Processador

Por Vinícius Costa

Todo computador, sem exceção, grande ou pequeno, possui pelo menos um processador. Existem centenas de processadores, cada um projetado para diferentes tarefas, e todos tem vantagens e desvantagens. Apesar da grande variedade de processadores, todos trabalham do mesmo jeito. Veremos tudo sobre processadores, como funciona, a história de alguns processadores que são considerados os percussores dos processadores que temos hoje.

Baseado no conjunto de instruções que um processador passa para o software, existem 3 coisas que ele pode fazer:

Como Funciona

- Executar cálculos e operações lógicas, algébricas e matemáticas

- Tomar decisões

- Executar novas instruções baseadas no veredicto da decisão

Essas três coisas fazem com que a memória se mova de uma localização para outra.
O processador olha para a RAM (Random Access Memory) e a ROM (Read Only Memory) para seguir instruções. Porém, quando o computador dá o boot, ele usa apenas a ROM (a BIOS). Computadores precisam da RAM e da ROM para funcionar corretamente. Como dados não podem ser escritos na ROM, a RAM é necessária para escrever informação. Mas, no entanto, os dados na RAM são perdidos quando não se tem energia, então a ROM que guarda os dados quando o computador está desligado.
Existem muitas linguagens de programação, as mais conhecidas são C e Visual Basic. Toda vez que um programador quer executar um programa que ele tenha criado, é necessário que ele compile o programa. A ação de compilar um programa é fazer com que o processador possa entender. – Assembly.
Pegue esse simples programa em C como exemplo (Não se preocupe em entender a programação):

0 a=1;
1 b=1;
2 while (a <= 5)
3 {
4 b = b * a;
5 a = a + 1;
6}
No programa existem duas variáveis, A e B, A tem um valor inicial de 1 e o b também. O programa faz com que enquanto A é menor ou igual a 5, B irá multiplicar A e A ficara A+1. Esses detalhes não são importantes. O que é importante é o que acontece depois, como o compilador muda o código.
0 CONB 1 // a=1;
1 SAVEB 128
2 CONB 1 // b=1;
3 SAVEB 129
4 LOADA 128 // if a > 5 the jump to 17
5 CONB 5
6 COM
7 JG 17
8 LOADA 129 // b=b*a;
9 LOADB 128
10 MUL
11 SAVEC 129
12 LOADA 128 // a=a+1;
13 CONB 1
14 ADD
15 SAVEC 128
16 JUMP 4 // loop back to if
17 STOP

Perceba como está agora, tudo consiste em instruções simples como LOAD, SAVE, JUMP etc. e como ele cresceu de tamanho para 17 linhas. Quando a conversão de assembly para binário, o nosso programa em C cresce 31 linhas.
Todas as 31 linhas de nosso programa de 6 linhas agora podem ser enviadas para o processador. A velocidade que o processador pode entender o nosso programa e computador os resultados chama-se ciclo de clock, ou clock clycle e é medido pelos Megahertz ou Gigahertz. Em cada ciclo de clock, o processador é capaz de fazer uma ação. O mais complicado do programa é, quanto de ciclos de clock irá precisar. É por isso que um processador de 1.5 GHz é mais rápido que um de 1GHz, o de 1.5 é capaz de realizar mais ciclos de clock em menos tempo. O processador também tem uma função chamada bit size. O bit size diz para o processador quantos bytes (Ou bits) o processador pode ler da RAM ao mesmo tempo. Um processador de 32-bit é capaz de receber 4 bytes de cada vez. Um processador de 933MHz (933 milhões de ciclos de clock por segundo) 32-bit pode computar 29, 856, 000, 000 bits por segundo ou 3, 732, 000, 000 bytes por segundo.

Transistores nos processadores
Tipo do processador Transistores Velocidade de Clock MIPS
8088 29, 000 5 MHz 0.33
80386 275, 000 16 MHz 5
Pentium 3, 100, 000 60 MHz 100
Pentium 4 42, 000, 000 1.5 GHz 1, 700

Nota: MIPS é quantos milhões de operações por segundo o processador é capaz de fazer.

