Tipos e velocidades de processador

O microprocessador é o componente do computador pessoal que executa o processamento real dos dados. É uma unidade central de processamento (CPU) que se encaixa em um microchip e possui um circuito de comutação muito complexo que executa instruções simples muito rapidamente.

O pacote de circuitos integrados do microprocessador contém um chip de silício que contém milhões de transistores e outros componentes feitos deste material. Como os transistores do chip são muito pequenos, mesmo uma pequena quantidade de corrente de alta tensão (como eletricidade estática) pode destruir um chip.

Por esse motivo, todos os circuitos integrados de grande escala devem ser manuseados de maneira a minimizar a possibilidade de choque elétrico estático.

Com tantos circuitos armazenados em uma área tão pequena, os microchips produzem muito calor e requerem sistemas de refrigeração para impedir o superaquecimento do chip. Nas placas-mãe dos computadores, o chip da CPU é coberto por um grande dissipador de calor de metal com aletas para permitir que o fluxo de ar dos ventiladores retire o calor.

Em geral, podemos dizer que um microprocessador é uma CPU integrada em um pequeno chip de silício que consiste em milhares de pequenos componentes, como diodos, transistores e resistores, que trabalham juntos.

Tipos de processador

Tanto a Intel quanto a AMD fabricam processadores para uma variedade de sistemas. A Intel fabrica as famílias de processadores Core, Pentium, Atom e Celeron para computadores desktop, enquanto do outro lado encontramos os processadores AMD Athlon, Sempron e Ryzen, entre outros.

Cada processador fabricado pela Intel ou AMD possui funções específicas e fornece sistemas específicos, como PCs ou estações de trabalho em um escritório. Cada processador se adapta a um computador específico, seja ele montado, construído do zero ou atualizado.

A CPU mais comumente usada em PCs é fabricada pela Intel. Desde que a IBM escolheu o chip Intel 8088 para o PC IBM original, a maioria dos clones de PC usou qualquer uma das CPUs da série Intel.

A série de computadores Macintosh da Apple usava originalmente os microprocessadores Motorola série 68000. Porém, os CPUs Motorola usam um conjunto de instruções diferente dos processadores Intel, portanto, não é fácil executar o software para PC em um Mac e vice-versa (mas transferir arquivos de dados não é problema.)

Diferentes tipos de microprocessadores são explicados abaixo.

Microprocessador 8085

Imagem via Wikipedia

O microprocessador 8085 foi projetado pela Intel em 1977 com a ajuda da tecnologia NMOS.

As configurações deste microprocessador são o barramento de dados de 8 bits, o barramento de endereços de 16 bits, que pode endereçar até 64 kb, contador de 16 bits e ponteiro de pilha (SP). Os registradores de seis bits são organizados no par de BC, DE e HL. O microprocessador 8085 requer uma fonte de alimentação de 5 volts.

Microprocessador 8086

Imagem via wikipedia

Este microprocessador também foi projetado pela Intel. É um processador de 16 bits com 20 linhas de barramento de endereços e 16 linhas de dados com 1 MB de armazenamento. O microprocessador 8086 consiste em um poderoso conjunto de instruções, permitindo que operações como multiplicação e divisão sejam executadas facilmente.

O microprocessador 8086 possui dois modos de operação, que são o modo máximo e o modo mínimo de operação. O modo operacional máximo é usado para o sistema que possui vários processadores. O modo operacional mínimo é usado para o sistema que possui um único processador. As características deste microprocessador são explicadas abaixo.

Recursos do microprocessador 8086

As características mais importantes do microprocessador são as seguintes:

Para melhorar o desempenho desse microprocessador, existem dois processos em pipes, que estão na fase de obtenção e execução de instruções.O ciclo de busca pode transferir os dados em 6 bytes de instruções e armazenados em uma linha. para iniciar as instruções.O microprocessador 8086 consiste em 2900 transistores e possui 256 interrupções vetorizadas.

Velocidade do relógio em um microprocessador

A velocidade do relógio é medida em unidades de ciclos por segundo, denominada Hertz (Hz). Placas e CPUs de computadores operam a velocidades de milhões e bilhões de hertz, megahertz (MHz) e gigahertz (GHz).

Os processadores Intel e AMD usam designs internos diferentes, comparando, por exemplo, um processador AMD de 2, 4 GHz com um processador AMD de 3, 0 GHz, indica que o processador AMD de 3, 0 GHz é executado mais rapidamente; Mas comparar dois processadores de 2, 4 GHz fabricados pela AMD e Intel não identifica qual deles funciona mais rapidamente.

