Microprocessadores II - ELE 1084 Aula 1

Microprocessadores II - ELE 1084 Aula 1 Prof. Carlos Antonio Alves SALA 59 Fone 3743-1224 caa@dee.feis.unesp.br

1.1 - INTRODUÇÃO As tecnologias: Válvulas Transistores Circuitos Integrados LSI ( Large-Scale Integration ) < 1000; VLSI ( Very-Large-Scale Integration ) 1000 a 1 milhão; ULSI ( Ultra-Large-Scale Integration ) Acima de 1 milhão. MICROPROCESSADOR (?): 2

1.1 - INTRODUÇÃO As tecnologias: Válvulas Transistores Circuitos Integrados LSI ( Large-Scale Integration ) < 1000; VLSI ( Very-Large-Scale Integration ) 1000 a 1 milhão; ULSI ( Ultra-Large-Scale Integration ) Acima de 1 milhão. MICROPROCESSADOR: CI Digital, Programável, Síncrono, ULA + UC, uso geral 3

1.1 - INTRODUÇÃO Evolução no princípio básico de operação. ( Tamanho Físico / Custo / Velocidade / Tamanho da palavra / Capacidade de armazenagem) Lei de Moore (Gordon Moore Intel - 1965) 4

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História 1ª GERAÇÃO (1940-1952): Válvulas Primeiros computadores eram constituídos de válvulas eletrônicas; Elas eram grandes, caras, lentas e queimavam com grande facilidade; kms de fios ligados manualmente e os computadores tinham enormes dimensões; A principal forma de armazenar dados era através de cartões perfurados. 7

História Dez / 1947 Invenção do transistor nos Laboratórios da Bell: John Bardeen, Walter Brattain e William Schockley. 8

Réplica do primeiro Transistor

História 1947 Invenção do transistor nos Laboratórios da Bel: John Bardeen, Walter Brattain e William Schockley. (Nobel em 1956) 2ª GERAÇÃO (1952-1964): Transístor Revolução dos transistores que substituíram as válvulas. Houve uma enorme diminuição do tamanho e consumo de energia. 10

História 1959 Texas Instruments fabrica o primeiro Circuito Integrado, ou seja, em um mesmo substrato de cristal, integram-se vários transistores. 3ª GERAÇÃO (1964-1971): Circuitos Integrados; As técnicas de integração evoluíram de SSI (integração em pequena escala) ara MSI (integração em média escala), LSI (integração em grande escala) e VLSI (integração em muito grande escala). A programação dos computadores desta geração foi facilitada pelo aparecimento de linguagens orientadas para o problema específico. 11

História 1968 Robert Noyce e Gordon Moore, ex-funcionários da Fairchild, fundam a companhia N M Electronics. Reserva os direitos do nome Intel ("Integrated Electronics"). 1969 Intel inicia a comercialização do seu primeiro produto: o CI 3101 (RAM bipolar com 64 bits). Busicom procura a Intel para fabricar os chips de sua nova calculadora. Em 20 de junho, o homem pousa na Lua. O computador do Módulo Lunar media 6x12x24 polegadas (28V, 70W) e tinha memória de 36K palavras de 15 bits. 12

História 1970 Intel inicia comercialização do CI 1103, a primeira memória dinâmica (DRAM) a ter sucesso comercial. 1971 Intel fabrica a primeira EPROM: 1702. Intel fabrica o 4004, CPU de 4 bits, ao preço de US$ 200. 4ª GERAÇÃO (1971 - ): CI LSI, VLSI Primeiro microprocessador, a redução no tamanho dos computadores foi muito grande; Surgem muitas linguagens de alto-nível e nasce a teleinformática, transmissão de dados entre computadores através de rede; Surgimento do LSI e VLSI. Inteligência artificial, Altíssima velocidade de processamento, alto grau de interatividade, etc. 13

História 1972 Intel fabrica o 8008, CPU de 8 bits ( uma versão 8 bits do 4004). 1973 Scelbi Computer Consulting anuncia o kit Scelbi-8H (8008, 1 KB de memória, US$ 565). 1974 Intel fabrica o 8080 (evolução do 8008). A revista "Radio-Electronics" publica o artigo de Jonathan Titus, ensinando a construir um computador com a CPU 8008. Brian W. Kerningham & Dennis M. Ritchie formalizam a Linguagem C. National lança a primeira CPU de 16 bits (IMP-16C). 14

