Arquitetura de computadores

Transcrição

1 Arquitetura de computadores Arquitetura de Microprocessadores Curso Profissional de Técnico de Gestão e Programação de Sistemas

2 Memória Cache Volátil; Memória RAM Volátil; Memória ROM Não volátil.

3 Articulação com as memórias PROCESSAMENTO A memória principal RAM envia informação para o processador poder calcular. A informação é enviada pelo barramento.

4 Articulação com as memórias Memória CACHE:! Elemento que ajuda a minimizar a diferença de desempenho entre o processador e os outros componentes dos computadores.

5 Articulação com as memórias Memória CACHE:! A memória cache deverá ser acedida antes de se procurar (fetch) a instrução na memória principal (RAM) - unidade de prefetch. O objetivo é evitar ao máximo o recurso à memória RAM que torna o processo mais lento.

6 Articulação com as memórias Memória CACHE:! A quantidade de memória também influencia na velocidade real do processador. Os atuais processadores possuem diferentes níveis de memória cache L1, L2, L3

7 Articulação com as memórias Memória CACHE: Cache L1 Possuem capacidade muito reduzida ( de 8 a 64 KB ). O objetivo é serem rápidas. Encontra-se integrada no próprio CPU, acompanhando a sua velocidade interna. Não depende da velocidade do BUS.

8 Articulação com as memórias Memória CACHE: A memória CACHE é dotada de inteligência. Prevê o tipo de informação que o CPU vai precisar. Ex: rotinas diárias que permitem agilizar processos. Em aproximadente 90 % dos casos o CPU encontra na CACHE a informação que precisa.

9 Articulação com as memórias Memória CACHE: Quando o CPU não encontra na CACHE a este nível, recorre à memória principal ou outro nível de CACHE. A CACHE de nível 2 aparece precisamente para os aproximadamente 10% de vezes que o processador não encontra no nível 1 o que pretende.

10 Articulação com as memórias Memória CACHE: A CACHE L2 era uma memória externa, dependente da velocidade do BUS. Nos computadores atuais já se encontra dentro do processador e precisamente por isso, o tempo de pesquisa por parte do processador vai ser ainda mais reduzido. É uma memória com mais armazenamento, porque também é acedida menos vezes.

11 Articulação com as memórias Memória CACHE: A CACHE de nível 3 está a ser muito utilizada por causa das novas arquiteturas de processadores, que envolvem vários núcleos. Os núcleos geralmente partilham a CACHE L3 que é a que tem maior capacidade de todas ( 4 a 8 MB ). Também se encontra integrada no processador.

12 Articulação com as memórias Memória CACHE: COMO SE PODE VERIFICAR, COM ESTES NÍVEIS DE MEMÓRIA CACHE O PROCESSADOR CONSEGUE EM 99% DAS VEZES O QUE PRECISA, SEM RECORRER À RAM. COM SE CHEGA A ESTES VALORES: L1 90% L2 ( 90% de 10% ) OU SEJA 9% L3 ( 90% de 1% ) OU SEJA 0,9% Fonte: Arquitetura de computadores, Areal Editores

13 Articulação com as memórias Memória CACHE:! Há CPUs que usam memória cache compartilhada, enquanto que outros possuem níveis dedicados. Os mais recentes processadores chegam a contar com mais de 10 MB de memória cache, porque de facto pode fazer diferença no processamento.

14 Articulação com as memórias Memória CACHE:! Onde se perde maior velocidade de processamento? No envio de informação para o processador. É aqui que a função da CACHE é importante!

15 Articulação com as memórias Memória CACHE: Se a memória CACHE não estiver dentro do processador, vai perder-se mais tempo no envio. É por essa razão que a memória CACHE estar dentro do processador se torna tão importante!!

16 Articulação com as memórias ENVIO de INFORMAÇÃO A memória RAM envia para o processador. A ALU, dentro do processador, realiza os cálculos.

17 Articulação com as memórias ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE no processador.

18 Articulação com as memórias ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE no processador.

19 Articulação com as memórias ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE no processador.

20 Articulação com as memórias ENVIO de INFORMAÇÃO No caso da memória RAM DDR, o envio de dados vai ser duplicado. O clock efetivo nos chips é diferente do valor usado pelo barramento do sistema.

