Trabalho de grupo nº 3
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1. Evolu o das Mem rias Motherboards e Processadores Filipe Jorge Sousa Amorim 17 11 03 C sar Andr Lopes Fonseca Evolu o das memorias motherboards e processadores ndice CICS nossa Do a E SDS Se 2 l Memoria RAM sesuais susuoBss ISSGINSGaNIsasaMEaSCEUEUSUaNEsEMESTCaS TAS SILAS UEIa ENS OOO 3 1 1 FOMO F SICO causais a ad aC SIDI 5 1 2 Diferen as F sicas entre as Mem rias eterna 10 1o JeCchologias EXISTENTES anrsrnrenea i E 11 1 4 Detec o e Correc o de Erros na Mem ria 17 23 MOME DOAS sos pessasusuasooSosuavea sousa Usa n Oca m dns assada EAEC SEPS 20 2 1 Componentes constituintes e e reeererreerereeerereeerereeanos 23 22 Jr Ormalos GAS MONEDAS teca snsc oued as dial aaa a as ad 25 3 Evolu o dos processadores eee erre area a ree aa renana 21 BID ORA soraia dantas iaai da desde festierid ari iari casi irid asia test dai dente ninsidagieni unia 62 Evolu o das memorias motherboards e processadores 1 Mem ria RAM A Mem ria RAM o local para onde os dados e programas s o carregados para serem apreciados e processados pelo microprocessador Ela respons vel tamb m pela agilidade nos processos e potencialidade na manipula o de dados Na motherboard a comunica o com a mem ria depende mais da pr pria mem ria do que da motherboard Existem dispon veis no mercado actualmente mem rias de 70 a 7 nanossegundos de tempo de acesso Est2. 50 Evolu o das memorias motherboards e processadores 7 Maio 1997 A mais nova vers o do Pentium Pro cujo nome de c digo Klamath foi projectado para incorporar os circuitos MMX extens es e registos multimedia que s o na verdade um processador matem tico matricial que quadruplicar o desempenho do chip em muitas aplica es gr ficas e multim dia Os 7 5 milh es de trans stores do processador Pentium II incorporam a tecnologia Intel MMX que foi criada especificamente para processar eficientemente data de v deo udio e gr ficos empacotado com um chip de mem ria cache de alta performance numa nova caixa Single Edge Contact S E C em forma de cartucho que liga at placa principal Motherboard via um nico conector como oposi o aos processadores anteriores de m ltiplos pinos Este tipo de encapsulamento na verdade um cartucho bastante similar aos utilizados por outros fabricantes como por exemplo jogos de v deo e ser encaixado num socket pr prio A tend ncia de que todos os futuros processadores da Intel utilizem este tipo de encapsulamento O Pentium Il utiliza a tecnologia RISC uma tecnologia que permite os processadores tornarem se mais r pidos Entretanto esta tecnologia totalmente incompat vel com a tecnologia CISC Arquitectura utilizada at ao Pentium o que significa que n o se poderia utilizar nenhum dos programas que tinham sido feitos para os process
3. es para instalar componentes de topo de gama normalmente com requisitos t rmicos mais exigentes A tend ncia de miniaturiza o subjacente defini o do formato MicroATX continuou n o s por parte da Intel que em 1999 desenvolveu a especifica o FlexATX como adenda especifica o MicroATX mas tamb m a empresa Via que em meados de 2000 desenvolveu a especifica o ITX a qual atrav s de uma fonte de alimenta o especificamente desenvolvida para o efeito permite desenhar sistemas de dimens es bastante reduzidas Realce se contudo que do ponto de vista dos encaixes mec nicos todas estas placas s o compat veis A tabela seguinte permite a compara o das dimens es f sicas destas tr s placas i Comp M x Designa o Larg M x mm mm MicroATX 244 244 FlexATX 229 191 ITX 215 191 Para al m destes formatos mais ou menos normalizados poss vel encontrar motherboards com formatos propriet rios o que dever ser evitado uma vez que tais sistemas limitam uma das principais caracter sticas dos computadores pessoais a sua modularidade e flexibilidade formatos 22 Evolu o das memorias motherboards e processadores 2 1 Componentes constituintes Uma motherboard constitu da pelo seguinte conjunto de blocos os quais poder identificar com relativa facilidade inspeccionando uma motherboard e simultaneamente consultando o respectivo manual t cnico ou ainda um
4. RDRAM ECC paridade e O n mero e tipo de conectores de expans o ISA EISA MCA VESA local bus AGP ou PCI e a exist ncia da facilidade Plug n Play e O tipo de caixa e da fonte de alimenta o e o tipo de BIOS e O tipo de conector do teclado poss vel classificar as motherboards em duas grandes fam lias AT e ATX Na fam lia AT mais antiga em produ o desde 1983 at 1996 podem se encontrar motherboards de diversos tamanhos estando mais divulgadas as 20 Evolu o das memorias motherboards e processadores mais pequena designadas por baby AT por oposi o ao formato Full size AT Tipicamente estes formatos utilizam o mesmo tipo de caixa Em 1987 a Western Digital introduziu no mercado um novo formato designado por LPX A principal particularidade deste formato a exist ncia de uma pequena placa vertical que encaixa na motherboard e que inclui os conectores de expans o Desta forma as placas de expans o s o instaladas nesta extens o paralelamente motherboard o que permite construir sistemas de baixo perfil desktop O principal inconveniente destas placas reside exactamente na exist ncia de mais um conector o que aumenta a probabilidade de erros de origem mec nica As placas ATX especifica o desenvolvida pela Intel em 1996 representam uma natural evolu o relativamente as anteriores sendo totalmente incompat veis ao n vel da caixa As principais inova es
5. cavidades com a cache L2 no chip trabalhando mesma velocidade do processador Optimizado para executar c digos de programa o com 32 bits tanto a n vel de sistemas operativos como a n vel de aplica es Arquitectura superescalar n vel 3 3x Pipelines O Pentium Pro internamente funciona como se fossem tr s processadores em paralelo sendo capaz de executar at tr s instru es por impulso de clock interno Tem execu o din mica o Pentium Pro capaz agora de carregar e executar instru es que est o adiante Pentium Pro Imagem 12 Processador Pentium Pro Imagem 13 Processador Pentium Pro 48 Evolu o das memorias motherboards e processadores do ponto em que o programa est a ser executado execu o fora de ordem e previs o de execu o A segunda grande diferen a do Pentium Pro em rela o cache de mem ria O Pentium trabalha com dois tipos de caches de mem ria uma interna chamada de cache L1 de 16 KB e uma externa chamada de cache L2 de tamanho vari vel 256 KB 512 KB ou 1MB Vantagens mais significativas velocidade a Main Board trabalha a 66 MHz um Pentium 200 trabalha com 200 MHz internamente e 66 MHz externamente Isto quer dizer que num Pentium modelo anterior o acesso cache de mem ria externa L2 feita no m ximo a 66 MHz No Pentium Pro como a cache L2 interna o acesso feito na mesma frequ ncia do processador Ou seja um Pentium Pr
6. nova slot para a caixa do processador introduzida a SEC proporcionado maiores performances entre a placa principal Main Board e o processador Foi introduzido tamb m o conceito de n mero de s rie interno do processador segundo a Intel melhora significativamente as performance do sistema durante o acesso extens es multim dia de caracter stica Internet Neste processador h tamb m a introdu o de condi es de baixo consumo de corrente Lower power State instru es novas como AutoHalt Stop Grant Deep Sleep Sleep habilitam este processador a taxas de consumo de energia muito baixos Caracter sticas Principais e Velocidade clock Pentium Olll 55 Evolu o das memorias motherboards e processadores 550 Mhz e N trans stores 9500000 e Largura do bus 300 Bits e Largura do bus cache L2 64 Bits e Mem ria endere vel 64 Gbytes e Cachel2 1M e Cache L2 Interna e Caixa externa SEC e Arquitectura 4 32 e Coprocessador Interno 25 Outubro 1999 De caracter sticas muito id nticas ao Pentium III Contem 70 novas bus de 100MHz cache de n vel 2 at 2Mb chipset Intel 440BX o Pentium Ill Xeon promove solu es instru es para uma grande variedade de aplica es da Internet e perfeito para correr aplica es destinadas a servidores com Este processador ir ser fabricado com velocidades de clock a partir de 550Mhz pesadas necessidade
7. o das memorias motherboards e processadores 3 Evolu o dos processadores Desde o 4004 da Intel lan ado em 1971 os processadores evolu ram assustadoramente Os processadores n o foram apenas os componentes dos computadores que mais evolu ram mas sim o dispositivo que evoluiu mais r pido em toda a hist ria da humanidade N o toa que o trans stor foi considerado a inven o do s culo O grande segredo para esta evolu o vertiginosa pode ser contado em uma nica palavra miniaturiza o Foi justamente a miniaturiza o dos trans stores que permitiu criar o circuito integrado em seguida o microchip e processadores com cada vez mais trans stores e operando a frequ ncias cada vez mais altas Para voc ter uma id ia do quanto as t cnicas de constru o de processadores evolu ram o 8088 possu a apenas 29 000 trans stores e operava a apenas 4 7 MHz enquanto o Pentium 4 tem 42 000 000 de trans stores e opera a frequ ncias acima de 2 0 GHz N mero de trans stores 8088 1979 29 000 286 1982 134 000 386 1985 275 000 486 1989 1 200 000 Pentium 1993 3 100 000 Pentium MMX 4 300 000 27 Evolu o das memorias motherboards e processadores 1997 Pentium Il 9 500 000 1998 Pentium Ill 21 000 000 Coppermine Athlon 35 000 000 Thunderbird Pentium 4 42 000 000 O primeiro trans stor criado no in cio da d cada de 50 foi feito a m o e n o era nada pequeno Depois
