Pentium 4

O Pentium 4 usa uma micro-arquitetura, de nome NetBrust que , entre outras coisas, tem um barramento de 400 MHz, cache avançada e intruções multimédia de última geração.
O Pentium 4 é a sétima geração de microprocessadores com arquitectura x86 fábricados pela Intel, é o primeiro CPU totalmente redesenhado desde o Pentium Pró de 1995.

O Pentium 4 original, com o nome de código "Willamette", foi introduzio em novembro de 2000 para o socket 423, sendo lançados em versões 1.3 a 2.0 GHz. Para surpresa da maioria dos observadores da indústria, o Pentium4 não melorou em relação ao velho projeco do P3 em qualquer uma das duas medidas chave de desempenho normal: velocidade de processamento de inteiros ou no desempenho de pontos flutuantes: pelo contrário, sacrificou o desempenho por- ciclo a fim de ganhar duas coisas: velocidades de clock muito elevados e desempenho de SSE (Scottish and Southern Energy). Como é tradicional na Intel, o P4 vem também em uma versão Celeron de gama baixa(frequentemente eferida como o Celeron4) é uma versão todo de gama Xeon recomendada para configurações de SMP.

O Pentium4 executa muito menos trabalho por cilclo do que outros microprocesadores.

Pentium 4

Operações com processador duplo

O Pentium II foi desenvolvido para funcionar em operações de processador duplo. A Intel implementou inicialmente o multiprocessamento com o Pentium Pro, sendo o bus Pentium Pro projectado para suportar até dois CPU Pentium II ligados em paralelo.
É possível usar projectos de sistema de processadores Pentium Pro DP (Dual-processor). Não será necessário recorrer a lógica adicional para o duplo processamento, pois o Pentium II inclui toda a lógica necessária para suportar directamente a ligação.

Pentium II

Execução dinâmica das instruções

Este tipo de execução de instruções é possívél, devido ao facto de o Pentium Pro possuir 3 pipelines, assim sendo um processador de 3 grau.
Desta forma, o processador executa 3 instruções ao mesmo tempo. As instruções são analisadas quanto à sua interligação, mas não são executadas ordenadamente, isto é, são enviadas para os pipelines as instruções que não dependem umas das outras. Só depois as que necessitam dos dados das anteriores são executadas. Este tipo de processo é designado por dynamic execution.

Execução Dinâmica

VIEDOS SOBRE MICROPROCESSADORES

Este video fala-nos de como é fabricado um Microprocessador.

O video mostra-vos de como eram antigamente os processadores e como eram guardados, tambem nos fala sobre circuitos integrados, transistores e numeros binários.

Os PIPELINES e a Interface com os Barramentos

Os pipelines são "canais", que permitem ao procesador executar operações. No caso específico do Pentium , existem dois pipelines, podendo assim ser executados duas operações em paralelo, nem sempre isto é possível.

A Interface com os Barramentos
Este dispositivo permite ao processador comunicar com os compenentes a ele exteriores, através de barramentos de dados, endereços e controlo.

A Unidade de Descodificação

Esta unidade, tal como o seu nome refere, descodifica a informação requeitad à cache de código pela unidade de prefetch, como também em a seu cargo a descodificação da informação da cache de dados.

Unidade de Descodificação

Arquitecturas RISC E CISC

Os processadores, utilizam duas arquitecturas distintas, RISC E CISC. Cada uma delas está projectada para determinadas funções. De seguida vamos analisar as suas principais difefrenças:

Arquitectura RISC

Arquitectura CISC

RISC E CISC

Todos os processadores possuem internamente um conjunto de instruções em código máquina.Os processadores desenvolvidos com a arquitectura RISC têm um número reduzido de instruções internas, ao contrário da arquitectura CISC, como vemos mais adiante.
Outra das ventagens dos CPU RISC, reside no facto de as suas instruções não necessitarem de qualquer descodificação para serem aplicadas.

Como o nome indica, este tipo de processadors contém um grande número de instruções em código máquina.Ao contrário dos CPU RISC, estas instruções necessitam de ser descodificadas através do microcódigo,para poderem ser aplicadas pelo processador. Esta é a arquitectura em que se baseia a maioria dos processadores existentes no mercado.

As instruções estão gravadas em memória ROM e são inseridas dentro do encapsulamento do processador.