Para funcionar, o processador divide uma tarefa em vários estágios. Normalmente, os processadores Intel executam mais estágios e, portanto, trabalham mais e demoram mais que os processadores AMD para concluir tarefas.

Os chips digitais em uma placa-mãe são mantidos sincronizados entre si pelo sinal do relógio (uma sequência de pulsos) na placa-mãe.

Você pode pensar nisso como um "batimento cardíaco" do computador. Quanto mais rápido o relógio, mais rápido o computador será executado; mas o relógio não pode correr mais rápido que a velocidade dos chips, pois nesse caso eles falharão.

À medida que a tecnologia de chips melhorou, a velocidade na qual os chips podem rodar se acelerou. A CPU roda mais rápido que o restante da placa-mãe (que é sincronizada em uma fração da velocidade da CPU).

Aumente a velocidade

No entanto, quando você está pesquisando no mercado por um processador, há uma lista de coisas a considerar. Tradicionalmente, a única coisa que a maioria dos consumidores vê é seu poder total em Gigahertz.

Muitas dessas pessoas provavelmente nem sabem o que isso significa (é o número de ciclos de clock que um processador completa em um segundo, em bilhões), mas é uma coisa fácil de comparar.

Os últimos anos trouxeram um recurso adicional: a velocidade de impulso. A maioria das unidades gráficas e de processamento agora possui uma velocidade de clock e uma "velocidade de aumento". A Intel chama isso de Turbo Boost; A AMD chama de Boost Clock.

Essa nova tecnologia de microprocessador melhora automaticamente o desempenho, aumentando a velocidade dos núcleos, obtendo melhor eficiência.

Classificação do microprocessador

São aceitas basicamente 5 classificações de microprocessadores:

CISC

Os pedidos podem ser executados em conjunto com outras atividades de baixo nível. Ele realiza principalmente a tarefa de carregar, baixar e recuperar dados de e para o cartão de memória. Fora isso, ele também faz cálculos matemáticos complexos em um único comando.

Este processador foi projetado para minimizar o número de instruções por programa e ignorar o número de ciclos por instruções. O compilador é usado para traduzir um idioma de alto nível para o idioma do assembly, porque o comprimento do código é relativamente curto e a RAM adicional é usada para armazenar as instruções.

Arquitetura do processador CISC

Ele foi projetado para reduzir o custo da memória, porque é necessário mais armazenamento em programas grandes, resultando em um custo mais alto da memória. Para exceder esse número de instruções por programa, você pode reduzir o número de instruções integrando as operações em uma única instrução.

Recursos do processador CISC

Este processador consiste em diferentes modos de endereçamento:

Possui um grande número de instruções. São necessários vários ciclos para executar uma instrução. A lógica de codificação da instrução é complexa. Vários modos de endereçamento quando uma instrução é necessária.

RISC

RISC é a abreviação de Computador com Conjunto de Instruções Reduzidas e foi projetada para reduzir o tempo de execução, simplificando o conjunto de instruções do computador.

Esses tipos de chips são fabricados com base na função na qual o microprocessador pode executar pequenas tarefas dentro de um comando específico. Dessa forma, conclua mais comandos em uma taxa mais rápida.

No microprocessador, cada conjunto de instruções requer apenas um ciclo de clock para implementar o resultado em um tempo de execução uniforme. Portanto, reduz a eficiência de mais linhas de código, exigindo RAM adicional para armazenar as instruções. O compilador é usado para converter o conjunto de instruções de idioma de alto nível em um idioma de computador.

Arquitetura do processador RISC

Esse tipo de processador é usado para o conjunto de instruções altamente otimizado, e os aplicativos de processador RISC são para dispositivos portáteis devido à sua eficiência energética. As características deste processador são explicadas abaixo.

Recursos do processador RISC

Alguns dos principais e importantes recursos do processador RISC são os seguintes:

Existem instruções simples no processador RISC Consiste no número de registradores e menos transistores As instruções de carregamento e armazenamento são usadas para acessar o local da memória Este processador possui um ciclo de execução

Superscalar

Este é um processador que copia o hardware para o microprocessador para executar várias tarefas ao mesmo tempo. Eles podem ser usados para aritmética e como multiplicadores. Eles têm várias unidades operacionais e, portanto, executam mais de um comando, emitindo constantemente muitas instruções para unidades operacionais supérfluas no processador.

ASIC

É usado para fins específicos, e não para fins gerais. No início, os ASIC usavam a tecnologia de matrizes de portas. Os ASICs modernos geralmente têm processadores de 32 bits, Flash, blocos de RAM, ROM, EEPROM, além de outros tipos de módulos.

