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Microprocesador

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Um dos actuais microprocesadores de 64 bits e duplo núcleo, um AMD Athlon 64 X2 3600.

Desde o ponto de vista funcional, um microprocesador é um circuito integrado que incorpora em seu interior uma unidade central de processo (CPU) e todo um conjunto de elementos lógicos que permitem enlaçar outros dispositivos como memórias e portos primeiramente e saída (I/Ou), formando um sistema completo para cumprir com uma aplicação específica dentro do mundo real. Para que o sistema possa realizar seu labor deve executar passo a passo um programa que consiste em uma sequência de números binários ou instruções, almacenandolas em um ou mais elementos de cor, geralmente externos ao mesmo. A aplicação mais importante dos microprocesadores que mudou totalmente a forma de trabalhar, tem sido o computador pessoal ou microcomputadora.[1]

O microprocesador é o microchip mais importante em um computador, considera-se-lhe o cérebro de um computador. Está constituído por milhões de transistores integrados (circuito integrado). Pode definir-se, como um chip (tamanho micro), um tipo de componente electrónico em cujo interior existem milhares ou em ocasiões milhões, segundo sua complexidade, de elementos chamados transistores cujas interacções permitem realizar os labores ou funções que tenha encomendado o chip.

Assim mesmo é a parte do computador desenhado para levar acabo ou executar os programas. Leste executa instruções que se lhe dão ao computador a muito baixo nível fazendo operações lógicas simples, como somar, restar, multiplicar e dividir. Este dispositivo localiza-se geralmente em um zócalo especial na placa ou cartão mãe e dispõe para seu bom funcionamento de um sistema de enfriamiento (geralmente um ventilador).[2]

Logicamente funciona como a unidade central de processos (CPU/Central Procesing Unit), que está constituída por registos, a unidade de controle e a unidade aritmético-lógica. No microprocesador processam-se todas as acções do computador.

Sua "velocidade" é medida pela quantidade de operações por segundo que pode realizar: também chamada frequência de relógio. A frequência de relógio mede-se em MHz (megahertz) ou gigahertz (GHz).

Um computador pessoal ou mais avançada pode estar suportada por um ou vários microprocesadores, e um microprocesador pode suportar uma ou vários terminais (redes). Um núcleo costuma referir a uma porção do processador que realiza todas as actividades de uma CPU real.

A tendência dos últimos anos tem sido a de integrar mais núcleos dentro de um mesmo empaque, além de componentes como memórias cache e controladores de cor, elementos que dantes estavam montados sobre a placa baseie como dispositivos individuais.[3]

Conteúdo

História dos microprocesadores

A Evolução do Microprocesador

O microprocesador é um produto do computador e a tecnologia semiconductora. Seu desenvolvimento se eslabona desde a metade dos anos 50's; estas tecnologias fundiram-se a princípios dos anos 70`'s, produzindo o chamado microprocesador.

O computador digital faz cálculos baixo o controle de um programa. A maneira geral em que os cálculos se fizeram é chamada a arquitectura do computador digital. Assim mesmo a história de circuitos de estado sólido nos ajuda também, porque o microprocesador é um circuito com transistores ou microcircuito LSI (grande escala de integração), para ser mais preciso. O mapa da figura, mostrada ao final desta secção, mostra os acontecimentos importantes destas duas tecnologias que se desenvolveram nas últimas cinco décadas. As duas tecnologias iniciaram seu desenvolvimento desde a segunda guerra mundial; neste tempo os cientistas desenvolveram computadores especialmente para uso militar. Após a guerra, em meados do ano de 1940 o computador digital foi desenvolvida para propósitos científicos e civis.

A tecnologia de circuitos electrónicos avançou e os cientistas fizeram grandes progressos no desenho de dispositivos físicos de Estado Sólido. Em 1948 nos laboratórios Bell criaram o Transistor.

Nos anos 50's, aparecem os primeiros computadores digitais de propósito geral. Estas usavam canos ao vazio (bulbos) como componentes electrónicos activos. Cartões ou módulos de canos ao vazio foram usados para construir circuitos lógicos básicos tais como compuertas lógicas e flip-flops (Cela onde se armazena um bit). Montando compuertas e flip-flops em módulos, os cientistas construíram o computador ( a lógica de controle, circuitos de cor, etc.). Os bulbos também fizeram parte da construção de máquinas para a comunicação com os computadores. Para o estudo dos circuitos digitais, na construção de um circuito sumador simples requer-se de algumas compuertas lógicas.