8. 0 devem ser Pentium Banco 0 preenchidos ou seja os slots 1 e 2 devem se preenchidos Tabela 2 Configura o dos Bancos Os m dulos SIMM 72 n o s o muito cr ticos com rela o ao uso de tipos diferente na mesma placa mais se o seu PC encravar ou o sistema operativo tornar se inst vel aconselh vel usar m dulos iguais Modulo DIMM de 168 pinos Com a chegada dos processadores Pentium Pentium Pro Pentium Il e Pentium Ill chegou tamb m a necessidade de ampliar a largura de barramento das mem rias RAM devido aos 64 bits de barramento Evolu o das memorias motherboards e processadores destes processadores bem como para aumentar a capacidade m xima em Mb Ao contr rio das mem rias SIMM estes m dulos possuem contactos em ambos os lados do m dulo sendo por isso chamados de DIMM Double in Line Memory Module S o encontrados m dulos de 8MB 16 MB 32 MB e 64 MB mem ram 1 2 Diferen as F sicas entre as Mem rias MM possuem gs Trilhos das dug faces conectados DIMM possusm c Trilhos dos ducs faces independentes Imagem 7 Diferen as entre SIMM e DIMM 10 Evolu o das memorias motherboards e processadores 1 3 Tecnologias Existentes RAM CMOS As RAMs comuns s o vol teis perdem a informa o logo que se desliga o computador Mas alguns PCs utilizam chips RAM do tipo CMOS Complementary Metal Oxide Silicon que n o consomem muita for a enquanto ligados Estes chip
9. 5 1 1 1 sendo levemente mais r pida do que as mem rias EDO convencionais este tipo de mem ria porem suportado apenas por alguns modelos de motherboard Alia a tecnologia da mem ria EDO com a tecnologia Burst Mode 13 Evolu o das memorias motherboards e processadores usada na mem ria cache fazendo leituras e escritas em quatro ciclos abruptos four bursis Synchronous Dynamic RAM SDRAM A SDRAM constru da com arquitetura superescalar semelhante aos microprocessadores pipelined Os chips SDRAM s o constru dos em m ltiplos e independentes blocos de acesso proporcionando acesso de um segundo bloco antes do fim de processamento do primeiro Isto incrementa drasticamente a performance da leitura e escrita na mem ria Encontrada em M dulos de mem ria DIMM utiliza Wait States de 5 1 1 1 sendo por volta de 10 mais r pida do que as mem rias EDO S o encontradas com velocidade de 10 8e 7 nanossegundo teoricamente funcionaria 124 MHz mas na pr tica dificilmente passam de 83 MHz N o sendo adequadas para placas que usam barramento de 100 MHz Mem rias PC 100 ou mem rias de 100 MHz S o mem rias SDRAM com v rios aperfei oamentos o que as permite funcionar estavelmente com bus de 100 MHz A maioria das placas m e com chipset LX que suportam BUS de 100 MHz s aceitam funcionar com mem ria PC 100 recusando mem rias SDRAM comuns Muitos vendedores desinformados vendem mem rias SDRAM de 8 ou 7
10. bit a cada byte de mem ria Esse bit extra chamado de parity check bit bit de verifica o de paridade Usando um simples algoritmo o bit de paridade permite que um PC determine se um dado byte de mem ria tem o n mero certo de 1 ou 0 Este processo n o tornava o sistema mais lento pois os circuitos encarregados de controlar a paridade funcionavam parte do restante do sistema O uso da paridade s necess rio nas mem rias mais antigas pois as mem rias EDO e SDRAM possuem um n vel de confiabilidade tal que dispensa o uso de paridade sendo raros os fabricantes que ainda fabricam mem rias com o 9 bit pois isto encarece o pre o final das mesmas Caso esteja dispon vel nas mem rias a paridade pode ser activada ou desactivada no Setup Como o seu uso n o prejudica em nada o desempenho do sistema recomenda se mant la activada caso suas mem rias sejam compat veis Com a finalidade de reduzir os custos dos m dulos de mem ria alguns fabricantes desenvolveram m dulos de mem ria com fake parity falsa paridade para serem utilizadas em PCs que utilizavam o sistema de verifica o de paridade em mem rias O sistema de falsa paridade sempre envia um sinal indicando que a paridade est correcta Com esse sistema de falsa paridade os fabricantes conseguiram reduzir em at 10 do valor do m dulo de mem ria De acordo com os vendedores de mem rias Kingston Technology os chips com falsa paridade geralmente s o
11. de algum tempo passaram a construir trans stores usando sil cio e desenvolveram a litografia ptica t cnica utilizada at hoje que usa luz m scaras e v rios produtos qu micos diferentes para esculpir as camadas do trans stor permitindo alcan ar n vel incr veis de miniaturiza o Veja agora uma tabela com o tamanho dos trans stores usados em cada processador Intel 4004 1971 15 mi crons 8088 1979 3 m crons 486 1 m cron Pentium 60 MHz 0 80 mi cron Pentium 100 MHz 0 60 mi cron Pentium 166 MHz 0 40 mi cron Pentium MMX 0 35 m cron 28 Evolu o das memorias motherboards e processadores Um m cron equivale a 1 mil simo de mil metro ou a 1 milion simo de metro intel 29 Evolu o das memorias motherboards e processadores Hist ria evolutiva dos Processadores da INTEL 15 Novembro 1971 4004 O primeiro CPU Central Processing Unit da Intel foi o 4004 um processador de 4 bits feito para uma calculadora da empresa Japonesa Busicom Este ch p processava com a largura de bus interno de 4 bits mas as suas instru es Imagem 8 Chip tinham 8 bits A mem ria interna do chip para o contador Program e Data eram separadas 1k para a mem ria Data e 4k para a mem ria Program Existiam tamb m 16 registos de 4 hits ou 8 de 8 bits com fun es gerais internas para o processador O 4004 continha 46 instru es usando apenas 2300 transistores num chip de 16 pinos A sua
12. de grandes performances Caracter sticas Principais e Velocidade clock Pentium IlI Xeon 56 Evolu o das memorias motherboards e processadores Dispon vel com velocidades a partir de 1 3 GHz o desenho interno totalmente novo este novo chip inclui tecnologia hyper pipelined um processo de execu o r pida com um system bus de 400 MHz para proporcionar um alto n vel de performance para programas tipo 3D v deo udio e multim dia O processador Intel Pentium 4 forma mais uma nova gera o de processadores da Intel contem uma inovadora micro arquitetura Intel 550 Mhz N transistores 28000000 Largura do bus 300 Bits Largura do bus cache L2 64 Bits Mem ria endere vel 64 Gbytes Cache L2 at 2 MB Arquitectura 4 32 Cache L2 Interna Coprocessador Interno Maio 2001 Intel Pentium 4 NetBursts A tecnologia hyper pipelined duplica a capacidade de sequ ncia para 20 etapas aumentando o desempenho do processador e capacidade MHZ Um novo processo de execu o r pida com capacidade de duplicar a velocidade das ALU Araitmetics Logic Unit resultando uma maior performance e diminui o dos tempos e intervalos de execu o entre c lculos e processamentos Com um system bus a 400 MHz altera o no sistema de execu o din mica e calculo de virgula flutuante vieram melhorar significativamente a performance geral deste processador em rela o ao anteri
13. diagrama de blocos de uma das arquitecturas ao n vel do sistema 1 Conector para a CPU eventualmente mais do que um 2 Chipset O chipset inclui um vasto conjunto de m dulos essenciais ao funcionamento do sistema mas cujo estudo ultrapassa o mbito desta abordagem De qualquer forma e apenas como refer ncia esse conjunto de m dulos inclui e Gerador de clock e Controlador de barramento e Timer e Conirolador es de interrup es PIC Programmable Interrupt Controller Controlador es de acesso directo mem ria DMA Direct Memory Access 3 O contador de tempo real RTC Real Time Clock que mant m o registo da hora actual na realidade o n mero de segundos desde o dia 1 de Janeiro de 1970 ou 1994 4 CMOS RAM e a respectiva pilha que mant m a informa o sobre a configura o 5 ROM BIOS que cont m as rotinas de baixo n vel para controlo dos perif ricos integrados assim como o programa de configura o setup 6 Controladores de perif ricos integrados inicialmente apenas controladores de portas depois gradualmente controladores de discos udio v deo rede e at mesmo controladores de subsistemas de armazenamento sofisticados como os RAID 23 Evolu o das memorias motherboards e processadores 7 Conectores para a mem ria cache RAM 8 Conectores para a mem ria central SIMM DIMM 9 Conectores do s barramento s 10 Conectores para perif ricos e para indicadores lumin