História 1975 Zilog produz o Z-80, oferecendo compatibilidade com o 8080 e melhor desempenho. MOS Technology lança as CPUs MC 6501 (US$ 20) e MC 6502 (US$ 25), a preços extremamente baixos; nessa época, o 8080 custava US$ 179. Intel produz o 8255 (interface paralela) e o 8251 (interface serial). Intel lança a EPROM 2708 com 8 Kbits (1 KB). 15

História 1976 Intel fabrica o primeiro microcontrolador, o 8048/8748 (família MCS-48). Intel produz o 8085 (uma evolução do 8080). Intel inicia o projeto do 8086. Intel fabrica o 8253 (contador/temporizador programável), o 8237 (controlador de DMA) e o 8259 (controlador de interrupções programável). Texas Instruments produz o TMS 9000 (CPU de 16 bits). 16

História Intel 4004: introduzido em 15 de Novembro de 1971 clock 108 khz 2.300 transistores (tecnologia de 10 mícron cada traço, linha ou transistor deve ser espaçado de no mínimo esta distância) barramento de dados de 4 bits; memória de 640 bytes; uso em calculadora (Busicom Japão ); lógica programável. 17

História 8008: Abril de 1972 clock 200 khz (0.2MHz); 3.500 transistores e processo de 10 micron barramento de dados de 8 bits memória de 16KB. Usado em terminais de vídeo e calculadoras programáveis 18

História 8080: Abril de 1974 clock de 2MHz; 6.000 transistores e processo de a 6 mícron 8 bits de dados memória de 64 KB impulso nos PC: primeiro computador pessoal: Altair 8800. Sistema operacional: CP/M e Microsoft BASIC. Milhares de programas desenvolvidos para serem executados sob esta plataforma 19

História Z80: Julho de 1975 Zilog (ex-engenheiros da Intel) clone do 8080 clock de 2.5MHz até versões de 10 MHz 8.500 transístores, memória de 64 KB compatibilidade a nível de código ( não pino-a-pino) Funções combinadas: interface de memória, circuito de refresh memória RAM projetos mais simples e barato Incorporou as instruções do 8080, Incluía novas instruções e registradores Radio Shack selecionou para montar o TRS-80 Model 1 Tornou-se o processador padrão para sistemas rodando CP/M 20

História 8085: Março de 1976 clock de 5MHz 6.500 transistores, processo de 3 microns não obteve a mesma popularidade que o Z-80; usado como controlador embarcado e outros equipamentos computadorizados 6502: MOS Technologies (1976) diferente linha estrutural; 6501 Clone do 6800 - Morotola barato (US$ 25,00) usado no computadores Apple I and Apple II, Commodore 21

História 22

1977 - Intel fabrica a EPROM 2716, com 16 Kbits (2 KB). - Intel lança o 8279 (controlador de teclado e display) e o 8275 (controlador de CRT programável). - Micros de 8 bits fazem grande sucesso. - Ohio Scientific Instruments anuncia o primeiro computador com o MBASIC (BASIC da Microsoft, que oferecia recursos para operações em ponto-flutuante). 1978 - Intel lança o 8086 (16 bits) com relógio de 5 MHz e velocidade de 0,33 MIPS. - Intel fabrica o 8041/8741 (interface periférica universal). - Intel fabrica a EPROM 2732 com 32 Kbits (4 KB). 23

1979 - Intel lança o 8088 (barramento externo de 8 bits), desempenho idêntico ao do 8086. - Intel fabrica o 2116 (16 Kbits), a primeira DRAM com uma única alimentação de 5 V. - Motorola fabrica a 68000 (registradores de 32 bits e barramento de 16 bits). 1980 - Intel produz o microcontrolador 8051/8751 (família MCS-51), uma evolução do 8048. - Intel fabrica o 8087, coprocessador matemático para o 8086. - Intel fabrica a EEPROM 2816 (apagável eletricamente). - Shugart começa a vender Winchester (disco rígido) do tamanho 5¼". - O projeto Chess da IBM IBM-PC: Microsoft, que já estava escrevendo o interpretador Basic, é encarregada de elaborar o sistema operacional do computador, que se chamaria PC-DOS. 24