A construção de um computador digital requer de muitos circuitos ou dispositivos electrónicos. O principal passo tomado no computador foi fazer que o dado fosse armazenado em memória como uma forma de palavra digital. A ideia de armazenar programas foi muito importante.

A tecnologia dos circuitos de estado sólido evoluiu na década dos anos 50's. O uso do material silício de baixo custo e com métodos de produção em massa, fizeram ao transistor ser o mais usado para o desenho de circuitos. Portanto o desenho do computador digital foi um grande avanço da mudança para remplazar ao cano ao vazio (bulbo) pelo transistor no final dos anos 50's.

A princípios dos anos 60's, a arte da construção de computadores de estado sólido incrementou-se e surgiram as tecnologias em circuitos digitais como: RTL (Lógica Transistor Resistor), DTL (Lógica Transistor Diodo), TTL (Lógica Transistor Transistor), ECL (Lógica Complementada Emissor).

Em meados dos anos 60's produzem-se as famílias de lógica digital, dispositivos em escala SSI e MSI que correspondem a pequena e média escala de integração de componentes nos circuitos de fabricação. No final dos anos 60's e princípios dos anos 70's surgiram os LSI (grande escala de integração ). A tecnologia LSI foi fazendo possível mais e mais circuitos digitais em um circuito integrado. Mas poucos circuitos LSI foram produzidos, os dispositivos de cor foram um bom exemplo.

As primeiras calculadoras electrónicas requeriam de 75 a 100 circuitos integrados. Depois deu-se um passo importante na redução da arquitectura do computador a um circuito integrado simples, resultando um circuito que foi chamado o microprocesador.

O primeiro microprocesador foi o Intel 4004, produzido em 1971. Desenvolveu-se originalmente para uma calculadora, e resultava revolucionário para sua época. Continha 2.300 transistores em um microprocesador de 4 bits que só podia realizar 60.000 operações por segundo. O primeiro microprocesador de 8 bits foi o Intel 8008, desenvolvido em 1979 para seu emprego em terminais informáticos. O Intel 8008 continha 3.300 transistores. O primeiro microprocesador realmente desenhado para uso geral, desenvolvido em 1974, foi o Intel 8080 de 8 bits, que continha 4.500 transistores e podia executar 200.000 instruções por segundo. Os microprocesadores modernos têm uma capacidade e velocidade muito maiores. Entre eles figuram o Intel Pentium Pró, com 5,5 milhões de transistores; o UltraSparc-II, de Sun Microsystems, que contém 5,4 milhões de transistores; o PowerPC 620, desenvolvido conjuntamente por Apple, IBM e Motorola, com 7 milhões de transistores, e o Alpha 21164A, de Digital Equipment Corporation, com 9,3 milhões de transistores.[4]

Breve História dos Microprocesadores

O pioneiro dos actuais microprocesadores o 4004 de Intel.
Imagem de um Intel 80286, melhor conhecido como 286.
Imagem de um Intel 80486, conhecido também como 486SX de 33Mhz.
A parte de posterior de um Pentium Pró. Este chip em particular é um de 200MHz, com 256KB de cache L2.
Um processador Pentium II, pode-se observar seu estilo de zocket diferente.
Imagem de um processador Celeron "Coppermine 128" 600 MHz.
Imagem de um processador Pentium III de Intel.

1971: MICROPROCESADOR 4004

O 4004 foi o primeiro microprocesador de Intel. Esta descoberta impulsionou a calculadora de Busicom e pavimentó a maneira para integrar inteligência em objectos inanimados bem como o computador pessoal.

1972: MICROPROCESADOR 8008

Codificado inicialmente como 1201, foi pedido a Intel por Computer Terminal Corporation para usar em seu terminal programable Datapoint 2200, mas como Intel terminou o projecto tarde e a que não cumpria com as expectativas de Computer Terminal Corporation, finalmente não foi usado no Datapoint 2200. Posteriormente Computer Terminal Corporation e Intel lembraram que o i8008 pudesse ser vendido a outros clientes.