14. mas como s o opera es independentes poss vel faz las paralelamente O problema que subtraindo dois pixels de 8 bits pode levar a resultados de 9 bits Neste ponto se aplica a aritm tica de satura o Levando em considera o os tipos de dados definidos na tecnologia MMX pode se observar que as opera es de subtrac o s o realizadas a 8 pixels em cada instru o o que garante um ganho substancial de performance Caracter sticas Principais e Velocidade clock 200 Mhz N transistores 4500000 Largura do bus 32 Bits o Largura do bus ext 64 Bits e Mem ria endere vel 4 Gbytes N de pinos 47 Evolu o das memorias motherboards e processadores 296 Coprocessador Interno Tecnologia MMX 1 de Novembro de 1995 Lan ado em fins de 1995 o Pentium Pro tem um desenho de 32 bits a sua implementa o de sucesso foi principalmente feita em servidores e aplica es de n vel workstation trazendo maiores performances s aplica es e sistemas operativos de 32 bits O poderoso processador Pentium Pro contem 5 5 milh es de transistores O Pentium Pro utiliza a tecnologia R SC al m da CISC uma tecnologia que permite os processadores tornarem se mais r pidos em alguns processamentos Cada processador Pentium Pro vem incorporado segundo chip de mem ria cache L2 o primeiro processador x86 de sexta gera o P6 criado com uma nova caixa com duas
15. num modelo de computadores da Contel Verssys Company de marca Americana Este computador suportava at 8 terminais e o seu sistema operativo era o CADOL Sistema operativo muito propriet rio Este sistema teve a sua import ncia quando possibilitou o desenvolvimento de muitos perif ricos como o bus SCSI que hoje parte integrante no controle de discos em sistemas de grande porte como por exemplo os servidores Caracter sticas Principais e Velocidade clock 5 Mhz e N transistores 29000 e Largura do BUS 16 Bits e Mem ria endere vel 1 MBytes 80186 35 Evolu o das memorias motherboards e processadores Fevereiro 1982 Com 16 bits o 80286 podia endere ar 16 megabytes de mem ria com 24 bits de endere amento interno Tamb m oferecia um novo modelo de mem ria chamado protectea mode Iniciava com o modo do 8086 88 chamado modo real mas podia alterar se para um modo protegido se fosse instru do para tal Esta nova forma de endere amento de mem ria permitiu o uso de novos programas e acesso a mem ria adicional para o seu uso expandindo assim as capacidades dos computadores pessoais da poca Foi considerado um sucesso visto que passados 6 anos do seu lan amento as vendas foram estimadas em 15 milh es de m quinas vendidas em todo o mundo Um outro passo importante neste processador foi a introdu o da filosofia de compatibilidade de software este foi o primeiro processador a proporcionar c
16. o das memorias motherboards e processadores actuando especificamente sobre as limita es de desempenho encontradas nas actuais tecnologias R SC Reduced Instruction Set Computing e CISC Complex Instruction Set Computing A tecnologia EP C rompe a natureza sequencial das arquitecturas de processador convencionais existentes ao permitir que o software se comunique explicitamente com o processador quando as opera es puderem ser feitas em paralelo O aumento de desempenho obtido com a diminui o do n mero de desvios e progn sticos errados de desvios e a redu o dos efeitos de lat ncia de mem ria para processador O futuro Intel Arquitectura 64 bits 4 64 aplica a tecnologia EP C para fornecer paralelismo expl cito recursos maci os e escalabilidade inerente n o dispon veis nas arquitecturas R SC convencionais medida que os processadores de 64 hits fornecem mais paralelismo os limitadores de desempenho como desvios lat ncia de mem ria e o actual modelo de programa o sequencial ser o problemas ainda mais significativos disse John Crawford director de arquitectura de microprocessadores na Intel A tecnologia EP C foi desenvolvida para resolver estas quest es e possibilitar que o 4 64 utilizando o S4 64 bits desenvolvido em conjunto forne a espa o livre para computa o e desempenho de primeira categoria Os processadores 4 64 da Intel v o oferecer o desempenho e os recursos necess rios para sati
17. para o PC da IBM 5051 quando a alternativa era bem melhor Aparentemente os Engenheiros da IBM queriam usar o 68000 da Motorola que foi usado mais tarde nos esquecidos laborat rios da IBM Instruments 9000 Laboratory Computer mas a IBM j tinha os direitos para trabalhar com o 8086 assim em troca da concess o Intel os direitos dos seus desenhos e esquemas t cnicos da bubble memory a IBM solicitou Intel o fabrico de uma vers o do 8086 mais econ mica e de compatibilidade com o hardware dos perif ricos que j possu a a 8 bits Embora a IBM tenha usado o 8086 em muitas m quina suas como no seu processador de texto word da IBM o Display Writer deu preferencia ao seu processador de baixo custo o 8088 Assim entre outros factores que condicionaram esta escolha os mais significativos foram que o 8088 de 8 bits que podia usar os componentes fabricados para o 8085 Estes ainda existiam o seu custo de produ o era baixo e a necessidade 8088 34 Evolu o das memorias motherboards e processadores de modifica es do hardware existente para a aplica o deste novo processador 8088 eram praticamente nulas Caracter sticas Principais e Velocidade clock 5 Mhz e N trans stores 29000 e Largura do Dus 16 Bits e Largura do bus Ext 8 Bits e Mem ria endere vel 1 MBytes unho 1982 Processador usado principalmente em controladores de dispositivos externos Como processador foi muito usado
18. podem ser resumidas do seguinte modo e conectores das diversas portas de I O integrados na motherboard o que evita a instala o de cabos aumentado assim a fiabilidade e fonte de alimenta o liga atrav s de um nico conector que apenas encaixa num posi o potencial fonte de erros nas placas AT e a posi o da CPU e dos conectores de mem ria facilita o seu manuseamento e promove a capacidade de refrigera o uma vez que se encontram estrategicamente pr ximos das ventoinhas da fonte e OS conectores das unidades de disco est o mais pr ximos dos espa os reservados para a sua instala o e e invers o do fluxo de ar objecto de recomenda o mas que est a ser assumido como norma O ar for ado para refrigera o proveniente das ventoinhas da fonte de alimenta o dever ser soprado para dentro da caixa o que evita que o computador funcione como um aspirador 21 Evolu o das memorias motherboards e processadores semelhan a do que aconteceu com o formato AT a Intel tamb m especificou uma vers o reduzida da placa ATX a MicroATX bastante vulgarizada apenas de dimens es mais reduzidas mas fisicamente compat vel com uma ATX Assim como para sistema de perfil baixo seguindo uma filosofia id ntica utilizada nas placas LPX surgiu recentemente o formato NLX que poder a curto prazo constituir a prefer ncia para sistemas de baixo custo e baixo desempenho dadas as limita
19. porque estes elementos de dados s o os mais usados pelos algoritmos multim dia As instru es MMX podem ser agrupadas nas seguintes categorias Instru es de transfer ncia o Instru es aritm ticas e Instru es de compara o e Instru es de convers o Instru es l gicas Instru es de deslocamento shift EMMS empty MMX state A maior caracter stica das instru es MMX a aritm tica de satura o muito usada nas rotinas que manipulam gr ficos A melhor maneira de entend la fazendo uma compara o com a aritm tica denominada wraparound usada pela Intel ao realizar opera es aritm ticas Na pr tica pode se observar que o paralelismo e a aritm tica de satura o da tecnologia MMX s o usados em formas de compress o de dados em transmiss o de v deo Esta formas de compress o de v deo resumem se na codifica o 46 Evolu o das memorias motherboards e processadores de cada quadro de v deo frame de uma ou mais sequ ncias de imagens v deo real A forma ideal para conseguir uma melhor performance nestas opera es calcular a diferen a entre o primeiro quadro e o seguinte Se os quadros s o similares o que acontece com frequ ncia em v deo ent o f cil observar que a informa o a ser codificada compactada e processada menor do que se fosse processado o quadro inteiro Esta diferen a para ser calculada tem que ser realizada pixel a pixel
20. 11 2003 20 25 http www clubedohardware com br duvplacamae himl 12 11 2003 18 45 http www processando hpg ig com br processadores htm 11 11 2003 20 00 www intel com 12 11 2003 19 25 62
21. Don Lencaster que tinha os computadores como principal passatempo usou o para criar um antecessor do primeiro computador pessoal Internamente usava 16 bits para o contador Program e 14 bits de endere amento interno Este chip teve um uso intensivo em calculadoras e terminais com processamento de texto 31 Evolu o das memorias motherboards e processadores simples Caracter sticas Principais e Velocidade clock 200 Khz e N trans stores 3500 e Largura do bus 8 Bits e Mem ria endere vel 16 KBytes Abril 1974 8080 O 8080 foi o sucessor do 8008 inicialmente planeado como um controlador de terminais e similar ao 4040 Enquanto o 8008 tinha 14 bits de endere amento o 8080 tinha 16 bits address bus e um 8 bit data bus O 8080 foi usado no ALTAIR 8800 o primeiro computador pessoal apesar de alguns reclamarem o LINC de 12 bits Laboratory Instruments Computer como tendo sido o primeiro computador pessoal Este foi o primeiro chip da Intel a suportar instru es de controle para dispositivos externos de input e output directamente Caracter sticas Principais e Velocidade clock 2 Mhz e N transistores 6000 e Largura do Dus 8 Bits e Mem ria endere vel 64 Kbytes Evolu o das memorias motherboards e processadores Mar o 1976 A Intel redesenhou o 8080 criando o 8085 adicionando mais 2 novas instru es o disable e o enable o circuito integrado cresceu tamb m em tamanho