DSP (Processador de sinal digital)

Eles são usados para codificar e decodificar vídeos ou converter vídeos digitais para analógico e analógico para digital. Eles precisam de um microprocessador excelente em cálculos matemáticos. Os chips deste processador são usados em sonares, radares, equipamentos de áudio para home theater, telefones celulares e televisões.

Recomendamos a leitura de Como escolher um processador de forma rápida e fácil.

Os componentes necessários para este processador são: memória programada, memória de dados, entrada / saída e um mecanismo de computador. Este processador foi projetado para processar o sinal analógico digitalmente. Esse processo é realizado em intervalos regulares e converte a tensão em formato digital.

As aplicações deste processador são a produção de som e música, o processamento de sinais de vídeo e a aceleração de gráficos 2D e 3D. O exemplo deste processador é o TMS320C40.

Processadores Especiais

Processadores especiais são projetados para alguns processadores especiais e alguns deles são explicados abaixo.

Coprocessador

Ele pode lidar com a função prática muitas vezes mais rápido que os microprocessadores normais. O exemplo do coprocessador é o coprocessador matemático, e alguns deles são 8087, que é usado com 8086; 80287, que é usado com 80286; e 80387, que é usado com 80386.

Processador de entrada / saída

Este processador terá sua própria memória local. É usado para controlar dispositivos de E / S com a participação da CPU. Exemplos do processador de entrada / saída são controle DMA, controle de teclado e mouse, controle de exibição gráfica e controle de porta SCSI.

Transputer

Este processador também possui sua própria memória local e também possui links para conectar um transputador a outro para comunicação entre processadores.

O transputador é usado para o sistema de processador único ou pode ser conectado a links externos para reduzir os custos de construção e aumentar o desempenho. Alguns exemplos desse processador são processadores de ponto flutuante como T800, T805 e T9000.

A velocidade é importante?

Todo fator é importante e a velocidade não faria menos. Mas não podemos comparar a velocidade (GHz ou MHz) entre diferentes arquiteturas. É um erro equiparar um Pentium 4 a 2, 8 GHz a um Pentium dos últimos anos na mesma frequência. O salto evolutivo no IPC (instruções por ciclo) é péssimo.

A coisa mais correta seria classificar cada processador por sua categoria. Além disso, podemos encontrar casos que, por terem um “orçamento apertado”, equipam seu PC com um processador de baixo custo e continuam puxando-o até que você atualize para um de alto desempenho.

Intel Pentium e Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

Os processadores com essa velocidade são ideais para atividades básicas do dia-a-dia, por exemplo: email, navegação na web, suíte de escritório e até excelente desempenho como centros de mídia / HTPC. No caso dos Pentiums, o Ryzen 3 e o APU podem oferecer um ótimo desempenho na resolução de 720p ou 1080 se estiver equipado com uma placa gráfica decente.

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

Esse intervalo de velocidades é perfeitamente adequado para navegação na web, trabalho com e-mails, execução de programas de negócios como sistemas de gerenciamento de pacientes e multitarefa em geral. Essa categoria funciona bem para computadores ou usuários de escritório comuns que não desejam gastar muito dinheiro em seus PCs para jogos, mas desejam atualizar seu computador no futuro.

Atualmente, a oitava geração Intel Core i3 possui 4 núcleos que nos proporcionam um desempenho positivo (comparado à sétima geração) e pode nos dar muita alegria com uma Nvidia GTX 1050 Ti ou GTX 1060 de 3 ou 6 GB. Também interessante é o AMD Ryzen 5 1400 de quatro núcleos que funciona muito bem como um processador 4 × 4. Enquanto o AMD Ryzen 5 1600 / 1600X é perfeito para jogos e streaming, já que não é muito difícil fazer overclock em 3, 9 ou 4 GHz.

Intel Core i5 / Intel Core i7 e AMD Ryzen 7

Dentro da plataforma principal estão os melhores. Se você precisar de um computador super poderoso, ideal para jogar com as mais altas demandas, trabalhando com bancos de dados super poderosos e edição multimídia, precisará de um computador de alto desempenho. Pessoalmente, as séries Intel Core i7 e AMD Ryzen 7 de 8ª geração (com overclock de 3, 8 ou 4 GHz) oferecem desempenho brutal para jogos e trabalho.

Sem dúvida, eles são uma ótima opção para uma plataforma entusiasta como o Intel Core i9 ou AMD Threadripper com uma quantidade muito maior. Com isso, encerramos nosso artigo sobre todos os detalhes que você deve saber sobre processadores. Entre eles, os tipos que existem e as velocidades?