1974: MICROPROCESADOR 8080

Os 8080 converteram-se nos cérebros do primeiro computador pessoal a Altair 8800 de MITS, segundo alega-se, nomeada em base a um destino da Nave Espacial "Starship" do programa de televisão Viaje às Estrelas, e o IMSAI 8080, formando a base para as máquinas que corriam o sistema operativo CP/M. Os fanáticos dos computadores podiam comprar uma equipa Altair por um preço (naquele momento) de $395. Em um período de poucos meses, vendeu dezenas de milhares destes computadores pessoais.

1978: MICROPROCESADOR 8086-8088

Uma venda realizada por Intel à nova divisão de computadores pessoais de IBM, fez que os cérebros de IBM dessem um grande golpe comercial com o novo produto para o 8088--a IBM PC. O sucesso do 8088's propulsó a Intel na lista das 500 melhores companhias da prestigiosa revista Fortune, e a revista nomeou a companhia como um de "os Triunfos Comerciais dos Sesentas."

1982: MICROPROCESADOR 286

O 286, também conhecido como o 80286, era o primeiro processador de Intel que poderia executar todo o software escrito para seu predecessor. Esta compatibilidade do software segue sendo um selo da família de Intel de microprocesadores. Depois de 6 anos de sua introdução, tinha um estimado de 15 milhões de 286 baseados em computadores pessoais instalados ao redor do mundo.

1985: O MICROPROCESADOR INTEL 386(TM)

O Intel 386TM microprocesador ofereceu 275,000 transistores--mais de 100 vezes tantos como no original 4004. O 386 acrescentou uma arquitectura de 32 bits, possuía capacidade "multi-tarefa", significando isto, que poderia executar múltiplos programas ao mesmo tempo e uma unidade de translação de páginas, o que fez bem mais singelo implementar sistemas operativos que empregassem memória virtual.

1989: O DX CPU MICROPROCESADOR INTEL 486(TM)

A geração 486TM realmente significou que o utente contava com um computador com muitas opções avançadas, entre elas,um conjunto de instruções optimizado, uma unidade de coma flutuante e um cache unificado integrados no próprio circuito integrado do microprocesador e uma unidade de interface de autocarro melhorada. Estas melhoras fazem que os i486 sejam o duplo de rápidos que um i386 e i387 à mesma frequência de relógio. O processador Intel 486TM foi o primeiro em oferecer um coprocesador matemático, o qual acelera as tarefas do micro, porque oferece a vantagem de que as operações matemáticas complexas são realizadas (pelo co-processador) de maneira independente ao funcionamento do processador central (CPU).

1993: PROCESSADOR DE PENTIUM®

O processador de Pentium® possuía uma arquitectura capaz de executar duas operações ao mesmo tempo graças a suas duas pipeline de dados de 32bits a cada um, um equivalente ao 486DX(ou) e o outro equivalente a 486SX(ou). Ademais, possuía um autocarro de dados de 64 bits, permitindo um acesso a memória 64 bits (ainda que o processador seguia mantendo compatibilidade de 32 bits para as operações internas e os registos também eram de 32 bits). As versões que incluíam instruções MMX não só brindavam ao utente um melhor manejo de aplicações multimédia, como por exemplo, a leitura de filmes em DVD senão que se ofereciam em velocidades de até 233 MHz, incluindo uma versão de 200 MHz e a mais básica proporcionava uns 166 MHz de relógio. O nome Pentium®, mencionou-se nas historietas e em charlas da televisão a diário, em realidade voltou-se uma palavra muito popular pouco depois de sua introdução.

1995: PROCESSADOR PENTIUM® PROFISSIONAL

Lançado ao mercado para o outono de 1995 o processador Pentium® Pró desenha-se com uma arquitectura de 32-bit, seu uso em servidores, os programas e aplicações para estações de trabalho (redes) impulsionam rapidamente sua integração nos computadores. O rendimento do código de 32 bits era excelente, mas o Pentium Pró com frequência ia mais devagar que um Pentium quando executava código ou sistemas operativos de 16 bits. A cada processador Pentium® Pró estava composto por uns 5.5 milhões de transistores.

1997: PROCESSADOR PENTIUM® II

O processador de 7.5 milhão-transistores Pentium® II, procura-se entre as mudanças fundamentais com respeito a seu predecessor, melhorar o rendimento na execução de código de 16 bits, acrescentar o conjunto de instruções MMX e eliminar a memória cache de segundo nível do núcleo do processador, colocando em um cartão de circuito impresso junto a este. Graças ao novo desenho deste processador, os utentes de PC podem capturar, podem revisar e podem compartilhar fotografias digitais com amigos e família via Internet; revisar e agregar texto, música e outros; com uma linha telefónica, o enviar video através das linhas normais do telefone mediante a Internet converte-se em algo quotidiano.