21 Articulação com as memórias ENVIO de INFORMAÇÃO A frequência do BUS não duplica. O dobro de dados transita simultaneamente.

22 Articulação com as memórias A sigla DDR significa Double Data Rate, Dupla Taxa de Transferência. Para entender como a taxa de transferência aumenta em duas vezes, basta realizar o cálculo: [número de bytes] x [frequência do barramento] x 2

23 PROCESSADOR Núcleos DUAL CORE CORE DUO CORE 2 DUO 2 núcleos I3 ; I5

24 ! PROCESSADOR - NÚCLEOS Quanto maior o número de núcleos, maior vai ser a divisão de tarefas. Algumas vezes o maior número de núcleos pode não significar maior desempenho. A forma como os processadores são desenvolvidos e depois produzidos pode fazer a diferença.

25 ! PROCESSADOR - NÚCLEOS Hyper-Threading Técnica que permite dividir um processador físico em 2 processadores lógicos. O SO vai interpretar como sendo um processador de 2 núcleos. Um programa é dividido em threads que são tratados em simultâneo pelos dois núcleos virtuais, permitindo um melhor aproveitamento do CPU.

26 ! PROCESSADOR - NÚCLEOS Durante o desenvolvimento de programas, os programadores preveem a utilização de multithread e multiprocessamento, para melhorar o aproveitamento do processador. A INTEL na série CORE i tem esta técnica implementada, o que prevê para o processador de 4 núcleos que o SO o interprete como 8.

27 PROCESSADOR! EX: Para a realização de um determinado trabalho, se dois técnicos com as mesmas capacidades trabalharem em conjunto e dividirem as tarefas, há maior probabilidade de terminar num menor espaço de tempo.

28 PROCESSADOR QUAD I5 ; I7 4 núcleos Núcleos I7 6 núcleos Com a técnica HT aos olhos do processador é visto como 12 núcleos.

29 Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI ) A introdução de vários núcleos de processamento; aumento da velocidade interna; aumento das resoluções de vídeo (Full HD); texturas cada vez mais complexas utilizadas nos jogos; desenvolvimento das redes para Gigabit Ethernet. Estes foram alguns dos fatores que fizeram com que se chegasse à conclusão que deveria haver uma mudança do tipo de arquitetura, anteriormente baseada no FSB. Quantidades enormes de dados passavam pela North Bridge atingindo um estrangulamento (bottleneck).

30 Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI ) Estas técnicas permitem interligar o processador diretamente à South Bridge ( ICH ). Cada processador passa a ter integrado um controlador de memória deixando assim de esse acesso ser realizado através da North Bridge ( MCH ). MCH ( Memory Controlller Hub Controlador de memória e dispositivos I/O (Northbridge) ICH - Input/Output Hub (Southbridge)

31 Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI ) Para o utilizador comum traz vantagens no aproveitamento da memória RAM. É possível tirar partido de uma memória DDR3 devido ao controlador de memória integrado no CPU. Existem também vantagens no acesso ao barramento da placa gráfica e a outros componentes de entrada e saída. Estas tecnologias revelaram-se muito importantes principalmente em sistemas com vários processadores. Cada um tem o seu controlador de memória e ligação direta aos outros. Ex: Servidores

32 Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI ) Fonte: Arquitetura de computadores, Areal Editores

33 HIERARQUIA DA MEMÓRIA Á MEDIDA QUE VAI DESCENDO NA PIRÂMIDE, A VELOCIDADE DE ACESSO DIMINUI, O PREÇO TAMBÉM DIMINUI E A CAPACIDADE AUMENTA. Fonte: Arquitetura de computadores, Areal Editores

34 Para escolher 1º) A marca; 2º) Defina suas prioridades; 3º) Informar-se muito bem nos sites oficiais sobre os diversos modelos; 4º) Analise o tipo de memória requisitado para o processador (ex: DDR2, DDR3);

35 Para escolher 5º) Para processadores de alto desempenho, aproveite para verificar a fonte necessária e a placa-mãe suportada; 6º) Analisar bem os comparativos nos sítios web da especialidade; 7º) Faça uma boa pesquisa sobre os preços.

36 Artigo Montar um PC CLICAR NA LIGAÇÃO

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38 Características

39 Características

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41 CPU-Z dados