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1981 - PC: 8088/4.77 MHz, 16 KB RAM (podia expandir a até 64 KB), 40 KB ROM, 2 disquetes (5¼") de 160 KB, US$ 1.565. - Adam Osborne anuncia o primeiro computador portátil (Z-80, CP/M, BASIC, $1795). 1982 - Intel produz as CPUs: 80186/188 ("16 bits embedded processors"). - Intel lança a CPU 80286 (8 MHz, 1,2 MIPS e 130.000 transistores). - Intel fabrica a EPROM 27128 com 128 Kbits (16 KB). - Intel fabrica o primeiro controlador LAN ("Local Area Network"): 82586. - Intel fabrica o primeiro microcontrolador de 16 bits: o 8096 - Motorola fabrica a 68008 (registradores de 32 bits e barramento de 8 bits). - (junho) Columbia Data Systems anuncia o MPC, primeiro clone do PC. - (novembro) Compaq, formada por três ex-gerentes da Texas Instruments, anuncia seu primeiro clone do PC: um computador portátil pesando 12 kg. 26

1983 - Surge o primeiro HD de 10 MB. - Intel fabrica o 80C51 e o 80C49 (microcontroladores versão CHMOS). - Intel fabrica a EPROM 27256 com 256 Kbits (32 KB). - Lançamento do PC XT (128 KB RAM e HD de 10 MB) por $4.995,00 e do PC Jr $1.269,00. - Borland International anuncia o Turbo Pascal para máquinas CP/M e 8086. 1984 - Intel fabrica a EPROM 27512 com 512 Kbits (64 KB). - IBM e Microsoft lançam a versão 3.0 do DOS. - Intel fabrica EPROMs CHMOS: 27C64 e 87C64 (com 64 Kbits). - (agosto) Lançamento do PC AT (80286, 256 KB RAM, floppy de 1,2 MB, $5.469,00). - Padronização do Barramento ISA. - Compaq lança seu computador de mesa, denominado DeskPro. - HP anuncia a primeira impressora laser (HP LaserJet). 27

1985 - Intel produz o 80386 DX, com relógio de 16 MHz e velocidade de 6 MIPS. - Lançamento do Microsoft Windows. - Começaram a surgir os primeiros leitores de CD ROM para computadores. 1986 - Intel fabrica a EPROM de 1 Mbit. - Lançamento do Compaq Deskpro 386, o primeiro AT com 386. Este fato marca a separação entre o mercado de clones e a IBM. 1987 - Motorola fabrica o 68030. - IBM lança a linha PS/2, com arquitetura proprietária denominada Microcanal. Modelo 30 (8086/8MHz), os modelos 50 e 60 (286/10MHz) e o modelo 80 (386/16MHz); 28

1988 - Intel fabrica o 80386 SX, com relógio de 16 MHz e 2,5 MIPS. - É especificado o barramento EISA, para ser alternativa ao Microcanal. - Começaram a surgir os vírus de computador e, nesse ano, já se conheciam 5 tipos diferentes. 1989 - Intel fabrica o 80486 DX, com relógio de 25 MHz e 20 MIPS. - Motorola fabrica a 68040. 1990 - No laboratório de Física do CERN, em Genebra, Tim Berners desenvolve a linguagem HTML, - Microsoft lança Windows 3.0. 1991 - Intel fabrica o 80486 SX, com relógio de 20 MHz e de 16,5 MIPS. - Apple, IBM e Motorola formam parceria para desenvolver uma nova CPU, para ser usada em computadores futuros. Essa parceria daria origem ao PowerPC. 29

1992 - Intel fabrica o 80486 DX2, relógio de 25/50 (33/66) MHz e 40 MIPS. 30

1992 - Intel fabrica o 80486 DX2, relógio de 25/50 (33/66) MHz e 40 MIPS. 1993 - (março) Intel fabrica o Pentium (P5), com relógio de 60 MHz e velocidade de 112 MIPS, 3.1 MT. - Início dos processadores Overdrives. - Microsoft lança Windows NT 3.1. 1994 - Intel lança o Pentium (P54C), com alimentação de 3,3 V e relógio de 90 MHz. - Intel lança os 486 DX4, triplicadores de velocidade, com relógios de 25/75 MHz e 33/100 MHz. - AMD anuncia sua CPU K5, que só seria comercializada em 1996. 31