1998: O PROCESSADOR PENTIUM® II XEON (TM)

Os processadores Pentium® II XeonTM desenham-se para cumprir com os requisitos de desempenho em computadores de média-faixa, servidores mais poderosos e estações de trabalho (workstations). Consistente com a estratégia de Intel para desenhar produtos de processadores com o objectivo de encher segmentos dos mercados específicos, o processador Pentium® II XeonTM oferece inovações técnicas desenhadas para as estações de trabalho (workstations) e servidores que utilizam aplicações comerciais exigentes como serviços de Internet, almacenaje de dados corporativo, creaciónes digitais e outros. Podem configurar-se sistemas baseados no processador para integrar de quatro ou oito processadores e para além deste número.

1999: O PROCESSADOR CELERON (TM)

Continuando a estratégia de Intel, no desenvolvimento de processadores para os segmentos do mercado específicos, o processador Intel CeleronTM é o nome que leva a linha de processadores de baixo custo de Intel. O objectivo era poder, mediante esta segunda marca, penetrar nos mercados impedidos aos Pentium, de maior rendimento e preço. Desenha-se para o acrescentar valor ao segmento do mercado do PC (Computadores Pessoais). Proporciona aos consumidores uma grande actuação a um valor excepcional (baixo custo), e entrega um desempenho destacado para usos como jogos e o software educativo.

1999: PROCESSADOR PENTIUM® III

O Pentium® III processador oferece 70 novas instruções (Internet Streaming, as extensões de SIMD) as quais reforçam dramaticamente o desempenho com imagens avançadas, 3-D, acrescentando uma melhor qualidade de audio, video e desempenho em aplicações de reconhecimento de voz. Foi desenhado para reforçar a área do desempenho na Internet, permite-lhe aos utentes fazer coisas, tais como, navegar através de paginas pesadas (cheias de graficas) como as dos museus on-line, lojas virtuais e transmitir arquivos video de alto-qualidade. O processador incorpora 9.5 milhões de transistores, e introduziu-se usando nele a tecnologia 0.25-micron.

1999: O PROCESSADOR PENTIUM® III XEON (TM)

O processador Pentium® III de XeonTM ampla as fortalezas de Intel quanto às estações de trabalho (workstation) e segmentos de mercado de servidor e acrescenta uma actuação melhorada nas aplicações do e-comércio e a informática comercial avançada. Os processadores incorporam tecnologia que reforçam os multimedios e as aplicações de video. A tecnologia do processador III XeonTM acelera a transmissão de informação através do autocarro do sistema ao processador, melhorando a actuação significativamente. Desenha-se pensando principalmente nos sistemas com configurações de multiprocesador.

Funcionamento

Desde o ponto de vista lógico, singular e funcional, o microprocesador está composto basicamente por: vários registos, uma unidade de controle, uma unidade aritmético-lógica, e dependendo do processador, pode conter uma unidade em coma flutuante.

O microprocesador executa instruções armazenadas como números binários organizados sequencialmente na memória principal. A execução das instruções pode-se realizar em várias fases:

A cada uma destas fases realiza-se em um ou vários ciclos de CPU, dependendo da estrutura do processador, e concretamente de seu grau de segmentação. A duração destes ciclos vem determinada pela frequência de relógio, e nunca poderá ser inferior ao tempo requerido para realizar a tarefa individual (realizada em um sozinho ciclo) de maior custo temporário. O microprocesador liga-se a um circuito PLL, normalmente baseado em um cristal de cuarzo capaz de gerar pulsos a um ritmo constante, de maneira que gera vários ciclos (ou pulsos) em um segundo. Este relógio, na actualidade, gera milhares de MHz . Um microprocesador é um sistema aberto com o que pode se construir um computador com as caracteristicas que se deseje acoplandole os modulos necessários.

Rendimento

O rendimento do processador pode ser medido de diferentes maneiras, até faz poucos anos achava-se que a frequência de relógio era uma medida precisa, mas esse mito ("mito dos megahertz") viu-se desvirtuado pelo facto de que os processadores não têm requerido frequências mais altas para aumentar seu poder de cómputo.