22. a diminuir as interfer ncias causadas pela alta frequ ncia ela trabalha a 2V apenas e com sinais digitais em 300mV Actualmente s o utilizadas apenas em algumas m quinas de jogos e em aplica es gr ficas muito intensivas 15 Evolu o das memorias motherboards e processadores Multibank DRAM Tem interface de 32bits e possui v rios bancos que podem ser acedidos no modo Burst com apenas um ciclo de clock Possui transfer ncia de 1Gb por segundo S ncronos Burst RAM Mistura das tecnologias SRAM e Burst RAM Pipelined Burst SRAM Mistura das tecnologias SRAM e Burst RAM Quadro Comparativo entre os Principais tipos de Mem ria RAM Velocidade t pica do a Velocidade l Timming Tecnologia barramento do Usual l Ideal sistema ns Convencional 4 77 40 5 5 5 5 80 150 FPM 16 66 5 3 3 3 60 80 EDO 33 75 5 2 2 2 50 60 SDRAM 60 100 5 2 2 2 6 12 16 Evolu o das memorias motherboards e processadores 1 4 Detec o e Correc o de Erros na Mem ria Normalmente quando um computador PC ligado h uma verifica o da integridade da mem ria Por m esse teste inicial n o 100 infal vel Alguns erros podem passar desapercebidos Por isso foi utilizado um recurso extra para assegurar a integridade dos dados durante a opera o do PC que a paridade Paridade um recurso que visa a detec o de erros ocorridos durante o processamento bastando para isso acrescentar um
23. adores anteriores Pentium Il Imagem 15 Processador Pentium II 51 Evolu o das memorias motherboards e processadores Obviamente estes argumentos n o funcionariam a n vel do mercado se n o existisse uma solu o A solu o encontrada pela Intel foi introduzir internamente no cpu RISC com um decodificador CISC Quando um programa executado este decodificador traduz as instru es CISC recebidas pelo processador em instru es RISC equivalentes para o processador assim que o Pentium Il e o anterior Pentium Pro funcionam Mas n o s esta mudan a que torna o novo Pentium II mais r pido A cache de mem ria L1 passa a ser de 32 KB dividido em duas de 16 KB uma para dados e outra para instru es Ao contr rio do Pentium Pro o Pentium II n o tem cache L2 interna O Pentium II constru do num novo formato como referimos anteriormente Single Edge Contact existente na placa principal Main Board Dentro desta caixa est o processador e a cache de mem ria L2 um sistema integrado A separa o do cache do processador gerou uma queda de performance significativa Enquanto no Pentium Pro a velocidade de trabalho da cache a mesma frequ ncia do processador no Pentium Il a velocidade de trabalho da cache ser a metade da frequ ncia de processamento interno do processador Pior que o Pentium Pro por m melhor que o Pentium onde a cache L2 trabalha no m ximo a 66 MHz importante not
24. ar que apesar disto o Pentium Il ser mais r pido que o Pentium Pro por causa de alguns motivos bem simples como o aumento do cache L1 de 16 KB para 32 KB reconstru o do decodificador CISC e a utiliza o do conjunto de instru es MMX Este processador atingir Imagem 16 Processador Pentium II 52 Evolu o das memorias motherboards e processadores performances at 450Mhz em 14 de junho 1999 Caracter sticas Principais e Velocidade clock 233 Mhz e N transistores 71500000 e Largura do bus cache L2 64 Bits e Mem ria endere vel 64 Gbytes e Cachel2 1M e Cache L2 Externa e Coprocessador Interno e Caixa externa SEC 242 pinos 15 Abril 1998 A Intel mais uma vez na tend ncia de custos de mercado lan a a gama Pentium Celeron Este processador da gama Pentium Il que descrevemos anteriormente tem como caracter stica fundamental o baixo custo e a cache L2 externa infrior ou igual a 128Kb Este modelo foi lan ado nas vers es at 500Mhz em 26 de abril de 1999 Caracter sticas Principais e Velocidade clock 266 Mhz e N trans stores 7500000 e Largura do bus cache L2 64 Bits e Mem ria endere vel 64 Pentium celeron Imagem 17 Processador Pentium Celeron 53 Evolu o das memorias motherboards e processadores Gbytes e Cache L2 Externa e Coprocessador Interno e Caixa externa SEPP 242 pinos 29 Junho 1998 um processador desenhado para g
25. as mem rias podem ser do tipo normal ou EDO Extended Data Out o que configur vel na motherboard bem como o tempo de espera para leitura e escrita wait state para prever poss veis instabilidades no funcionamento do sistema Este wait state determina tamb m a velocidade com que o processador vai ler e gravar informa es na mem ria Quanto maior o wait state nas placas actualmente usadas varia entre 0 e 3 wait mais lento o tr fego de informa es entre o processador e a mem ria mem ram e Formato F sicos o DIP o SIPP o SIMM 30 pinos o SIMM 72 pinos o DIMM de 168 pinos e Tecnologias Existentes o RAM CMOS o Fast Page Mode RAM FPM RAM o Static RAM SRAM o Dynamic RAM DRAM Evolu o das memorias motherboards e processadores o Static Column RAM o Extended Data Output RAM EDO RAM o Burst Extended Data Output RAM BEDO RAM o Synchronous Dynamic RAM SDRAM o Mem rias PC 100 o Double Data Rate Synchronous DRAM DDR SDRAM o Enhanced DRAM o Cached DRAM o Rambus DRAM o Multibank DRAM o Synchronous Burst RAM o Pipelined Burst SRAM e Detec o e Correc o de Erros na Mem ria o Paridade o ECC Error Correction Code Evolu o das memorias motherboards e processadores 1 1 Formato F sico M dulo DIP Dual in Parallel A mem ria RAM usada na poca do XT tamb m utilizada em alguns PCs 286 Eram pequenos chips que eram encaixados na motherboard Trata se de m dulos de mem ria
26. dificado para atingir as performances ditadas pelo mercado 41 Evolu o das memorias motherboards e processadores Caracter sticas Principais e Velocidade clock 100 Mhz e N transistores 1600000 e Largura do bus 32 Bi e Mem ria endere vel 4 Gbytes e Coprocessador Interno 22 Mar o 1993 Com o lan amento do Pentium em 1993 a Intel quebrou n o s a sequ ncia dos processadores de nome X86 como tamb m conseguiu introduzir os seus processadores no mercado dos servidores Com esta nova designa o a Intel pretende entre outras raz es a exclusividade no nome do seu processador Desde ent o surgiu uma nova op o para implementa o de sistemas empresariais e o fen meno downsizing movimento que procura trocar as grandes plataformas baseadas em mainframes extremamente caras por plataformas de menor pre o ganhou mais for a O surgimento de processadores mais potentes na plataforma Intel contribuiu fortemente para que o mercado de inform tica sofresse grandes transforma es sendo as principais a redu o de custos e a evolu o tecnol gica em todas as plataformas Este foi o primeiro x86 super escalar com duplo pipeline usa t cnicas tamb m RISC embora seja ainda um processador de arquitectura CISC No Pentium 2 instru es podem ser executadas simultaneamente em paralelo Isto faz do Pentium Imagem 10 Processador Pentium 42 Evolu o das memorias motherboards e
27. em rias cache S o encontradas com 8 16 32 64 256 512 1024 e 2048 kB de capacidade Esse tipo de mem ria quase sempre usa um encapsulamento DIPP Dual In line Pin Package existindo tamb m em forma de m dulos com formato similar aos m dulos de mem ria DRAM de 168 pinos que s o encaixados na motherboard num slot especial Dynamic RAM DRAM a tecnologia usada na fabrica o dos m dulos de mem ria de 30 72 e 168 pinos Traz um aumento consider vel de velocidade de 70 ou 60ns anteriores para 50 ou 45ns sem um apreci vel aumento no seu pre o final Necessita de dois sinais para trabalhar RAS que selecciona o banco de mem ria a ser utilizado CAS que selecciona a c lula na qual o dado vai ser armazenado de forma semelhante aos cilindros e sectores de um disco r gido HD Este tipo de mem ria precisa de estar constantemente com energia para n o perder os dados gravados e Necessita de um circuito de refresh e bem mais barata que a SRAM e mais lenta que a SRAM e Ocupa muito menos espa o no chip e Armazena os dados em um capacitor que deve ser actualizado continuamente fabricado usando o mesmo processo de fabrica o dos processadores n o trabalha de forma s ncrona com o clock do sistema apresenta um ciclo de leitura de 5 3 3 3 a 66 MHz 12 Evolu o das memorias motherboards e processadores Static Column RAM Possibilita a leitura de uma nica coluna de dados de uma s vez
