MICROPROCESSADORES Celso Cardoso Neto Sergio Paiva Rodas Mayara dos Santos Bomfim Leonardo Cavalcante dos Santos RESUMO A pesquisa aborda os aspectos relacionados ao microprocessadores, com destaque para os conceitos, características, tipos, funcionamento, aplicações e tendências de mercado. Atualmente, a fabricação de microcomputadores tem experimentado uma evolução significativa, considerando o crescimento da microeletrônica em geral. No desenvolvimento desse trabalho de pesquisa, é feito um estudo apresentando uma visão geral, detalhes sobre clock e encapsulamento, funcionamento, organização, o esquema de Von Neumann, fabricantes, aspectos relevantes obre a Intel e a AMD e apresentado um diagrama de evolução dos microprocessadores. Para concluir, é ratificada a importância do microprocessador como principal componente de hardware dos computadores e responsável pelo processamento dos dados. Palavras Chaves: microprocessador, cpu, ucp, arquitetura de computadores.
Introdução Este trabalho tem por finalidade abordar um dos mais importantes dos componentes de um computador os MICROPROCESSADORES e verá como esse dispositivo de hardware influencia o desempenho da máquina. Processadores(CPU's) VISÃO GERAL O CPU é o principal componente de um computador e sua função é processar as instruções dos programas. Para obter as informações, o processador não trabalha sozinho; ele recebe auxílio da placa-mãe. A placa-mãe possui canais de comunicação chamados barramentos, que permitem o tráfego de dados entre o processador e os demais componentes. Ciclo de Clock - Para medir a velocidade de um processador, utilizamos uma medida denominada hertz, cuja abreviatura é Hz. O hertz é definido como um ciclo completo
por segundo. Podemos afirmar que quanto maior o número de hertz de um processador maior será sua velocidade de trabalho. Encapsulamento Os processadores são muito parecidos no que se refere ao formato, são quadrados e bem finos. O fabricante, o modelo e a voltagem de trabalho vêm marcados na superfície dele. Possui dezenas de pequenos pinos dourados em sua parte inferior permitindo seu encaixe na placa-mãe e a alimentação elétrica. O encaixe onde se coloca o processador é denominado soquete. Apesar de parecerem iguais, por dentro são circuitos bem refinados, compostos por uma infinidade de transistores miniaturizados. Também possuem uma pequena quantidade de memória para agilizar o processamento das informações. A evolução na miniaturização dos transistores permitiu criar os chamados chips, também conhecidos como circuitos integrados, e os microchips, com transistores cada vez menores que trabalham mais rapidamente. Cada transistor funciona como uma chave, interrompendo a transmissão do sinal elétrico. Quanto maior a quantidade deles, maior será a quantidade de operações feitas por ciclo. Os processadores são feitos de silício, e os transistores são desenhados neles, utilizando-se uma técnica chamada de litografia ótica.. APROFUNDAMENTO A CPU (Central Processing Unit unidade central de processamento) é o cérebro do computador. Sua função é executar programas armazenados na memória principal buscando suas instruções, examinando-as e então as executando uma após a outra. Os componentes são conectados por um barramento, que é um conjunto de fios paralelos que transmitem endereços, dados e sinais de controle. A CPU é composta por várias partes distintas. A Unidade de Controle é responsável por buscar instruções na memória principal e determinar seu tipo. A
Unidade Aritmética e Lógica efetua operações como adição e AND(E) booleano para executar instruções. A CPU também contém uma pequena memória de alta velocidade usada para armazenar resultados temporários e para certo controle de informações. Essa memória é composta de uma quantidade de registradores, cada um deles com um determinado tamanho e função. Registradores podem ser lidos e escritos em alta velocidade porque são internos à CPU. Figura 1 - A Organização de um computador simples com uma CPU e dois dispositivos de E/S. O registrador mais importante é o Contador de Programa (PC Program Counter), que indica a próxima instrução a ser buscada para execução. Também importante é o Registrador de Instrução (IR Instruction Register), que contém a instrução que está sendo executada no momento em questão. Organização da CPU A organização interna de parte de uma típica CPU de Von Neumann é mostrada na Figura 2 com mais detalhes. Essa parte é denominada caminho de dados e é composta de registradores, da ALU(Unidade Lógica e Aritmética) e de diversos barramentos que conectam as peças. Os registradores alimentam dois registradores de entrada da ALU, representados por A e B na figura. Esses registradores contêm a entrada de ALU enquanto ela está executando alguma operação de computação.
