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Microprocessadores Objetivos da apresentação. Funcionamento básico de um microprocessador, apresentando alguns de seus principais componentes. Breve histórico,

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1 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.

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3 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.

4 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.

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6 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.

7 Componentes Básicos de um Microprocessador (ULA) Unidade Lógica Aritmética (UC) Unidade de Controle Registradores Internos

8 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;

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10 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.

11 UC A UC é responsável por controlar e gerenciar a sincronização das transferências de dados 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 para a unidade de controle. Na UC a instrução decodificada gera todos os sinais de controle, internos e externos, que são necessários para executar a instrução propriamente dita.

12 Representação Gráfica da (UC) Unidade de Controle

13 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.

14 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).

15 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.

16 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.

17 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.

18 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.

19 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 placa- mãe como uma memória de cache adicional.

20 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.

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22 Processadores Antigos

23 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 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.

24 Microprocessador 4040 O microprocessador Intel D4040 se trata de um processador mais avançado que o Lançado em Porém rodando na mesma velocidade que o 4004.

25 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 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 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.

26 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.

27 Microprocessador 8085 O Intel 8085 foi um microprocessador de 8 bits introduzido no mercado em 1976 com clocks que podiam chegar aos 5 MHz e com 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.

28 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. Microprocessador IAPX 432

29 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.

30 Microprocess ador 8086 O 8086 é o primeiro microprocessador de 16 bits da Intel. Quando se diz que é um processador de 16 bits, quer- se 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.

31 Microprocessa dor 8088 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.

32 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 Microprocessadores80486

33 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 Pentium II

34 O Celeron foi lançado em 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. Microprocessador Intel Celeron

35 Modelo Nome-código Baseado noCache L1Cache L2Tecnologia Barramento Externo SoqueteModelo Celeron SEPPConvington Pentium II com núcleo Deschutes 32 KB-0,25 µm66 MHz Slot 1Celeron SEPP Celeron AMendocino Pentium II com núcleo Deschutes 32 KB128 KB0,25 µm66 MHzSlot 1Celeron A Celeron PPGAMendocino Pentium II com núcleo Deschutes 32 KB 128 KB 0,25 µm / 0,18 µm 66 MHz Soquete 370Celeron PPGA Celeron Coppermine Coppermine Pentium III com núcleo Coppermine 32 KB128 KB0,18 µm66 MHz / 100 MHzSoquete 370 Celeron Coppermine Celeron TualatinTualatin Pentium III com núcleo Tualatin 32 KB256 KB0,13 µm100 MHzSoquete 370Celeron 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 DPrescott Pentium 4 com núcleo Prescott 16 KB 256 KB 90 nm / 65 nm533 MHz Soquete 478 / Soquete 775 Celeron D Celeron Série 400Conroe-L Core 2 Duo com núcleo Conroe-L 64 KB512 KB65 nm800 MHzSoquete 775Celeron Série 400 Modelos de Intel Celeron

36 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. MicroprocessadorPentium III

37 O Pentium é a quinta geração da arquitetura x86 de microprocessadores criada pela Intel, em 22 de Março de 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. Microprocessador Pentium

38 Processadores Antigos

39 O K5 foi o primeiro processador x86 da AMD desenvolvido independentemente, introduzido emMarço de 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 K5

40 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

41 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 K6-2

42 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. O K6-2 original tinha um cache L1 de 64 KiB e um número muito maior no cache externo (geralmente 512 KiB ou 1 MiB mas variava, dependendo da placa mãe). Microprocessador AMD K6-III

43 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 Sempron

44 O Athlon foi desenvolvido entre 1997 e 1999, época que reinava os processadores AMD K-6 e AMD K6- 2, 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. Microprocessador Athlon

45 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 Athlon Thunderbird

46 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. Microprocessador Duron

47 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. Palomino (Athlon Xp)

48 Cyrix Processador Antigos

49 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 VIA

50 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 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 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 Cyrix Cx486 DX

51 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 5X86

52 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 6X86

53 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 Cyrix Media GX

54 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. Microprocessador VIA Cyrix III

55 Intel Microprocessadores Atuais

56 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 Celeron D

57 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

58 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. Microprocessador Pentium 4 Extreme Edition

59 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 são internamente um Pentium 4 (ou melhor, dois processadores Pentium 4 em um único encapsulamento). Microprocessadores Pentium D e EE

60 Os processadores Celeron da série 400 são baseados na microarquitetura Core, a mesma usada pelos processadores Core 2 Duo, porém, possuem apenas um núcleo. Microprocessadores Celeron Série 400 (Conroe L)

61 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) Características técnicas do Celeron 400

62 sSpecModeloClock Interno Alimentaçã o TDP SL9XL4402 GHz1,050V - 1,300V 35 W SL9XN4301,80 GHz1,050V - 1,300V 35 W SL9XP4201,60 GHz1,050V - 1,300V 35 W Tabela com os modelos Celeron 400

63 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 Pentium E

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65 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 (nome- código 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 Duo

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67 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 Quad

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69 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. Microprocessador Core 2 Extreme

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71 AMD Microprocessadores Atuais

72 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. Microprocessadores Athlon 64

73 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 Outras características encontradas na arquitetura Athlon 64

74 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

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76 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 FX

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78 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. Microprocessador Athlon 64 X2 (Athlon X2 Dual Core)

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80 Intel Processadores para Notebooks

81 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 Pentium M

82 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 Celeron M

83 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 Duo

84 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 Solo

85 Este é o sucessor do Core Solo e tecnicamente um Core 2 Duo com um só núcleo (core). Microprocessador Core 2 Solo

86 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 Duo

87 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 Microprocessador Core 2 Extreme

88 Intel A Plataforma Centrino

89 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 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 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 fio Intel PRO/Wireless 3945ABG (802.11a/b/g). Santa Rosa, que é dividida em duas versões: Centrino Duo e Centrino Pro. oCentrino Pro: possui uma tecnologia de gerenciamento remoto baseada em hardware chamada Intel Active Management Technology (Intel AMT).Esta tecnologia permite identificar e resolver problemas em computad

90 AMD Processadores Para Notebook

91 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 Mobile Athlon 64

92 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 64

93 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 Microprocessador Turion X2

94 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. Lançamentos da Intel

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96 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. Penryn

97 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 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 Características

98 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. Microarquitetura Nehalem

99 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. Westmere e SandyBridge

100 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.

101 E Baseado nessa Arquitetura Opteron Quad-Core

102 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 Como o roadmap leva a um prazo relativamente longo, ele permanece como mais uma bola de cristal.

103 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.


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