28. enviando somente o endere o e o sinal CAS c lula Extended Data Output RAM EDO RAM o tipo de mem ria mais usado actualmente encontrado em velocidades de 70 60 e 50 nanossegundo Este tipo de RAM trabalha de modo semelhante ao da Page mode por m com ganho pelo fato de trabalhar de modo optimizado na comunica o com a cache A mem ria EDO modifica o sinal CAS de modo que permane a activo por um breve instante ap s o ltimo acesso mantendo v lido o ciclo de leitura proporcionando que o processador n o necessite esperar at que o dado seja v lido para executar a leitura Para que isto funcione necess rio que o sistema informe quando finalizou o ciclo de leitura Isto quer dizer que o circuito de controle de mem ria da motherboard precisa possuir tal sinal de controle Output Enable A diferen a entre a mem ria FPM e a EDO que a EDO consegue trabalhar com Wait States de 5 2 2 2 sendo cerca de 20 mais r pida do que a FPM Este tipo de mem ria foi usado em m dulos de 72 vias e em alguns modelos de m dulos de 168 vias Ao contr rio do que se costuma dizer as mem rias EDO de 60 e 50 nanossegundo desde que de boa qualidade suportam trabalhar com barramento de 75 MHz Em muitos casos se consegue que esse tipo de mem ria suporte barramento de 83 MHz aumentando os Wait States para 5 3 3 3 Burst Extended Data Output RAM BEDO RAM um tipo melhorado de mem ria EDO suportando trabalhar com Wait States de
29. espons vel pelo seu armazenamento O processador manipula cada instru o individualmente e medida que novas instru es s o acrescidas neste tipo de tecnologia o descodificador de instru es internas do processador tende a ficar mais complexo o que o torna inevitavelmente mais lento O micro c digo fica maior o que acarreta al m da lentid o um processador fisicamente maior e mais dif cil de ser constru do ou manipulado Isto quer dizer que paradoxalmente quanto mais potente fosse o processador mais lento e dif cil de ser constru do ele ficaria Para ultrapassar este problema a Intel melhorou os seus processadores com caracter sticas espec ficas para o aumento de performance como a cache de mem ria interna e arquitectura superescalar o Pentium funciona como se fossem dois processadores a trabalhar em paralelo capaz de executar duas instru es por impulso de c ock interno Mas a solu o ideal que a Intel aplica para construir processadores mais r pidos a utiliza o da tecnologia R SC Reduced Instruction Set Computing Este tipo de arquitectura n o cria o pr pria foi desenvolvida pelos laborat rios da IBM e Motorola Ao contr rio da tecnologia C SC os processadores R SC s o muito mais simples de serem constru dos pois n o possuem descodificadores de instru es ou micro c digos Em cada bit de uma instru o um sistema de controle interno abre ou fecha um determinado circuito l gico den
30. eve problemas acentuados este processador tinha estabilidade e a performance desejada ao contr rio do modelo anterior tinha ficado aqu m das expectativas Caracter sticas Principais e Velocidade clock 15 MKhz e N transistores 3200000 e Largura do bus 32 Bits e Largura do bus ext 64 Bits e Mem ria endere vel 4 Gbytes e N de pinos 296 e Coprocessador Interno 7 Marco 1994 Pentium 90 100 Este modelo apresentando novas performances e melhorias a n vel interno mostra a caracter stica j evidenciada nos modelos finais do 80486 que era o aumento da performance pelo aumento e duplica o do clock interno Caracter sticas Principais e Velocidade clock 90 MKhz e N transistores 3200000 e Largura do bus 32 Bits 44 Evolu o das memorias motherboards e processadores e Largura do bus ext 64 Bits e Mem ria endere vel 4 Gbytes e N de pinos 296 e Coprocessador Interno 8 Janeiro 1997 Um novo processador uma revolu o anunciada pela Intel atrav s dos processadores anteriores e not cias vinculadas oficialmente para a imprensa da especialidade Lan amento de um novo processador com tecnologia MMX A tecnologia MMX que incorporada aos novos chips da linha Pentium proporciona ganhos de velocidade que trazem para o computador pessoal capacidades in ditas na rea da multim dia A tecnologia MMX resume se a um conjunto de 57 instru es adicionadas por enquanto ao
31. ilita uma taxa de transfer ncia de 3 2 gigabytes entre o processador Intel Pentium 4 e o controlador de mem ria A RAM Random Access Memory Mem ria de acesso aleat rio onde se encontra localizada a maior fonte de mem ria do computador O processador Pentium 4 trabalha 2 canais de acesso RDRAM para uma melhoria de performance Com a taxa de transfer ncia de 3 2 GB por segundo este canal duplo para a RDRAM aumenta junto velocidade do processador a performance do sistema A tecnologia R SCe CISC RISC Reduced Instruction Set Computing esta tecnologia formada por um conjunto reduzido de instru es ao contr rio do C SC que possui um complexo c digo de instru es O CISC Complex Instruction Set Computer numa linguagem simples baseia se no processamento de uma instru o por ciclo de processamento J no RISC existem v rias instru es compiladas numa s executando as como uma s por ciclo Quando isso ocorre o processador est a executar v rias instru es num mesmo ciclo de tempo que um C SC atingindo performances mais elevadas A estes dois conceitos damos o nome de arquitectura de processamento 58 Evolu o das memorias motherboards e processadores RISC versus CISC Todos os processadores at ao Pentium utilizam uma tecnologia denominada C SC Complex Instruction Set Computing Esta classe de processadores possui um grande conjunto de instru es e uma rea denominada micro c digo r
32. indo o funcionamento do coprocessador matem tico interno Esta medida embora tenha dado lucros foi pouco popular entre os aficcionados da marca Intel Foi introduzido o de 25 Mhz no dia 16 de Setembro ede 1991 e o de 33 em 21 de Setembro de 1992 Caracter sticas Principais e Velocidade clock 16 Mhz e N transistores 1185000 e Largura do bus 32 Bits e Mem ria endere vel 4 GBytes 3 Mar o 1992 Nesta linha a Intel introduz pela primeira vez o conceito de duplica o de frequ ncias entrada do processador Limitada pelo clock do bus da placa principal a Intel resolve os problemas de performance cada vez mais solicitadas no 804865X 80486DX2 40 Evolu o das memorias motherboards e processadores mercado duplicando a velocidade do processadores internamente Foi introduzido a 10 de Agosto de 1992 o de 66 Mhz Caracter sticas Principais e Velocidade clock 50 Mhz e N transistores 1200000 e Largura do bus 32 Bits e Mem ria endere vel 4 Gbytes e Coprocessador Interno 9 Novembro 1992 80486SL Desenhado especialmente para port teis De caracter sticas id nticas ao 80486DX mas de consumos de corrente el ctrica muito reduzidos Caracter sticas Principais e Velocidade clock 20 Mhz e N transistores 1400000 e Largura do bus 32 Bits e Mem ria endere vel 64 MBytes e Coprocessador Interno 7 Mar o 1994 80486 DX4 Mais um processador com o clock interno mo
33. marcados com as seguintes designa es BP GSM MPEC ou VT Actualmente os PCs permitem que seja especificado se a mem ria utilizada no sistema tem paridade ou n o Caso a mem ria n o tenha paridade o sistema n o faz a verifica o da paridade 17 Evolu o das memorias motherboards e processadores ECC A verifica o da paridade pode somente identificar que ocorreu um erro em um byte Um sistema mais elaborado de detec o de erro pode detectar erros em mais bytes e quando devidamente implementado pode consertar um nico bit errado evitando que ocorra um crash no computador Chamado de Error Correction Code ECC esse sistema em sua mais eficiente forma requer tr s bits por byte a mais na armazenagem do dado Algumas pessoas chamam esta tecnologia de Error Detection And Correction EDAC O ECC utilizado em computadores de grande porte como servidores de rede cuja a integridade dos dados mais cr tica Por m com o aumento da largura dos barramentos de dados para 64 bits a diferen a do custo entre uma mem ria com paridade e uma mem ria com ECC se tornou nula logo a mem ria com ECC se tornou vi vel Podemos verificar isso pela tabela abaixo mem ram 18 Evolu o das memorias motherboards e processadores E teta Tabela 3 Compara o da Paridade e ECC mem rias Adicional Speculative Leadoff Alguns chipsets oferecem esse recurso que pode ser activado ou desactivado no Setup Quand
34. nanossegundo como mem rias de 100 MHz o que mentira al m do tempo de acesso de 7 nanossegundo as mem rias PC 100 possuem v rias diferen as de arquitectura 14 Evolu o das memorias motherboards e processadores Double Data Rate Synchronous DRAM DDR SDRAM Um tipo de SDRAM que suporta transfer ncias de dados duas vezes por ciclo de clock dobrando a velocidade de acesso Este tipo de mem ria consegue suportar velocidades de barramento de cerca de 200 MHz A transfer ncia de dados entre o processador e esse tipo de mem ria de cerca de 2 4 giga bytes por segundo Tamb m chamada de SDRAM II Enhanced DRAM Executa acesso din mico mem ria torna se r pida por possuir pequenos blocos de cache est tica incorporados Usa mapeamento directo o que garante 60Gb por segundo comparados aos 110Mb da page mode DRAM Cached DRAM Possui 2 blocos de cache interna que fazem leitura de 16 palavras simult neas o que garante uma transfer ncia real com performance de 100MkHz Rambus DRAM desenvolvida pela empresa Rambus Inc extremamente r pida por m requer grandes mudan as no controlador de mem ria e na interface mem ria sistema RDRAM usa um canal estreito de alta bandwith largura de banda para transmitir dados at 10 vezes mais r pido que as mem rias DRAM padr o Visa diminuir a falha de p gina na cache integrada diminuindo o tempo de espera do sistema Ela pode trabalhar a 500MHz por m par
