Carregado porSusana Oliveira
Microprocessadores
O documento discute a arquitetura de microprocessadores, definindo a CPU como o cérebro do computador e descrevendo seus principais componentes, como a unidade aritmética e lógica e a unidade de controle. Também aborda a arquitetura de Von Neumann, memória cache e características como número de núcleos e frequências de relógio.
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Microprocessadores
- 1. ARQUITETURA DE MICROPROCESSADORES MÓDULO 4– ARQUITETURA DE COMPUTADORES FORMADORA: SUSANA OLIVEIRA AGRUPAMENTO DE ESCOLAS DE CARVALHOS ESCOLA SOLIDÁRIA
- 2. UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO = CPU(CENTRAL PROCESSING UNIT) = PROCESSADOR = MICROPROCESSADOR
- 3. UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO •Noção: • É central pois é o centro do processamento do computador • É processador pois processa( calcula, move,…) os dados • É unidade pois é só um circuito integrado • Conhecido como sendo o cérebro do computador • Manipula os dados, executa cálculos e controla as tarefas executadas pelos outros componentes • São essenciais não só nos computadores como noutros equipamentos como telemóveis, televisores e até automóveis
- 4. ARQUITETURA DE VON NEUMANN(1940) • Uma arquitetura corresponde à estrutura e à organização do hardware que permite o seu funcionamento. • A elaboração primeiro modelo de um computador é da autoria de John Von Neumann (Universidade de Princetown, New Jersey) em 1940. • Contribuíu significativamente na criação do EDVAC
- 5. ARQUITETU RA DE VON NEUMANN (1940) •Pela primeira vez uma arquitetura de computador continha um programa em memória em detrimento das ligações físicas. Memória primária Memória secundária
- 6. COMPONENTES DO CPU UnidadeAritmética e Lógica (ALU de Arithmetic- Logic Unit) - executa os cálculos matemáticos e realiza as operações lógicas. Registos Áreas de armazenamento de alta velocidade que guardam pequenas porções de dados e instruções para a ALU efetuar operações. Unidade de Controlo - acede sequencialmente às instruções do programa, descodifica-as e controla: • o fluxo de dados de e para a ALU • os registos; • a memória cache; • a memória principal; • a memória secundária e • os vários dispositivos de saída.
- 7. CARATERÍSTICAS DO CPUVELOCIDADEDO RELÓGIO INTERNO •Múltiplos • Kapa- Hertz (KHz) 1 KHz = 1000 Hz • Mega-hertz (MHz) 1 MHz = 1 000 000 Hz (1 milhão Hz) • Giga-hertz (GHz) 1 GHz = 1 000 000 000 Hz • O clock interno indica a frequência na qual o processador trabalha. • Medido em Hz (Hertz) • 1 Hz = 1 ciclo por segundo • 1 Hz = 1 ciclo/s • 100 Hz = 100 ciclos / s
- 8. CARATERÍSTICAS DO CPU •Para além da velocidade do processador a velocidade do computador depende também de: • Registos internos – nº de bits com que o CPU trabalha de cada vez (8, 16, 32 ou 64) • Velocidade do clock externo que indica a frequência de trabalho do barramento de dados – Bus Speed • O barramento de dados é um canal físico (pistas) de comunicação de dados entre o interior e o exterior da CPU. Também é conhecido como FSB (Front Side Bus). VELOCIDADE DO RELÓGIO EXTERNO
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- 10. MEMÓRIA CACHE • Oprocessador é mais rápido que a memória RAM, instalada na motherboard. Isto provoca uma subutilização quando é necessário enviar muitos dados consecutivamente, ou seja, existem períodos em que o processador fica à espera que a RAM fique disponível para receber/enviar dados. • Para que isto não aconteça é utilizada a Memória Cache, uma memória do tipo SRAM (Static RAM) mais rápida do que a RAM. • Para otimização do desempenho, os dados, que têm maior probabilidade de serem usados, são lidos da memória RAM e copiados para a Cache. Estando esses dados na Cache o processador acede mais rapidamente a eles quando necessita, reduzindo assim o tempo de espera do processador para receber/enviar dados.
- 11. MEMÓRIA CACHE ► MemóriaCache L1 (Level 1 – Nível 1) • Presente dentro do microprocessador ou Cache interna. Acompanha a velocidade interna do processador. • A sua capacidade varia entre 8 KB e 128KB (por core) ►Memória Cache L2 (Level 2 – Nível 2) • Atualmente também dentro do processador. Acompanha a velocidade interna. • Quando é interna, geralmente, a sua capacidade varia de 128KB a 516 KB. • Quando é externa a sua capacidade depende do Chipset presente na motherboard . ►Memória Cache L3 (Level 3 – Nível 3) • Nos processadores com vários núcleos está também dentro do processador • Trabalha em sintonia com L1 e L2 para melhorar o desempenho • Normalmente esta memoria é partilhada pelos vários cores • A capacidade varia entre 2 MB e 8 MB
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- 13. EXEMPLO: CORE I7-3970XEXTREME Exterior Interior
- 14. EXEMPLO: CORE I7-3970XEXTREME
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- 16. PROCESSADORES DE VÁRIOSNÚCLEOS • Aumentar a velocidade do relógio interno para aumentar a velocidade de processamento aumenta também a temperatura do processador. • Outra solução é o aumento de núcleos do processador. É ideal quando se correm diversas aplicações em simultâneo.
- 17. PROCESSADORES DE VÁRIOSNÚCLEOS • A industria dos jogos, aplicações multimédia e cinematográfica exigem cada vez mais capacidade de processamento. Por isso os sistema operativos e as aplicações desenvolvidas são, cada vez mais, direcionadas para o aproveitamento de vários núcleos do processador. “A AMD apresentou na edição 2020 da CES, que começou ontem em Las Vegas, novos processadores Threadripper. Mas a estrela da apresentação foi o modelo 3990X, que tem 64 núcleos…” (publicado em 7 de Janeiro de 2020) Fonte da imagem e citação: https://www.pcguia.pt/2020/01/amd-anuncia-novo-processador-threadripper-3990x-com-64-nucleos/
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- 20. ARQUITETURA DOS PROCESSADORES •RISC (Reduced Instruction Set Computer) • Possui um conjunto limitado de instruções • Insuficiente para efetuar todas as operações • Execução mais rápida
- 21. ARQUITETURA DOS PROCESSADORES •CISC (Complex Instruction Set Computer) • Suporta todas as operações • Execução mais lenta ao executar operações mais simples
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- 23. ARQUITETURA DOS PROCESSADORES •Arquiteturahíbrida https://youtu.be/m1uKe6GdjOE
- 24. VERIFICAR O DESEMPENHODO PROCESSADOR