Durante os últimos anos essa frequência manteve-se na faixa dos 1,5 GHz a 4 GHz, dando como resultado processadores com capacidades de processo maiores comparados com os primeiros que atingiram esses valores. Ademais a tendência é a incorporar mais núcleos dentro de um mesmo encapsulado para aumentar o rendimento por médio de uma computação paralela, de maneira que a velocidade de relógio é um indicador menos fiável ainda.

Medir o rendimento com a frequência é válido unicamente entre processadores com arquitecturas muito similares ou iguais, de maneira que seu funcionamento interno seja o mesmo: nesse caso a frequência é um índice de comparação válido. Dentro de uma família de processadores é comum encontrar diferentes opções quanto a frequências de relógio, como não todos o chip de silício têm os mesmos limites de funcionamento: são provados a diferentes frequências, até que mostram signos de instabilidade, então se classificam de acordo ao resultado das provas.

A capacidade de um processador depende fortemente dos componentes restantes do sistema, sobretudo do chipset, da memória RAM e do software. Mas obviando essas características pode ter-se uma medida aproximada do rendimento de um processador por médio de indicadores como a quantidade de operações de ponto flutuante por unidade de tempo FLOPS, ou a quantidade de instruções por unidade de tempo MIPS. Uma medida exacta do rendimento de um processador ou de um sistema, é muito complicada devido aos múltiplos factores envolvidos na computação de um problema, pelo geral as provas não são concluyentes entre sistemas da mesma geração.

Arquitectura

O microprocesador tem uma arquitectura parecida ao computador digital. Em outras palavras, o microprocesador é como o computador digital porque ambos realizam cálculos baixo um programa de controle. Consequentemente, a história do computador digital ajudar-nos-á a entender o microprocesador. O microprocesador fez possível a manufactura de poderosas calculadoras e de muitos outros produtos. O microprocesador utiliza o mesmo tipo de lógica que é usado na unidade procesadora central (CPU) de um computador digital. O microprocesador é algumas vezes chamado unidade microprocesadora (MPU). Em outras palavras, o microprocesador é uma unidade procesadora de dados. Em um microprocesador podemos diferenciar diversas partes:

Fabricação

O processo de fabricação de um microprocesador é muito complexo. Tudo começa com um bom punhado de areia (composta basicamente de silício), com a que se fabrica um monocristal de uns 20 x 150 centímetros. Para isso, se funde o material em questão a alta temperatura (1.370 °C) e muito lentamente (10 a 40 Mm por hora) se vai formando o cristal.

Deste cristal, de centos de quilos de importância, cortam-se os extremos e a superfície exterior, de forma de obter um cilindro perfeito. Depois, o cilindro corta-se em obleas de menos de um milímetro de espessura (uma capa de umas 10 micras de espessura, a décima parte da espessura de um cabelo humano), utilizando uma serra de diamante. Da cada cilindro obtêm-se milhares de obleas, e da cada oblea fabricar-se-ão vários centos de microprocesadores.

Silício.
Estas obleas são polidas até obter uma superfície perfeitamente plana, passam por um processo chamado “annealing”, que consiste em submeter a um aquecimento extremo para remover qualquer defeito ou impureza que possa ter chegado a esta instância. Depois de uma supervisión mediante lasers capaz de detectar imperfecciones menores a uma milésima de mícron, recobrem-se com uma capa aislante formada por óxido de silício transferido mediante deposición de vapor.

De aqui em adiante, começa o processo do “desenhado” dos transistores que conformarão à cada microprocesador. Apesar de ser muito complexo e preciso, basicamente consiste na “impressão” de sucessivas máscaras sobre a oblea, sucedendo-se a deposición e eliminação de capas finísimas de materiais condutores, aislantes e semiconductores, endurecidas mediante luz ultravioleta e atacada por ácidos encarregados de remover as zonas não cobertas pela impressão. Salvando as escalas, trata-se de um processo comparável ao visto para a fabricação de circuitos impressos. Após centos de passos, entre os que se acham a criação de sustrato, a oxidación, a litografia, o gravado, a implantação iónica e a deposición de capas; chega-se a um complexo "bocadillo" que contém todos os circuitos interconectados do microprocesador.