35. nos e largamente utilizados nos PCs Pentium neste caso sendo necess rio o uso em pares j que esses processadores trabalhavam em 64 bits Os m dulos SIMM de 72 pinos s o encontrados em bancos de 2 4 8 16 32 e 64Mb com velocidades entre 80 e 50 nanossegundos no caso das EDO Os m dulos DIMM podem trabalhar com o modo ECC detec o e correc o de erros em 72 biis Imagem 5 M dulo SIMM 72 pinos A configura o ou instala o dos m dulos de mem ria SIMM 72 72 vias muito simples pelo facto dos m dulos terem muita capacidade o que permite que se use um ou dois m dulos dependendo do processador para conectar os m dulos de mem ria necess rio verificar se a motherboard tem configura o livre ou se tem configura o pr determinada numa tabela Evolu o das memorias motherboards e processadores Imagem 6 instala o SIMM 72 Os slots SIMM 72 geralmente s o em n mero de quatro sendo divididos em 2 Bancos O e 1 A sua configura o depende do tipo do microprocessador assim como no m dulo SIMM 30 Os m dulos de SIMM 72 conectados em um sistema devem ser de mesmas caracter sticas Capacidade velocidade fabricante pelos mesmos motivos descritos no m dulo SIMM 30 Processador Preencher Descri o para o SIMM 72 Preencher o slot 1 com um m dulo de 486 DX Slot 1 mem ria os 486 podem funcionar com somente um slot preenchido Para que a Motherboard Pentium funcione o bancos
36. nscri o que indica o c digo da mem ria O uso de m dulos diferentes causa problemas de desempenho e instabilidade do hardware sistema operativo e dos programas abertos na mem ria Podemos encontrar m dulos de mem rias SIMM 30 nas seguintes capacidades 256 kB 512 kB 1 MB 2 MB 4 MB 8 MB 16 MB Na pr tica os m dulos mais usados eram os de 1 MB 2 MB e 4 MB levando se em conta que um DX precisava de preencher os bancos 0 e 1 com m dulos de caracter sticas iguais e como o pre o de cada m dulo era muito alto na era 386 e 486 lembre se que a queda nos pre os das mem rias se deu de 1996 para c Era muito dif cil encontrar microcomputadores que usavam SIMM 30 com mais de 16 MB ou seja com oito m dulos de 2 MB Os m dulos acima de 4 MB eram muito caros e dif ceis de encontrar instalados outro factor que incentivava o uso dos m dulos de 1 ou 2 MB era o sistema operativo MS DOS Windows 3 x e os seus Evolu o das memorias motherboards e processadores programas compat veis que rodavam muito bem com 4 MB ou super bem com 8 MB Modulo SIMM de 72 pinos Com o uso dos processadores de 32 bits os fabricantes criaram um novo tipo de m dulo de mem ria de 32 bits que ao contr rio dos m dulos antigos possu a 72 pinos Com isso tamb m surgiu a necessidade de incorporar se um chanfro ao centro do m dulo para evitar a coloca o acidental de m dulos de 30 vias Esse tipo de mem ria foi usado nos PCs 486 mais moder
37. o 200 faz o acesso cache de mem ria L2 a 200 MHz Segundo a Intel se a cache L2 do Pentium Pro fosse externa seria necess rio 8 MB de cache para atingir a performance de um Pentium Pro com cache L2 integrado de 256 KB Execu o din mica o Pentium Pro o primeiro Processador na fam lia da Intel capaz de executar c digo de modo din mico Como mostra a figura a instru o 1 depende do resultado da 2 para ser executada processando estas 2 instru es simultaneamente o Processador iria parar at que a sequ ncia dessa mesma instru o fosse executada num outro dado instante assim o Pentium Pro carregar a instru o 1 no primeiro pipeline a instru o 3 no segundo pipeline e a instru o 4 no terceiro pipeline Ent o o c digo est a ser executado fora da sua ordem original Programa Exemplo 1 SUM CA FE CA FE HASUM Z 1 2 157 3 MOV CA FE H MOV FE CA 5 E Imagem 14 Instru es feitas pelo Processador Pentium Pro 49 Evolu o das memorias motherboards e processadores O processamento das instru es prossegue normalmente aumentando assim a performance do sistema Caracter sticas Principais e Velocidade clock 200 Mhz e N transistores 5500000 e Largura do bus 300 Bits e Largura do bus cache L2 64 Bits e Mem ria endere vel 64 Gbytes oe Cachel2 256 K ou 512K e Cache L2 Interna e N de pinos 387 e Coprocessador Interno
38. o activado ele aumenta a velocidade do primeiro acesso mem ria de cada ciclo conseguindo se um pequeno aumento de performance Interleaving uma t cnica usada em alguns chipsets mais recentes para melhorar a performance das mem rias esta fun o pode ser activada no Setup das placas compat veis Com esse recurso o processador pode transferir mais dados para a Ram no mesmo espa o de tempo aumentando a performance 19 Evolu o das memorias motherboards e processadores 2 Motherboards A motherboard pode muito apropriadamente ser designada por placa m e Com efeito uma determinada motherboard define a personalidade do PC que nela se baseia condicionando um vasto conjunto de caracter sticas do PC nomeadamente e o tipo de CPU Central Processing Unit e a respectiva velocidade e O tipo de chipset conjunto de circuitos que controlam o acesso mem ria central mem ria cache externa aos barramentos e a alguns perif ricos vulgar encontrar integrado na motherboard os seguintes perif ricos controlador de v deo pode utilizar parte da mem ria central controlador de unidades IDE controlador de unidades SCSI controlador de portas s rie COM controlador de porta paralela LPT controlador de portas USB controlador para rato PS 2 e interface para unidades de infra vermelhos e a dimens o e tipo da mem ria cache externa e a dimens o e tipo da mem ria central EDO SDRAM
39. ompatibilidade entre o software que trabalhava no modelo anterior o que n o aconteceu nas gera es anteriores ao 8086 Caracter sticas Principais e Velocidade clock 6 Mhz e N transistores 134000 e Largura do bus 16 Bits e Mem ria endere vel 16 MBytes 80286 36 Evolu o das memorias motherboards e processadores 17 Outubro 1985 Salto significativo em performance este processador tr s novas perspectivas aos servidores baseados na tecnologia Intel proporcionando grandes performances nas bases de dados e programas da poca Na fam lia Intel este o primeiro CPU a 32 Bits e tem a capacidade de realizar tarefas de processamento m ltiplo Este novo processador revoluciona toda a fam lia de processadores criado novos objectivos para o futuro o primeiro processador a ter cache L2 externa Introduzido em computadores de bancada tr s um novo alento aos diversos fabricantes de software que v m uma oportunidade em expandir o seu mercado de programas de caracter sticas pesadas de trabalho no que respeita ao processamento Em 16 de Fevereiro de 1987 foi introduzido o processador de 20 Mhz em 4 de Abril de 1988 o de 25 Mhz em 10 de Abril de 1989 o de 33 Mhz Caracter sticas Principais e Velocidade clock 16 Mhz e N transistores 275000 e Largura do bus 32 Bits e Mem ria endere vel 192 MBbytes 16 Junho 1988 Processador igual ao da gama anterior mas de custos muito baixo
40. or PIII As novas extens es Streaming SIMD 2 SSE2 aumentam a tecnologia MMX e SSE 57 Evolu o das memorias motherboards e processadores j existente no seu antecessor PIII contem ainda cerca de 114 novas instru es novas para a tecnologia MMX j existente A cache onde o processador armazena instru es frequentemente acedidas ou dados para desempenho mais r pido Os processadores Intel Pentium 4 cont m uma nova e avan ada tecnologia de instru o cache n vel 1 L1 A cache n vel 2 256 KB A main board a placa principal dentro do computador Cont m a unidade de processamento central o bus a mem ria s ots de expans o e outros componentes electr nicos O chip set um conjunto de circuitos integrados projectados para desempenhar uma ou mais fun es frequentemente usado quando em refer ncia funcionalidade da main board e processador Optimizada para a micro arquitetura Intel NetBurst o novo chipset Intel 850 cont m v rios circuitos integrados O bus interno liga todos os componentes do computador ao chipset e mem ria RAM uma s rie de pistas de cobre inseridas numa placa de circuitos inpressos atrav s dos quais os dados s o transmitidos de uma parte do computador para a outra O system bus de 400 MHz do processador Pentium 4 um sistema avan ado que fornece tr s vezes mais a largura de banda do que o anteriormente criado para o system bus do processador Intel Pentium Ill Isso possib
41. osos e interruptores da caixa 11 Fonte regul vel para a CPU VRM que fornece CPU uma tens o adequada e diferente daquela que fornecida pela fonte de alimenta o 12 Jumpers pequenos dispositivos que normalmente permitem interligar 2 pinos para configura es de natureza n o program vel isto que dependem apenas das caracter sticas dos componentes implantados na motherboard Se adquirir uma motherboard j montada estes jumpers dever o estar devidamente colocados 24 Evolu o das memorias motherboards e processadores 2 2 Formatos das motherboards O formato da motherboard define a sua apar ncia o tipo de caixa e os cabos de alimenta o que se podem usar mas tamb m a organiza o dos componentes desta Existem motherboards dos mais diversos formatos Formatos Normais Formatos Desktop Formatos Normais Sendo encontrados na maior parte dos PC s s o formatos que evolu ram em caixas tower mini tower Formatos Desktop Utilizados nos desktops slimlines Formatos Industriais Formatos Industriais Estes raramente se v m pois s o utilizados na ind stria dado o facto de possu rem caracter sticas especiais como protec o magn tica funcionam a temperaturas extremas 25 Evolu o das memorias motherboards e processadores 11 13 Full AT Full Tower Todas exc 8 5 10 13 Slimline ATX Si E E ER RR EC Ri E E E clubedohardware 26 Evolu