Os Barramentos Do Processador

Os Barramentos do processador são "caminhos" por onde a informação circula. Esses barramentos, ou bases, podem ser internos, isto é, estão situados dentro do processador, ou externos, por onde o CPU recebe e envia informação para a memória do sistema.

O Barramento do Processador é utilizado pelo processador internamente e para envio de sinais para outros componentes de estrutura computacional. Actualmente, os barramentos,principalmente dos processadores (os de transferência de dados) tem sido bastantes aprimorados com objectivo de melhorar qualidade, ou eja , maior velociade de processamentos de dados.

Através deste barramento o processador far comunicação com o seu exterior. Nele transferem os dados lidos de memória, escritos na memória, enviados para interfaces e recebidos de interfaces. Pode ser dividido em três grupos:

1. - Barramento de Dados
2. - Barramento de Endereços
3. - Barramentode Controle

Mais informação...

Unidade Lógica e Aritmética - ALU: Implementa as operações lógicas (NOT, AND, OR, XOR) e aritméticas (geralmente adição, subtração, multiplicação, divisão, dependendo do microprocessador). Em geral, o resultado de uma operação é armazenado no acumulador.

BARRAMENTOS INTERNOS: Os barramentos internos ou vias internas interligam os diversos componentes do microprocessador, conduzindo dados e endereços.

Barramento de Dados: é um barramento bidireccional, que permite a movimentação de dados entre os diversos componentes num sistema microprocessado: microprocessador, memória e dispositivos de entrada e saída de dados.
Os sinais que controlam o tráfego de informações são fornecidos pelo barramento de controle. A largura do barramento de dados depende do processador, podendo ser de 8, 16, 32 ou 64 bits, e corresponde à quantidade de bits que podem ser transferidas em paralelo.

Barramento de Endereços: é um barramento unidirecional, que permite a seleção de uma posição de memória ou dispositivo de entrada e saída por parte do processador. O número de bits presentes no barramento de endereços determina o espaço de endereçamento de memória e/ou entrada e saída, conforme a tabela II. No exemplo do Z80, este barramento possui 16 bits, denominados de A0-A15; que em conjunto com o sinal MREQ endereçam a memória; e em conjunto com o sinal IORQ endereçam portas de entrada/saída, permitindo ainda o refrescamento de memórias dinamicas em conjunto com o sinal RFSH.

Os Endereçamentos: Para o CPU só existem dois tipos de dispositivos, a memória e os periféricos de entrada e saída. Para poder comunicar com eles e reconhecê-los, o processador utiliza endereços. Para cada periférico e para cada localização de memórias existe um determinado endereço. Aqui é que entra em funcionamento o barramento (bus) de endereços. O CPU envia por este bus um endereço para determinado dispositivo, para assim poder comunicar com ele.



Barramento de Controlo: Controla o funcionamento dos barramentos de dados e endereços, já que estes são utilizados tanto pela memória quanto pelos dispositivos de entrada e saída. Informam os instantes onde as informações podem trafegar nos barramentos de dados e endereços.

Arquitectura de microprocessadores.

Apesar de existirem diversos fabricantes e famílias de microprocessadores, pode-se identificar muitos aspectos comuns no que diz respeito à arquitetura desses componentes.

Do ponto de vista de funcionamento, basicamente um microprocessador lê uma-a-uma as instruções de um programa armazenado na memória, obtém os seus operandos quando necessário, manipula os dados de acordo com o especificado no código da instrução, podendo ainda, ler dados de dispositivos de entrada e enviar dados para dispositivos de saída.

Apesar de cada Microprocessador ter as suas peculiaridades, a sua estrutura interna é bastante semelhante e pode ser generalizada.
Um Microprocessador é a parte principal de um microcomputador e a sua principal responsabilidade é executar instruções, que em última análise controlam todas as suas partes. Ele possui duas unidades básicas: a Unidade Lógica Aritmética (ULA), responsável pela realização das operações lógicas e aritméticas, e a Unidade de Controle (UC), responsável pela descodificação e execução das instruções, fornecendo os sinais de temporização adequados para as diversas partes do processador e do próprio computador além de Registradores para armazenamento da Informação Binária (dados, endereços e instruções).

Aplicações dos microprocessadores.