O número de transistores em um processador afeta diretamente na velocidade e eficiência do mesmo. Com mais transistores, é possível fazer uma tecnologia que se chama pipelining. Enquanto apenas uma instrução pode ser processada por ciclo de clock, a tecnologia pipelining autoriza que algumas instruções podem estar em vários estágios do processo. Por exemplo, pode levar 4 ciclos de clock para alguma coisa ser processada. Durante esses 4 ciclos pode se ter 3 outras instruções que estão sendo processadas em diferentes estágios.


Processadores Intel
A fabricante número um de processadores do mundo disponibiliza sete modelos principais de CPUs com múltiplos núcleos. Talvez você já tenha visto nomes como “Dual Core”, “Core2Duo”, “Core2Quad” ou “Core i7”, no entanto pode ser que você não tenha a mínima idéia das diferenças reais entre eles.
A princípio é fácil perceber que um “Dual Core” possui dois núcleos, mas então o que o “Core2Duo” traz de diferente? Abaixo você vai conferir descrições sobre cada processador, porém este artigo visa apenas descrever as configurações internas de cada um e mostrar o tipo de tarefa que cada um desses CPUs foi designado, por isso não espere uma tabela comparativa com preços e indicações de qual é o melhor.
Pentium D
Lembra do antigo Pentium 4? Pois é, o Pentium D é a junção de dois processadores Pentium 4. Muitos usuários pensam que o Pentium D é um processador de núcleo duplo excelente, porém a história é um pouco diferente. Assim como acontecia com o Pentium 4, tudo se repetiu no Pentium D.
A Intel precisava colocar dois núcleos com uma freqüência muito alta para conseguir um bom desempenho. A memória cache dos Pentium D é razoavelmente suficiente, porém como a Intel parou de investir neste tipo de CPU, atualmente os valores de memória e até a própria velocidade destes processadores não proporcionam bons resultados em games e aplicativos pesados.
Pentium Extreme Edition
Pelo nome não parece, mas os tais Pentium Extreme Edition são processadores de duplo núcleo também. A diferença entre estes e os Pentium D é, basicamente, que o Extreme Edition é um processador com dois Pentium 4 Extreme Edition trabalhando em conjunto. Com um desempenho um pouco melhor, algumas tecnologias a mais que auxiliam no trabalho pesado, este processador ganhou pouca fama, pois logo foi substituído por outros modelos.
O Pentium 4 Extreme Edition trabalhava com a tecnologia HT (a qual simulava dois processadores num só), a qual permitia um ganho de até 30% em múltiplas tarefas. Como o Pentium Extreme Edition é uma evolução, ele traz dois núcleos que operam com a tecnologia HT. Sendo assim, os dois núcleos do Pentium Extreme Edition simulam dois núcleos virtuais, de modo que o processador disponibiliza quatro núcleos para o sistema.
Core 2 Duo
Atualmente os Core 2 Duo estão entre os processadores mais cobiçados para jogos. Se comparado com os antigos processadores de dois núcleos da empresa, o novo Core 2 Duo mostram uma superioridade incrível. O grande motivo da diferença em desempenho é o novo sistema de núcleo da Intel.
O antigo Pentium D trabalhava com uma linha de processamento idêntica a dos Pentium 4, já o tal Core 2 Duo funcionam com a nova tecnologia Core. Com uma freqüência (velocidade) mais baixa, um pouco mais de memória interna, modos mais eficiente de compartilhamento de recursos e alguns outros detalhes, os Core 2 Duo são os processadores mais potentes no ramo dos Dual Core.
O Intel Core 2 Duo é indicado para jogos de última geração, edição de imagem e vídeo, programas matemáticos ou de engenharia e tarefas que requisitem alto processamento. Há vários modelos, sendo que os mais fortes não são viável para quem procura montar um PC econômico.
Pentium Dual Core
O Pentium Dual Core surgiu praticamente na mesma época do Core 2 Duo. Tendo a arquitetura (sistema interno de peças) baseada no Core 2 Duo, o Pentium Dual Core trouxe apenas algumas limitações. O tão falado FSB (barramento frontal) tem velocidade menor, a memória interna (cache) do processador é menor e os modelos disponíveis trazem clocks (velocidades) mais baixos.
Para o usuário que procura apenas navegar na internet e realizar tarefas simples, este processador pode ser uma excelente escolha, visto que a relação custo-benefício dele é uma das melhores quando se fala em processadores Intel de duplo núcleo.
Core 2 Quad
Descendentes dos Core 2 Duo, os novos Core 2 Quad nada mais são do que processadores com quatro núcleos e um sistema interno muito semelhante aos seus antecessores. Ainda novos no mercado, os Core 2 Quad apresentam desempenho relativamente alto, porém em algumas tarefas eles perdem para os Dual Core.

