Universidade São Judas Tadeu Prof. André Luiz Ribeiro Prof. Jorge Luis Pirolla Introdução à Computação Microprocessadores e Arquitetura (2) - FEDELI, Ricardo D.; POLLONI, Enrico G.; PERES, Fernando E. Introdução à ciência da computação. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2003, Cap 2, ISBN 85-221-0322-4. Objetivos Evolução dos Microprocessadores com arquitetura x86 Processador Intel 8086 Lançado em 1978 e tinha um desempenho 10 vezes melhor que seu antecessor (o 8080) Registradores de 16 bits Barramento de dados de 8 para 16 bits Barramento de endereços com 20 bits de largura Permitia o controle de mais de 1MB de memória 1
Processador Intel 8088 Semelhante ao 8086, porém, com menor custo Seu barramento de dados era de 8 bits Portanto, sua concepção era menos avançada e conseqüente menor custo de produção Foi o escolhido pela IBM para ser o microprocessador do computador pessoal (PC) Processador Intel 80286 Possuía o bus da dados com 16 bits reais Os registradores também possuíam 16 bits Projetado para trabalhar com velocidade de 6MHz, logo ampliado para 8MHz, 10MHz, 12,5MHz, 16MHz e até 20MHz Maior capacidade de gerenciar a memória (16MB) Permitia o uso de memória virtual e, por isso, podia gerenciar até 1GB de memória total (16MB real + 1008MB virtual) Tinha dois modos operacionais: Modo real (idêntico ao 8086), para manter a compatibilidade com os chips mais antigos Modo protegido Processador Intel 80386 Foi a grande evolução nos micros PCs Três inovações tecnológicas fundamentais: Instruções iguais para os modos real e protegido Modo virtual 8086 (permite que programas escritos para o modo real possam ser utilizados pelo modo protegido) Bus de dados com 32 bits Podia gerenciar até 4GB de memória (no modo protegido) Estas alterações ocorreram em meados dos anos 80, porém, só torna-se comuns em PCs por volta de 1990 2
Processador Intel 80386 Recursos do modo protegido: Memória virtual (swap file) Proteção de memória Multitarefa Modo virtual 8086 386SX (single word) bus de memória de 16 bits 386DX (double word) bus de memória de 32 bits Sempre que for citado o processador 386, estamos nos referindo ao 386DX Velocidades de 20MHz, 25MHz, 33MHz, 40MHz e 50MHz Processador Intel 80486 Encontrado no mercador desde 1991 Sucessor do 80386 para aplicações mais pesadas Versão original com 25MHz Foi incorporado ao microprocessador: Coprocessador matemático Memória cache interna de 8KB 80486DX2 50MHz 80486DX4 100MHz Outros fabricantes: AMD: Am486DX2-50, Am486DX2-66 e Am486DX2-80 Cyrix: Cx486DX2-50, Cx486DX2-66 e Cx486DX2-80 Processador Intel Pentium Lançado em 1993 com 60 e 66 MHz Primeiro microprocessador chamado de 5ª geração Possui 32 bits Contém mais de 3 milhões de transistores e já incluem coprocessador matemático e memória cache Originalmente operavam a 5V, porém, apresentavam problemas de aquecimento. Após melhorias no projeto, pode operar a 3,5V, resultando um menor aquecimento Novas versões foram lançadas: 75, 90, 100, 120, 133, 155, 166 e 200 MHz Barramento de dados (que dá acesso à memória) é de 64 bits 3
Processador Intel Pentium Pro Sucessor do Pentium, é considerado de 6ª geração Lançado nas versões 150, 180 e 200 MHz Possui memória cache secundária dentro do próprio processador aumentando-se o desempenho do processador É capaz de executar três instruções simultaneamente Possui núcleo RISC, porém, para manter a compatibilidade com os software, ele possui um decodificador CISC Processador Intel Pentium MMX Lançado (1997) nas versões 166, 200 e 233 MHz Foi adicionado 57 novas instruções específicas para a execução rápida de programas de gráficos, imagens e sons ao Pentium MMX = Multimedia Extensions Estas instruções não aumentam a performance dos programas, mas, possibilitam aos fabricantes de software criarem programas que aproveitem estes recursos. Segundo testes realizados, o ganho de rendimento para estas operações podiam chegar a 400% Processador Intel Pentium II Lançado com velocidades de 300, 333, 350 e 400 MHz Era vendido em um envólucro (cartucho) que continha o processador e a memória cache externa Este envólucro ajudava na dissipação do calor 4
Processador Intel Celeron Lançado em 1998 (versão especial do Pentium II) Pelo fato de não conter memória cache secundária, era mais barato que o Pentium II Considerado um Pentium II Light Sua principal limitação está na capacidade para expansão, pois, podiam operar apenas com 3 conectores PCI e dois AGP, memória do tipo SDRAM e discos Ultra ATA Processador Intel Pentium III Lançado em Janeiro de 1999 com velocidades de 450, 500, 550 e 600 MHz Projetado para internet 70 novas instruções que habilitam aplicativos de processamento avançado de imagens, reconhecimento de voz, 3D, áudio e vídeo Chegou a atingir velocidades de 650, 667, 700, 733, 750, 800, 850, 900 MHz e 1GHz Processador Intel Pentium 4 7ª geração de microprocessadores da arquitetura x86 Lançado em novembro de 2000 com 1,4 e 1,5 GHz A versão mais veloz foi lançada em 2004: 4,3 GHz 5
Extra Memória Cache: memória de alta velocidade. O tempo de acesso a um dado nela contido é muito menor que se o mesmo estivesse na memória principal. Toda a vez que o processador faz referência a um dado armazenado na memória principal, ele verifica antes na memória cache. Se este encontrar o dado na cache, não há necessidade do acesso à memória principal, do contrário, o acesso é obrigatório. Neste último caso, uma cópia é feita na memória cache caso venha a ser necessitado novamente. Apesar de ser uma memória de acesso rápido, seu uso é limitado em função de seu alto custo. Memória Virtual: é uma extensão da memória RAM, ou seja, é constituída da junção da memória principal com a memória secundária. É reservado um determinado espaço da memória secundária para tal função. 6