Um transistor construído em tecnologia de 45 nanómetros tem um largo equivalente a uns 200 elétrons. Isso dá uma ideia da precisão absoluta que se precisa ao momento de aplicar a cada uma das mascaras utilizadas durante a fabricação.

Uma oblea de silício gravada
Os detalhes de um microprocesador são tão pequenos e precisos que uma única mota de pó pode destruir todo um grupo de circuitos. As salas empregadas para a fabricação de microprocesadores denominam-se salas limpas, porque o ar das mesmas submete-se a um filtrado exhaustivo e está praticamente livre de pó. As salas limpas mais puras da actualidade denominam-se de classe 1. A cifra indica o número máximo de partículas maiores de 0,12 micras que pode ter em um pé cúbico de ar (0,028 metros cúbicos). Como comparação, um lar normal seria de classe 1 milhão. Os trabalhadores destas plantas empregam trajes estéreis para evitar que restos de pele, pó ou cabelo se desprendam de seus corpos.

Uma vez que a oblea tem passado por todo o processo litográfico, tem gravados” em sua superfície vários centos de microprocesadores, cuja integridade é comprovada dantes dos cortar. Trata-se de um processo obviamente automatizado, e que termina com uma oblea que tem gravados algumas marcas no lugar que se encontra algum microprocesador defeituoso.

A maioria dos erros dão-se nas bordas da oblea, dando como resultados chips capazes de funcionar a velocidades menores que os do centro da oblea. Logo a oblea é cortada e a cada chip individualizado. Nesta etapa do processo o microprocesador é uma pequena placa de uns poucos milímetros quadrados, sem pines nem cápsula protectora.

A cada uma destas plaquitas será dotada de uma cápsula protectora plástica (em alguns casos podem ser cerâmicas) e conectada aos centos de pines metálicos que permitir-lhe-ão interactuar com o mundo exterior. A cada uma destas conexões realiza-se utilizando delgadísimos arames, geralmente de ouro. De ser necessário, a cápsula é dotada de um pequeno disipador térmico de metal, que servirá para melhorar a transferência de calor desde o interior do chip para o disipador principal. O resultado final é um microprocesador como o que equipa nosso computador.

Empacotado

Empacotado de um processador Intel 80486 em um empaque de cerâmica.

Os microprocesadores são circuitos integrados e como tal estão formados por um chip de silício e um empaque com conexões eléctricas. Nos primeiros processadores o empaque fabricava-se com plásticos epoxicos ou com cerâmicas em formatos como o DIP entre outros. O chip colava-se com um material termicamente condutor a uma base e ligava-se por médio de pequenos arames a umas pistas terminadas em pines. Posteriormente se sellaba tudo com uma placa metálica ou outra peça do mesmo material da base de maneira que os arames e o silício ficassem encapsulados.

Em processadores como os Intel e AMD das séries Pentium I (mediados dos 90) e compatíveis ainda se usava o empaque cerámico que ténia um arranjo de pines PGA e uma cavidade no espaço desse arranjo, onde se introduzia o chip do processador e se soldava com pequenos arames aos pines. A cavidade se sellaba com uma lamina de cobre.

Empacotado de um processador PowerPC com Flip-Chip, vê-se o chip de silício.

Na actualidade os microprocesadores de diversos tipos (incluindo processadores gráficos) montam-se por médio da tecnologia Flip chip. O chip semiconductor é soldado directamente a um arranjo de pistas condutoras (no sustrato laminado) com a ajuda de umas microesferas que se depositam sobre as obleas de semiconductor nas etapas finais de sua fabricação. O sustrato laminado é uma espécie de circuito impresso que possui pistas condutoras para pines ou contactos, que a sua vez servirão de conexão entre o chip semiconductor e um socket de CPU ou uma placa baseie.[5]

Antigamente a conexão do chip com os pines realizava-se por médio de microalambres de maneira que ficava boca acima, com o método Flip Chip fica de bruços, daí se deriva seu nome. Entre as vantagens deste método esta a simplicidad do monte e em uma melhor disipación de calor. Quando a pastilla fica bocabajo apresenta o sustrato base de silício de maneira que pode ser arrefecido directamente por médio de elementos condutores de calor. Esta superfície aproveita-se também para etiquetar o integrado. Nos processadores para computadores de escritorio, dada a vulnerabilidad da pastilla de silício, opta-se por colocar uma placa de metal, por exemplo nos processadores Athlon como o da primeira imagem. Nos processadores de Intel também se inclui desde o Pentium III a mais de 1 Ghz.