42. para ter mais 4 pinos Simplificou se o hardware permitindo o seu funcionamento com uma tens o el ctrica de 5V e foi adicionado internamente um gerador de clock pr prio e controlador do bus interno Este foi o primeiro processador da Intel a usar 5 Volts no seu funcionamento simplificando em muito todo o hardware necess rio Caracter sticas Principais e Velocidade clock 5 Mhz e N trans stores 6500 e Largura do bus 8 Bits e Mem ria endere vel 64 Kbytes e Corrente do CPU 5V 8 Junho 1978 O Intel 8086 foi baseado no desenho do 8080 e do 8085 A unidade de interface do bus estava ligada nstruction Stream unidade de execu o por um pre fetch de 6 bits em que o fetch e a execu o eram concorrentes Esta foi a primeira forma embora muito primitiva de pipelining as instru es do 8086 variavam de 1 a 4 bits O conceito de pipeline sugere numa tradu o para portugu s tubo assim as instru es eram canalizadas atrav s deste pipeline sendo sujeitas aos diversos processamentos requeridos pelo c digo interno 8085 8086 33 Evolu o das memorias motherboards e processadores do programa ou sistema operativo Caracter sticas Principais e Velocidade clock 5 Mhz e N transistores 29000 e Largura do bus 16 Bits e Mem ria endere vel 1 MBytes unho 1979 A escolha da IBM Porque que a IBM escolheu a vers o 8088 de 8 bits 1979 em detrimento do 8086
43. processadores Pentium um super escalar de n vel 2 O Processador Pentium permitia mais facilmente aos computadores incorporarem o mundo real como por exemplo sons imagens fotogr ficas e v deo O nome Pentium mencionado em muitos programas televisivos e noutras publica es permitiu que Pentium fosse uma palavra bastante conhecida em todos os lares logo ap s o seu lan amento Este processador teve uma vida dif cil ap s o seu lan amento foram lhe detectados in meros problemas como o aquecimento excessivo e o mais reportado pelos meios de comunica o social em todo o mundo o problema do c lculo matem tico com a virgula flutuante A Intel num esfor o enorme assumiu os custos recolhendo e procedendo troca de processadores sem que para isso fosse solicitado custos adicionais Caracter sticas Principais e Velocidade clock 60 MKhz e N transistores 3100000 e Largura do bus 32 Bits e Largura do bus ext 64 Bits e Mem ria endere vel 4 Gbytes e N de pinos 2173 e Coprocessador Interno 10 Outubro 1994 Este processador apresentou se com uma caixa externa diferente do primeiro Pentium o modelo PentiumO 75 43 Evolu o das memorias motherboards e processadores a 60 e 66 Mhz Mais uma vez a Intel usou um lan amento de um processador como o anterior para testar o mercado assim como o pr prio desenho e funcionamento do chip Ao contr rio do modelo anterior que t
44. randes servidores e esta es de trabalho gr fico a principal diferen a entre o Pentium Il para o Pentium II Xeon a velocidade e a coloca o da cache de n vel 2 L2 esta est velocidade do processamento do cpu Este cpu ir ser fabricado com a velocidade de clock at 450Mhz em 5 Janeiro 1999 O Xeon Il introduz tamb m 4 fun es de gest o in ditas at ent o a n vl de processadores para servidores por parte da Intel que s o um sensor de temperatura interno uma fun o ECC Error Checking and Correction fun o de redund ncia e gest o integrada do bus do processador Usa um novo tipo de conector chamado de s ottipo 2 Caracter sticas Principais e Velocidade clock 450 Mhz e N transistores 7500000 e Largura do bus cache L2 64 Bits e Mem ria endere vel 64 Gbytes e Cachel2 Pentium lI Xeon PELT a MENJ pn ii Imagem 18 Processador Pentium Il Xeon 54 Evolu o das memorias motherboards e processadores at 2 MB oe Cache L2 Interna e Coprocessador Interno 26 Fevereiro 1999 Com o nome de c digo Copermine este processador introduz uma nova tecnologia de fabrico apresentando se com 70 novas instru es entre muitas a mais importante a Internet SSE Internet streaming SIMD extensions esta tecnologia um avan o significativo em rela o tecnologia MMX aumentado a capacidade de processamento de elementos multim dia pelo processador Uma
45. rocessador e quantos megas se deseja obter Outro ponto importante a quantidade de slots da motherboard observe que os slots s o divididos em m ltiplos de 2 ou seja o slot 1 e 2 formam o Banco 0 os slots 3 e 4 formam o Banco 1 e assim por diante Geralmente as motherboard 386 possuem 4 ou 8 slots j as 486 possuem 4 slots SIMM 30 PRA Er PM Imagem 4 Numera o dos bancos Evolu o das memorias motherboards e processadores A organiza o dos Bancos vai depender da quantidade de bits do microprocessador Na tabela a baixo demonstra se a configura o m nima para o funcionamento de uma motherboard utilizando os m dulos de mem ria SIMM 30 Caso a tabela n o seja seguida a motherboard n o ir funcionar ou n o reconhecer os m dulos de mem ria instalados Processador Preencher Descri o para o SIMM 30 O 386 SX para funcionar necessitava 386 SX Banco O queo banco zero fosse preenchido o Banco 1 poderia ficar vazio O 386 DX s funciona com os dois 386 DX Banco 0 1 bancos preenchidos 486 SX Banco 0 1 Preencher o Banco 0 1 Para que a placa Motherboard 486 DX Banco 0 1 reconhe a os m dulos de 30 vias os bancos 0 e 1 devem ser preenchidos Tabela 1 Configura o dos bancos Observe se que todos os m dulos usados nos bancos de mem ria devem ser de mesmo c digo capacidade velocidade e fabricante Na parte superior de cada circuito integrado do m dulo existe uma i
46. s Este processador com 80386DX 803865X 37 Evolu o das memorias motherboards e processadores limita es acentuadas deu Intel a possibilidade de aumentar as vendas O processador 80386DX embora de grande performance tinha um pre o proibitivo para o utilizador normal A Intel para poder fornecer o mercado dos computadores pessoais fabricou este modelo que com caracter sticas diferentes do anterior tinha uma performance muito aceit vel e era de muito baixo custo Foi introduzido no dia 25 de janeiro de 1989 o processador 20 Mhz e em 26 de Outubro de 1992 o de 33 Mhz Caracter sticas Principais e Velocidade clock 16 Mhz e N trans stores 275000 e Largura do bus 32 Bits e Largura do bus Ext 16 Bits e Mem ria endere vel 16 MBytes 15 Outubro 1990 Este processador foi o primeiro que a Intel desenvolveu especificamente para computadores port teis Embora anteriormente processadores da Intel tivessem sido usados em port teis ou transport veis este CPU foi desenhado para um consumo baixo em termos de corrente el ctrica n o sacrificando tanto as baterias de pouca autonomia pesadas fabricadas e usadas na poca Este processador teve custos de produ o muitos reduzidos No dia 30 de Setembro de 1991 foi feito o de 25 Mhz 803865L 38 Evolu o das memorias motherboards e processadores Caracter sticas Principais e Velocidade clock 20 MKhz e N trans stores 855000 e Larg
47. s de 8 bits fabricados em velocidades de acesso de 150 e 120 nanossegundos bilion simos de segundo A instala o destes m dulos era muito trabalhosa e para facilitar a vida dos usu rios e aumentar as vendas os fabricantes desenvolveram placas de circuito impresso onde os circuitos integrados de mem ria se encontravam soldados Imagem 1 M dulo DIP Modulo SIPP SIPP Single in Line Pin Package Os primeiros m dulos de mem ria usados em PCs 286 e nos primeiros PCs 386 eram tamb m m dulos de 8 bits Esse tipo de mem ria foi fabricado com velocidades de acesso entre 100 e 120 nanossegundos Imagem 2 M dulo SIPP Evolu o das memorias motherboards e processadores M dulo SIMM Single in Line Memory Module de 30 pinos Mem ria utilizada em alguns PC s 286 mais modernos nos PCs 386 e em muitos 486 Consiste de 20 vias de linha e colunas para endere os multiplexadas 10 vias 8 vias de dados 1 via de controlo 3 de alimenta o e as demais n o conectadas perfazendo 30 vias Estas mem rias podem ter ou n o um nono bit chamado bit de paridade que pode ser necess rio em algumas placas m e Foram fabricados com velocidade de acesso entre 100 e 70 nanossegundos Imagem 3 M dulo SIMM A configura o ou instala o dos m dulos de mem ria no slot SIMM 30 o mais complicado e menos flex vel de trabalhar para conecta os m dulos de mem ria necess rio verificar o tipo do microp