O grande problema nos “Quad Core” (termo adotado para falar a respeito de qualquer processador de quatro núcleos) é a falta de programas aptos a trabalhar com os quatro núcleos. Além disso, o custo destes processadores ainda não é ideal para os usuários domésticos.
Core 2 Extreme Quad Core
Apesar da grande desempenho apresentada pelos Core 2 Quad, a Intel conseguiu criar um processador quase idêntico com maior velocidade. Apresentando dois modelos com a velocidade de clock superior, a Intel criou estes processadores especificamente para gamers e usuários fanáticos por overclock.
A relação custo-benefício é péssima, pois custa quase o dobro dos Core 2 Quad e não fornecem o dobro de desempenho. Em jogos há um pequeno ganho de desempenho, mas nada extraordinário que valha realmente a pena.
Vale ressaltar que há processadores Core 2 Extreme de dois e quatro núcleos. Ao comprar um Core 2 Extreme é importante averiguar se o processador é de dois ou quatro núcleos, pois enganos acontecem e você pode acabar pagando por um processador Quad Core e levar um Dual Core muito cuidado!

A última palavra em tecnologia é o Core i7. A nova linha de processadores da Intel opera com quatro núcleos, velocidade semelhante a dos Core 2 Quad e quantidade de memória cache parecida. As mudanças são diversas, começando pelo suporte de memória DDR3 e abrangendo até o modo de comunicação com os outros itens do PC.
O novo Intel Core i7 traz a tecnologia HT, a qual simula múltiplos núcleos e tende a aumentar o desempenho significativamente para aplicações que trabalhem com a divisão de processamento. Segundo o site da Intel, estes novos processadores podem simular até oito núcleos, isso se o sistema operacional for compatível com a tecnologia.
Como estes processadores são lançamento, o preço deles é astronômico (dificilmente encontra-se um processador dessa linha por menos de mil reais), sendo indicado apenas para entusiastas e pessoas com muito dinheiro. O desempenho do Core i7 é sem dúvida superior a qualquer outro processador, no entanto talvez não seja uma boa idéia comprar estes processadores agora, visto que não há programas que exijam tamanho poder de processamento.
Processadores AMD
AMD Sempron

Uma escolha inteligente para quem quer desempenho no dia-a-dia diário.
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AMD Athlon 64 X2 Dual-Core

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AMD Athlon 64 FX

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*Como padrão, a Proteção Avançada contra Vírus só protegerá o sistemas operacionais Microsoft® Windows®, Linux, Solaris e BSD Unix do usuário. Após instalar apropriadamente a versão adequada do Windows, os usuários devem ativar a proteção de seus aplicativos e arquivos associados contra ataques por estouro do buffer de memória. Entre em contato com o fabricante do seu aplicativo para obter informações sobre o seu uso junto com a Proteção Avançada contra Vírus. A AMD e seus parceiros recomendam enfaticamente o uso de software antivírus de outros fornecedores como parte de sua estratégia de segurança.

Cada um desses processadores é de uma ótima qualidade e confiabilidade. Algumas pessoas têm medo de processadores da AMD porque a empresa não foi quem inventou o processador, mas o medo deles é apenas uma desorientação, porque a AMD é uma empresa muito competente e tem ótimos produtos como a Intel, que tem custo de seus produtos mais alto do que os AMD.