Disipación de calor

Artigo principal: disipador

Com o aumento no número de transistores incluídos em um processador, o consumo de energia elevou-se a níveis nos quais a disipación natural do processador não é suficiente para manter temperaturas aceitáveis no material semiconductor, de maneira que se faz necessário o uso de mecanismos de enfriamiento forçado, como são os disipadores de calor.

Entre eles se encontram os sistemas singelos como disipadores metálicos que aumentam a área de radiación, permitindo que a energia saia rapidamente do sistema. Também os há com referigeração líquida, por médio de circuitos fechados.

Conexão com o exterior

Artigo principal: Socket de CPU
Superfícies de contacto em um processador Intel para Zocalo LGA775.

O microprocesador possui um arranjo de elementos metálicos (pines, esferas, contactos) que permitem a conexão eléctrica entre o circuito integrado que conforma o microprocesador e os circuitos da placa baseie. Dependendo da complexidade e da potência, um processador pode ter desde 8 até mais de 1000 elementos metálicos na superfície de sua empaque. A montagem do processador realiza-se com a ajuda de um Socket de CPU soldado sobre a placa baseie. Entre as conexões eléctricas estão as de alimentação eléctrica dos circuitos dentro do empaque, os sinais de relógio, sinais relacionados com dados, direcções e controle; estas funções estão distribuídas em um esquema associado ao Socket, de maneira que várias referências de processador e placas baseie são compatíveis entre eles, permitindo diferentes configurações.

Autocarros do processador

Todos os processadores possuem um autocarro principal ou de sistema pelo qual se enviam e recebem todos os dados, instruções e direcções desde os integrados do chipset ou desde o resto de dispositivos. Como ponte de conexão entre o processador e o resto do sistema, define muito do rendimento do sistema, sua velocidade se mede em bytes por segundo.

Esse autocarro pode ser implementado de diferentes maneiras, com o uso de autocarros seriales ou paralelos e com diferentes tipos de sinais eléctricas. A forma mais antiga é o autocarro paralelo no qual se definem linhas especializadas em dados, direcções e para controle.

Na arquitectura tradicional de Intel (usada até modelos recentes), esse autocarro chama-se o Front Side Autocarro e é de tipo paralelo com 64 linhas de dados, 32 de direcções além de múltiplas linhas de controle que permitem a transmissão de dados entre o processador e o resto do sistema. Este esquema utilizou-se desde o primeiro processador da história, com melhoras na señalización que lhe permite funcionar com relógios de 333 Mhz fazendo 4 tranferencias por ciclo.[6]

Em alguns processadores de AMD e no Intel Core i7 usaram-se outros tipos para o autocarro principal de tipo serial. Entre estes se encontra o autocarro HyperTransport que maneja os dados em forma de pacotes usando uma quantidade menor de linhas de comunicação, permitindo frequências de funcionamento mais altas.

Os microprocesadores de última geração de Intel e muitos de AMD possuem ademais um controlador de cor DDR no interior do encapsulado o que faz necessário a implementação de autocarros de cor do processador para os módulos. Esse autocarro esta de acordo aos estándares DDR de JEDEC e consistem em linhas de autocarro paralelo, para dados, direcções e controle. Dependendo da quantidade de canais podem existir de 1 a 3 autocarros de cor.

Arquitecturas

Veja-se também

Referências

  1. ↑ http://utentes.multimania.é/irojasb/O_Microprocesador.htm O Microprocesador
  2. ↑ http://www.monografias.com/trabalhos11/micro/micro.shtml Monografía "Os Microprocesadores" em Monografía.com
  3. ↑ http://www.tgdaily.com/content/view/31408/135/ Notícia de 2007
  4. ↑ http://www.monografias.com/trabalhos11/micro/micro.shtml Monografía "Os Microprocesadores" em Monografía.com
  5. ↑ Upgrading and repairing PC's
  6. ↑ «Core 2 Extreme: 3.66 GHz And FSB 1333 - Review Tom's Hardware : THG Tuning Teste: Core 2 Extreme vs. Athlon 64 FX-62».

Enlaces externos

Obtido de http://ks312095.kimsufi.com../../../../articles/a/n/d/Andorra.html"
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