distribuidores nos EUA é de US$ 999, em lotes de mil unidades enquanto um outro chip convencional 630 custa em torno de o por 224 dólares. A potência máxima desses processadores Pentium 4 podem chegar até 115 W nos modelos 660 e 670 enquanto os modelos 630, 640 e 650 chegaram em apenas 84 W. Ao compra processadores Pentium 4 devemos observar bem o modelo como podemos reparar, os processadores Pentium 4 com tecnologia de 64 bits possuem sua numeração começando por "6", enquanto os processadores sem esta característica começam por "5", é fácil saber se o Pentium 4 tem ou não esta característica. Por exemplo, tanto o Pentium 4 540 quanto o 640 rodam a 3,2 GHz, mas o 640 tem a tecnologia de 64 bits e as demais características não presentes em outros Pentium 4 – em especial a tecnologia SpeedStep e a memória cache L2 de 2 MB. A Tecnologia de 64 bits da Intel (EM64T)
No experimento foram utilizados dois programas benchmarks: o whetstone (este mede o desempenho do processador no que se refere a operações de pontos flutuantes) e o dhrystone (mede o desempenho no que se refere a operações com inteiros e manipulações de strings). Os benchmarks foram executados através de um programa de domínio público: o Sandra 2002, da Sisoftware é um conjunto de ferramentas de diagnóstico e testes de desempenho de hardware que ajuda o usuário a identificar e ajustar as configurações do seu computador. Os módulos do Sandra podem diagnosticar componentes e periféricos do micro, como CPU, memória RAM, placa-mãe, drives e outros subsistemas do PC, sugerindo configurações otimizadas e melhorias para incrementar seu desempenho. O programa da Sisoftware contém os dois benchmarks necessários para o teste e, ao ser executado em um computador, realiza automaticamente os testes do whetstone e dhrystone no computador, fornecendo o resultado desses testes em MFLOPS e MIPS, respectivamente.
A configuração dos computadores escolhidos segue a tabela 1:
O uso destas configurações se justifica pelo fato de ser o objetivo principal analisar isoladamente o desempenho dos processadores e memórias. Em virtude disso é que se deu a escolha dessas duas configurações, similares em relação a outros dispositivos. Realizados os testes, obtiveram-se os seguintes resultados:
Segundo os resultados obtidos vemos que o processador Athlon 1.3 obteve um desempenho de 1,208 vezes mais rápido do que o seu concorrente, que significa cerca de 18% maior em relação ao ponto flutuante e em matéria de cálculo o Athlon foi 1,513 vezes mais rápido tendo aproximadamente 34% mais velocidade.
Gráfico 1: Gráfico comparativo do desempenho entre PENTIUM x ATHLON.
Os testes de desempenho foram executados em microcomputadores de usuários, no qual houve uma troca de periféricos, com o intuito de equiparar as configurações destes microcomputadores para que o desempenho não sofresse nenhuma modificação e que fossem testados apenas o processador destas máquinas. Uma justificativa do tipo de memória escolhida na configuração é que não afeta o desempenho, pois, as rotinas dos benchmarks whetstone e dhrystone não fazem nenhum acesso de memória RAM, essas rotinas rodam exclusivamente entre o processador e o cache. O processador Athlon possui uma arquitetura super escalar de nove pipelines funcionando em paralelo sendo que três são para instruções de ponto flutuante, três para instruções aritméticas e três para microinstruções, e todos esses pipelines possuem onze estágios, possui também uma cache L1 de 128 KB sendo sessenta e quatro para dados e sessenta e quatro para instruções e uma cache L2 de 256 KB, e finalmente o seu barramento externo é de 200MHz. O processador Pentium 4 possui um cache L1 de apenas 8 KB para dados, mas isso se justifica em duas inovações que compensam esta aparente deficiência. A primeira é que graças ao tamanho reduzido, o pequeno cache de dados tem um tempo de latência menor, ou seja, é mais rápido que o cache L1 encontrado no Pentium 3 e no Athlon. A segunda é que o Cache de instruções por sua vez foi substituído pelo Execution Trace Cache, que ao invés de armazenar instruções, armazena diretamente micro operações, que são as instruções já decodificadas, prontas para serem processadas. Isto garante que o cache tenha apenas um
ciclo de latência, ou seja, o processador não perde tempo algum ao utilizar um dado armazenado no Trace Cache. Pelo fato do cache L1 ser pequeno o cache L2 é bem mais requisitado com 256 KB operando na mesma freqüência do processador, o seu barramento é duplo operando a 400 MHz, em sua arquitetura também super escalar o Pentium 4 possui cinco pipelines sendo dois para intruções aritméticas, dois para geração de endereçamento e apenas um para ponto flutuante. Essas pipelines são a linha de produção das unidades de execução. Cada elemento da pipeline é responsável em executar certas micro operações. O Pentium 4 utiliza uma pipeline que tem o dobro de estágios da de umPentium 3 (dez estágios) e praticamente o dobro da de um Athlon (onze estágios). O grande benefício disso é que a CPU pode operar com freqüências mais elevadas, pois os núcleos de processamento tornam-se mais simples e possuem menos portas lógicas. Quanto mais compacto maior a velocidade e escalabilidade. O longo pipeline é uma das supostas razões que levou o Pentium 4 a perder para Athlon em termos de desempenho, é preciso que ela atinja freqüências muitos mais elevadas do que de um processador de pipeline mais curta, se quiser competir. Outro problema dessa micro arquitetura é um erro de prognóstico (técnica utilizada para preencher a pipeline antecipadamente) será muito mais crítico, pois vários ciclos serão
perdidos.
- http://www.rstation2002.hpg.ig.com.br/
- http://www.digitaldata.com.br/machines/gerproc.htm
- http://www.clubedohardware.com.br/artigos/
- http://www.clubedohardware.com.br/printpage/
- http://pcworld.uol.com.br/AdPortalV3/adCmsDocumentoShow.aspx? Documento=
- http://www.cnd.com.br/uteis/00002/00022.html
- Apostila de Microprocessadores, professor Ivam Lucas
- Monografia de Alexandre Nicolau Saráty Priscila Gisely Paes Lima ano de 2002