No nosso dia-a-dia deparamo-nos com inúmeras aplicações de microprocessadores, sendo que na maioria das vezes de forma desapercebida. Pode-se indicar, apenas a título de exemplo: o relógio digital/despertador, calculadoras, alarmes anti-furto de residências e automóveis, o controle de injeção de combustível em automóveis, os eletrodomésticos como microondas e
máquinas de lavar-louças, videocassetes, etc. Também não podemos deixar de mencionar que os microcomputadores estão presentes não só no ambiente de trabalho (escritórios e linhas de produção), mas também em muitas residências.

História do microprocessador.

O processador foi inventado pela Intel em 1971 para acudir a um fabricante de calculadoras japonês que precisava de um circuito integrado especial. A Intel projectou o i4004 que era um circuito integrado programável que trabalhava com registradores de 4 bits, 46 instruções, clock de 740Khz e possuía cerca de 2300 transistores. Percebendo a utilidade desse invento a Intel prosseguiu com o desenvolvimento de novos microprocessadores: 8008 (o primeiro de 8 bits) e a seguir o 8080 e o microprocessador 8085. O 8080 foi um grande sucesso e tornou-se a base para os primeiros microcomputadores pessoais.
Da Intel saíram alguns funcionários que fundaram a Zilog, que viria a lançar o microprocessador Z80, com instruções compatíveis com o 8080, e também de grande sucesso. A Motorola possuía o 68000 e a MOS Technology o 6502. Todos esses microprocessadores de 8 bits foram usados em muitos computadores pessoais.
Em 1981 a IBM decidiu lançar-se no mercado de computadores pessoais e no seu IBM-PC utilizou um dos primeiros microprocessadores de 16 bits, o 8088 (derivado do seu irmão 8086 lançado em 1978) que viria a ser o avô dos computadores actuais. A Apple nos seus computadores Macintosh utilizava os processadores da Motorola, a família 68000 (de 32 bits).
Outros fabricantes também tinham os seus microprocessadores de 16 bits, a Zilog tinha o Z8000, a Texas Instruments o TMS9900, a National Semiconductor tinha o 16032,mas nenhum fabricante teve tanto sucesso como a Intel, que sucessivamente foi lançando melhoramentos na sua linha 80X86. Como grande concorrente da Intel, a AMD aparece inicialmente como fabricante de microprocessadores da linha x86 alternativa mas a partir de um certo momento deixou de correr atrás da Intel e partiu para o desenvolvimento de sua própria linha de microprocessadores: K6, Athlon, Duron, Turion, Sempron, etc. Paralelamente à disputa entre Intel e AMD, a IBM possuia a linha PowerPC utilizada principalmente pelos microcomputadores da Apple.
A evolução tecnológica envolvida é surpreendentemente grande, de microprocessadores que trabalhavam com clock de dezenas de kHz e que podiam processar alguns milhares de instruções por segundo, atingiu-se clocks na casa dos 4GHz e poder de processamento de centenas de milhões de instruções por segundo.
A Intel lançou recentemente processador de 80 núcleos. Este processador, após alguns testes, chegou a atingir a impressionante velocidade de 2 teraflops (trilhões de operações de ponto flutuante por segundo).

O que são microprocessadores ?

O microprocessador é um circuito integrado formado por uma camada chamada de mesa epitaxial de silício, trabalhada de modo a formar um cristal de extrema pureza, laminada até uma espessura mínima com grande precisão, depois cuidadosamente mascarada por um processo fotográfico e dopada pela exposição a altas temperaturas em fornos que contêm misturas gasosas de impurezas. Este processo é repetido tantas vezes quanto necessário à formação da microarquitetura do componente.
Responsável pela execução das instruções num sistema, o microprocessador, escolhido entre os disponíveis no mercado, determina, a capacidade de processamento do computador e também o conjunto primário de instruções que ele compreende. O sistema operativo é construído sobre este conjunto.
O próprio microprocessador subdivide-se em várias unidades, trabalhando em altas frequências. A ALU(Aritmetic and Logical Unit), unidade responsável pelos cálculos aritméticos e lógicos e os registradores são parte integrante do microprocessador na família x86.
Embora seja a essência do computador, o microprocessador diferente do microcontrolador, está longe de ser um computador completo. Para que possa interagir com o utilizador precisa de: Memória, E/S Entradas/Saídas, um clock, controladores e conversores de sinais entre outros. Cada um desses circuitos de apoio interage de modo especial com os programas e, dessa forma, ajuda a moldar o funcionamento do computador.