Grande parte das instruções pode ser dividida em uma de duas categorias: registrador-memória ou registrador-registrador. Instruções registrador-memória permitem que palavras de memória sejam buscadas em registradores, onde podem ser usadas como entradas de ALU em instruções subsequentes. Palavras são as unidades de dados movimentadas entre memória e registradores. O Outro tipo de instrução é registrador-registrador. Uma instrução registradorregistrador típica busca dois operandos nos registradores, traz os dois até os registradores de entrada da ALU, efetua alguma operação com eles e armazena o resultado em um dos registradores. O processo de passar dois operandos pela ALU e armazenar o resultado é denominado ciclo do caminho de dados e é o coração da maioria das CPUs. Até certo ponto considerável, ele define o que a máquina pode fazer. Quanto mais rápido for o ciclo do caminho de dados, mais rápido será o funcionamento da máquina. Figura 2 - O caminho de dados de uma típica máquina de Von Neumann. Fabricantes Atualmente duas empresas são as principais fabricantes de processadores no mercado mundial :.
Intel Corporation Intel Corporation é a contração de Integrated Electronics Corporation, empresa multinacional de origem americana fabricante de circuitos integrados, especialmente microprocessadores. Esta também é fabricante de chips para placa mãe (também conhecidos como chipsets), em geral, e é também fabricante de placa-mãe e memórias flash usadas em dispositivos como tocadores de MP3. Foi fundada em 1968 por Gordon E. Moore (um químico e físico) e Robert Noyce (um físico e inventor do circuito integrado). No Brasil, é registrada como Intel Semicondutores do Brasil, com sede em São Paulo. Em abril de 2007 completou 20 anos no Brasil. O primeiro produto da empresa foi o circuito integrado de memória RAM (random access memory), e a mesma logo se tornou líder neste mercado nos anos 1970. Paralelamente, os engenheiros da Intel Marcian Hoff, Federico Faggin, Stanley Mazor e Masatoshi Shima inventaram o primeiro microprocessador. AMD(Advanced Micro Devices) A AMD (Advanced Micro Devices) é uma empresa estadunidense fabricante de circuitos integrados, especialmente processadores. Seus produtos concorrem diretamente com os processadores fabricados pela Intel. Seu produto mais famoso na década de 1990 foi o processador Athlon, utilizado em computadores pessoais. Mais conhecida por seus processadores x86 e x86-64; K5, K6-II, K6-III, Athlon, Duron, Sempron, Athlon 64 (arquitetura de 64 bits), Opteron (para servidores) e Turion 64 (para notebooks), a AMD também fabrica circuitos de uso mais geral, como os encontrados em calculadoras e dispositivos eletrônicos Alguns de seus circuitos são encontrados também entre os usados pela Apple em seus novos produtos, como o Mac mini.
Diagrama da Evolução dos MicroProcessadores Conclusão Por meio da pesquisa feita, foi possível se chegar a um ponto comum em que toda a tecnologia dos processadores representa o carro chefe da informática e das empresas e os usuários finais ainda vão usufruir muito de uma tecnologia que o homem está sempre superando, tudo com o objetivo de cada vez executar programas em um menor período de tempo.
REFERÊNCIAS PARHAMI, BEHROOZ. Arquitetura de Computadores de Microprocessadores a Supercomputadores, São Paulo. McGrawHill, 2008 MORIMOTO, Carlos E. Upgrade e Manutenção de Hardware. São Paulo: Book Express, 2001. TANENBAUM, Andrew S. Organização Estruturada de Computadores 5ª Edição, Editora: Pearson Education, 2009.