48. s processadores Pentium o que n o altera radicalmente a actual arquitectura dos processadores da linha Intel al m de manter compatibilidade completa com eles totalmente compat vel com os sistemas operativos da actualidade e as aplica es para computadores pessoais mais utilizadas no mercado Videoconfer ncias filmes com caracter sticas full motion melhores imagens com caracter sticas 3D nos jogos ou nas aplica es profissionais Do ponto de vista t cnico esse salto MMX em direc o multim dia constitui a evolu o mais importante na fam lia Intel desde o lan amento do 80386 h cerca de 10 anos Como nessa ind stria velocidade a palavra chave o MMX vai consolidar se no mercado de forma mais r pida que o 80386 Adiciona 57 instru es de Pentium mr technology Imagem 11 Processador Pentium MMX 45 Evolu o das memorias motherboards e processadores multim dia ao conjunto de instru es x86 primeira modifica o nos registos internos desde 1985 As 57 novas instru es foram criadas para efectuar opera es em paralelo sobre os estes novos tipos de dados Essas instru es incluem a realiza o de somas subtrac es multiplica es deslocamentos entre outras Al m dessas instru es existem outras que realizam convers es de todos os tipos entre os novos tipos de dados da era da multim dia Uma maior diversidade de instru es foi criada para os registos tipo word
49. s s o t o frugais quanto ao consumo de energia que podem manter sua informa o mesmo quando alimentados por apenas uma bateria Como a RAM CMOS mais cara do que a RAM comum ela s usada em e Pequenas mem rias de configura o em PCs desktop quando se deseja que a informa o continue armazenada mesmo quando a for a desligada e Mem ria de computadores port teis onde todo o sistema pode precisar funcionar como baterias Fast Page Mode RAM FPM RAM o mais velho e menos sofisticado tipo de RAM usada em PCs 486 e Pentiums mais antigos esse tipo de mem ria encontrado em velocidades de 80 70 e 60 nanossegundo Funciona enviando se o endere o de linha da matriz de c lulas da mem ria RAS e ap s o sinal de CAS bloco como um acesso paginado Os intervalos de espera desse tipo de mem ria Wayt States n o podem ser menores do que 5 3 3 3 5 ciclos de rel gio para o primeiro elemento de dados e 3 ciclos de rel gio para cada um dos tr s elementos de dados seguintes E pode ser utilizada em velocidades de barramento de at 66Mhz chegando a taxa de transfer ncia de 110Mb 11 Evolu o das memorias motherboards e processadores Static RAM SRAM SRAM cerca de 5 vezes mais r pida 2 vezes mais cara e 2 vezes maior fisicamente que as DRAM As SRAM devem ter energia para armazenar os dados por m n o necessitam ser t o frequentemente refrescadas como as DRAM Em geral s o usadas nas m
50. sfazer as necessidades de esta es de trabalho e servidores high end junto com compatibilidade total para aplicativos e sistemas operacionais 4 32 O ISA 64 bits definido em conjunto possibilitar um novo n vel de desempenho de sistema afirmou Jerry Huck gerente de projecto e arquitecto chefe do Systems Architecture ana Design Lab da HP Esta nova gera o de SA utiliza predication especula o e paralelismo expl cito para superar as limita es de desempenho das arquitecturas R SC convencionais Sistemas HP baseados no 4 64 v o ultrapassar o desempenho dos sistemas actuais ao mesmo tempo em que protegem os investimentos dos usu rios em software atrav s de compatibilidade retroactiva A Intel anunciou o seu projecto de pesquisa e desenvolvimento em Junho de 1994 Destinado a fornecer tecnologias avan adas para esta es de trabalho servidores e outros para o final da d cada os esfor os da empresa incluem o desenvolvimento do SA 64 bits e optimiza o do compilador EPIC O primeiro microprocessador baseado no 4 64 codinominado Merced um produto Intel que est a ser projectado fabricado e ser comercializado pela Intel estando programado o seu lan amento e produ o em 2000 processadores 61 Evolu o das memorias motherboards e processadores Bibliografia http upf tche br rebonatito trabepd memoria mem ram himl 12 11 2003 18 25 http www terravista pt llhadoMel 6618 formatos html 11
51. sistemas anteriores pode carregar os dados antes de serem realmente precisos nos seus registos internos de processamento EPIC O anacronismo EP C significa Explicitly Parallel Instruction Computing Como a tecnologia RISC e CISC anteriormente usada nos processadores da Intel EP C n o s um conjunto de novas regras num processador tamb m uma colec o de novas t cnicas introduzidas no chip como uma nova filosofia no desenho global do processador A Intel combina neste novo chip todos os novos avan os na tecnologia de compila o com todas as vantagens que aprenderam com as tecnologias C SCe RISC A 14 de outubro de 1997 a Intel revela numa confer ncia de imprensa os primeiros detalhes desta nova tecnologia a tecnologia Explicitly Parallel Instruction Computing EPIO que forma a base para o novo tipo de arquitectura SA nstruction Set Architecture de 64 bits O ISA 64 bits a defini o das instru es de software que comandam o fluxo de opera es dentro do microprocessador A EPIC representa uma inova o na tecnologia de microprocessador proporcionando desempenho compatibilidade e escalabilidade atendendo portanto aos requisitos do mercado de esta es de trabalho e servidores de alta performance A EPIC que incorpora uma combina o inovadora e exclusiva de especula o previs o e paralelismo expl cito dever promover o estado da arte em tecnologias de processador 60 Evolu
52. tro do processador directamente facto este que torna este tipo de processadores muito mais r pidos Para a compatibiliza o dos sistemas operativos e aplica es a Intel apresenta a constru o de um processador h brido o Pentium Pro Internamente um processador R SC o que teoricamente o tornaria muito mais r pido que um Pentium comum nas mesmas condi es de velocidade Para o Pentium Pro compreender as instru es C SC a Intel inseriu internamente um descodificador C SC que transforma todas as instru es C SC recebidas em instru es R SC equivalentes para executar a tarefa pretendida Esta tecnologia h brida continuar a ser usada nos processadores Intel durante muitas mais gera es de processadores 59 Evolu o das memorias motherboards e processadores Tecnologia EPIC o Merced ItaniumO A 64 o nome dado arquitectura das instru es do processador uma especifica o do tamanho Haat ppe lud formato registos etc As vantagens da EE 1 N substa tecnologia A 64 sobre a X86 s o o uso de HJ CRU in instru es simples e de tamanho fixo como na Teit Irbel custom Calha SRB tecnologia R SC e optimiza o da entrada de Ps Fin array for sestem bus signal instru es durante a compila o pode gravar Separate conecto internamente instru es durante a compila o tendo uma avan ada previs o de c lculo Imagem 19 Processador Pentium Itanium superior aos
53. ura do bus 32 Bits e Largura do bus ext 16 Bits e Mem ria endere vel 4 Gbytes 10 Abril 1989 O processador da Intel 80486DX foi o primeiro a oferecer um coprocessador constru do parcialmente atrav s de ci ncias matem ticas o que d mais velocidade de processamento ao computador porque inclui acesso a complexas fun es matem ticas a partir do processador central O coprocessador um circuito integrado especial que funciona em conjunto com o microprocessador Em geral o coprocessador tem por objectivo executar uma opera o espec fica de modo optimizado por exemplo c lculos matem ticos complexos ou a constru o de imagens fun es essas que ele executa com uma velocidade superior do microprocessador normal Na pr tica o coprocessador encarrega se do trabalho pesado deixando o microprocessador livre para outras tarefas Apareceu no dia 7 de Maio de 1990 com 33Mhz e no dia 24 de Junho de 1991 foi introduzido o de 50 Mhz Caracter sticas Principais e Velocidade clock 25 Mhz 80486DX 39 Evolu o das memorias motherboards e processadores e N transistores 1200000 e Largura do bus 32 Bits e Mem ria endere vel 4 Gbytes e Coprocessador Interno 22 Abril 1991 Este modelo era rigorosamente igual ao anterior A Intel mais uma vez numa estrat gia de mercado lan a um processador pre o reduzido Mas aqui a altera o foi feita simplesmente sa da da linha de produ o inib
54. velocidade de processamento era de 8 ciclos de clock interno por ciclo de processamento atingindo a performance de 108 KilohertZ Imagem 9 Calculadora Busicom Pouco depois lan ado o chip 4040 equivalente ao 4004 apenas com registos internos que o permitiam a inser o de caracteres alem dos n meros previstos para a calculadora Busicom Caracter sticas Principais e Velocidade c ock 108 Khz e N transistores 2300 e Largura do bus 4 Bits e Mem ria endere vel 640 Bytes 30 Evolu o das memorias motherboards e processadores Fevereiro 1972 40 40 Id ntico ao processador anterior Neste processador a Intel adiciona a capacidade de inser o e processamento de caracteres pelo chip Esta inova o permitiu Intel desenvolver o seu mercado para al m do simples processador de fun es de calculo matem tico Caracter sticas Principais e Velocidade clock 108 Khz e N transistores 2300 e Largura do bus 4 Bits e Mem ria endere vel 640 Bytes Abril 1972 8008 Lan ado como o primeiro microprocessador de 8 bits o 8008 foi inicialmente desenhado para ser o controlador do Datapoint CRT um terminal de trabalho com fun es de processamento de texto e calculadora ligado a um computador central de grande porte Como sua caracter stica principal era duas vezes mais poderoso que o 4004 e acumulava fun es e registos para texto Segundo a publica o da Radio Eletronics o Sr
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