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1995 - Intel lança o Pentium, com diversos relógios: 75 e 130 MHz. - Intel lança o Pentium Overdrive de 63 MHz (para os DX25) e 83 MHz (para os DX33). - Pentium PRO - Clock speed bus speed 33

1995 - Intel lança o Pentium, com diversos relógios: 75 e 130 MHz. - Intel lança o Pentium Overdrive de 63 MHz (para os DX25) e 83 MHz (para os DX33). - Pentium PRO 1996 - (março) Intel anunciada novas instruções MMX, de extensão multimídia. - Lançamento dos primeiros Pentium MMX. 1997 - Intel lança Pentium II, para cobrir deficiências do Pentium PRO. - AMD lança o K6 e Cyrix o M2, concorrentes do Pentium II. - Intel lança Pentium MMX de 233 MHz, 7.5 MT. - Explosão Foguete Ariane V. Erro de conversão de um número de pontoflutuante para inteiro que gerou um overflow que não foi gerenciado pelo software. O computador fez o "dump" de sua memória, interpretado como comando para os propulsores do foguete. - Mestre Garry Kasparov perde partida de xadrez para a máquina Deep Blue, da IBM. 34

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1998 - Intel lança chipsets 440BX e 440GX. - Intel lança Pentium II de 350 e 400 MHz. - Intel lança Celeron, uma versão barata do Pentium II, sem a memória cache interna. - Computador do Explorador Pathfinder, em Marte, "dá pau", a equipe da Terra consegue fazer o boot remoto e o sistema volta a funcionar. O problema surgiu quando o programa tentou escrever um valor de 32 bits numa variável de 16 bits. - Intel lança Pentium II Xeon. 36

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1998 - Intel lança Pentium II Xeon. 1999 - Intel lança Celeron com cache "on-die". - AMD lança K7, concorrente do Pentium II Xeon. - Intel promete Pentium II com relógio acima de 500 MHz. - Intel lança Pentium III. 2000 - AMD lança Athlon 1GHz. - Intel lança Pentium 4 1GHz, 42 milhões de transistores. 38

2001 - AMD lança Athlon 1.4 GHz. - Intel lança arquitetura de 64 bits Itanium; - Intel lança Pentium-4 XEON; - Pentium 4 acima de 2.0 GHz - AMD: 64 bits para 2002; 2002 - Intel e AMD lançam processadores com tecnologia HT 130 nm 2003 - Intel lança processador Centrino. - AMD lança Opteron e Athlon 64 2004 - AMD: Primeiro processador Dual Core - Pentium 4 HT 125 MT 39

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2005 - Intel: Macintosh (Apple) usando up Intel - AMD: Turion 64 notebook e Athlon 64 x 2 dual core - desktop 2006 - Intel Centrino Duo (mobile) - Core 2 Duo 2007 - Intel 45 nm tecnologia - Core 2 Quad, Xeon 2, 4 e 6 core - AMD Turion X2 2008 - Intel 40 anos (18 Julho); - AMD: Phenom X3, X4 41

2009 AMD Athlon II X2 Dual-Core AMD Phenom II X4 Quad-Core AMD Opteron Six-Core Intel Xeon série 5000 Intel Core i7 Extreme Edition Intel Core 2 Extreme (quad core) 2010 Intel Core i7 Intel Core i5 Intel Core i3 42

2011 Segunda geração de processadores Core - Codinome Sandy Bridge. processo de 32 nm Core i3, i5 e i7, com melhorias na arquitetura. 29 novos processadores; controlador de memória e gráficos no mesmo encapsulamento que o processador principal. 43

2011-44

2011 i7, 4 núcleos 45

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AMD ROADMAP 47

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Trabalho L1 Traduzir e organizar um dos tópicos apresentados a seguir. Acrescentar informações, fotos e figuras que melhorem a compreensão do texto. Gerar uma versão texto impressa e uma versão para apresentação (Power Point), enviando-as, também, por e- mail. 3 a 5 páginas (letra tamanho 12), Citar as referências extras, se houver. Impresso e versão pdf e PPT via e-mail. Para 21/03 52

Trabalho L1 Referência: The Intel Microprocessors, de Barry B. Brey 1.1 A Historical Background 1 The Mechanical Age (até 2 alunos) 2 The Electrical Age (até 2 alunos) 3 Programming Advancements (até 2 alunos) 4 The Microprocessor Age (até 2 alunos) 5 The Modern Microprocessor (até 4 alunos) 53