A Evolução dos microprocessadores

O microprocessador foi um componente que fez a diferença na evolução da computação. Foi crucial na miniaturização do hardware e conseqüente redução do custo. A evolução do microprocessador determinou uma mudança na vida da humanidade em geral, que passou a dispor de equipamentos nunca antes imaginados.

O microprocessador evoluiu a uma velocidade incrível, e ainda continua, porém o hardware em geral mudou pouco. Isso nos faz pensar que a informática como um todo mal chegou na maturidade e ainda tem um longo campo de desenvolvimento, mais fantástico do que aconteceu desde o primeiro transístor até hoje. E o microprocessador é uma peça fundamental nesse desenvolvimento.

Este trabalho tenta de um modo geral mostrar a história e evolução deste componente que mudou uma geração: o microprocessador.

EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA

Os primeiros computadores utilizavam circuitos eletromecânicos e válvulas. O aparecimento do transístor trouxe a redução do tamanho e da potência consumida em relação as válvulas, além de serem dispositivos mais robustos e confiáveis.Os computadores usando essa tecnologia estão classificados como de segunda geração. O domínio da tecnologia da física do estado sólido permitiu a integração de vários transístores em uma única embalagem com aproximadamente as mesmas dimensões de um único transístor. Surgiram então os circuitos integrados que foram responsáveis pelo aparecimento dos computadores de terceira geração. Estes computadores tinham maior potência de cálculo, eram mais rápidos, confiáveis e menores fisicamente de que seus antecessores de segunda geração.

Atualmente, o processo de integração tem praticamente o mesmo custo para se integrar centenas, milhares ou milhões de transístores em uma única pastilha. Pode-se falar então na quarta geração de computadores pela utilização da integração eem altíssima escala (VLSI).

Graças ao desenvolvimento da microeletrônica é possível construir toda uma Unidade Central de Processamento em uma única pastilha de silício. Essa pastilha, ou chip, denomina-se microprocessador, sendo conhecido pelo nome de seu fabricante seguido de um determinado número.Exs: INTEL 8080, INTEL 8088, Z80, MOTOROLA 6800, etc.

Os microprocessadores são classificados pelo tamanho da palavra - ou comprimento, em bits, da unidade de informação - que são capazes de processar de uma só vez. Os primeiros microprocessadores foram de 8 bits, seguidos pelos de 16 bits e, mais recentemente, pelos de 32 bits.

O microprocessador é, portanto, a Unidade Central de Processamento de um microcomputador.

EVOLUÇÃO CRONOLÓGICA DOS MICROPROCESSADORES

1970
-Gilbert Hyatt patenteou uma aplicação que seria o primeiro microprocessador da história.
-A Intel criou um layout de circuitos, que era o microprocessador 4004.

 Intel 4004, o primeiro

A primeira CPU com chip simples foi o intel 4004, um processador 4-bits destinado para ser uma calculadora. Ele processava dados em 4 bits, mas suas instruções eram 8 bits longos. As memórias de programas e dados eram separadas, 1K de memória de dados em 12 bit PC e 4K de memória de programa (na forma de quatro stacks). Havia também dezesseis registros de propósitos gerais de 4 (ou oito de 8 bits).

O 4004 tinha 46 instruções, velocidade de 108 KHz, e tinha somente 2300 transistores. O 4040 foi uma versão superior ao 4004, nele foram acrescentadas 14 instruções, mais stacks (oito) e 8K de espaço para programas. Seu preço inicial era U$200. E usava 2300 transístores que podiam endereçar 640 bytes. Os manuais foram escritos por Adam Osborne. A Eletronic News publicou e ajudou na promoção do chip. A Intel ganhou o direito de comercializar seu chip abertamente.

1972
-Scelbi Computer Consulting inicia o trabalho de design naquele que poderia ser o processador Scelbi-8H;
-Intel lança o seu chip 8008, com 108 KHz, o primeiro microprocessador de 8 bits que acessava 1 KB de memória. O processador foi originalmente desenvolvido pela Computer Terminal Corporation (mais tarde chamada DataPoint). Usava 3500 transístores;
-National Semicondutor apresenta seu microprocessador IMP-16.
-Intel lança o seu chip 8080 com 2 MHz, um microprocessador de 8 bits, que podia acessar 64 KB de memória e usava 6000 transístores. O primeiro microcomputador a usá-lo foi o MARK-8.

 O Intel 8080
O 8080 foi o sussessor do 8008 (1972, similar ao 4040 - tinha 14 bits de endereçamentos PC), ele tinha barramento de 16 bit de endereçamentos e 8 bits de dados. Internamente, tinha sete registros de 8 bits (A,B,C,D,E,H,L - pares BC, DE e HL foram combinados como registros de 16 bits), um stack pointer de 16 bits ocupava o lugar do de 8 bits que o 8008 possuia e, também tinha um programa de contagem de 16 bits. Ele também tinha várias portas I/O, porém podiam ser modificadas sem retirar ou interferir no espaço de endereçamentos, e um simples pino permitia que o stack ocupasse um banco separado na memória.

Intel melhorou o projeto com o 8085 (1976), foram adicionadas duas instruções para suas interrupções, e somente requeria uma fonte de +5V. Possuia alguns detalhes extras de entrada/saída.

 -Motorola apresenta o chip 6800, um microprocessador de 8 bits usado em microcomputadores, indústrias e serviços de controle automotivo.

 Motorola 6800

O 6800 e 6809, e séries 6502, usavam clock de ciclo simples para gerar timing para quatro estágios de execução interna, embora essas instruções eram executadas em um único 'ciclo' externo (esta é a diferença para o clock-doubling, que usa uma fase para gerar um clock interno rápido, sicronizado com um clock externo). Outras CPUs como o 8080 usavam o clock externo diretamente, com instrução equivalente à dos quatro ciclos, isso significava que 2 MHz do 6809 era equivalente a 8 MHz do 8080. Mais tarde, a Motorola produziu CPUs nessa linha com um clock de quatro ciclos.
 

 -Texas Instruments introduz o chip TMS1000 para microcomputadores.
-Surge o RCA 1802 de 6.4 MHz, considerado um dos primeiros chips com tecnologia RISC. -Logo após surge o Altair 8800, com 1 KB de memória, e vendido por U$375. O Altair usa um processador de 8 bits (Intel 8080) com endereçamento de 16 bits. Tem 78 instruções básicas de máquina com mais de 200 variações. Pode endereçar diretamente 65 K de memória. Seu ciclo de intrução básica dura 2 ms.

1975
-MOS anuncia o MC 6501 por vinte dólares e o MC 6502, por 25 dólares, ao mesmo tempo que o 8080 da Intel custava 150.
-IBM começa a trabalhar no projeto "801", para desenvolver um chip que poderia ser usado tanto em pequenos como em grandes computadores.

1976
-É fundada a Apple Computer Company.
-O SC/MP, microprocessador de 8 bits aparece, com avançado multiprocessamento. Também o MCP-1600.
-Zilog introduz o Z80, um chip de 8 bits.

 O Zilog Z-80

O Z-80 foi o aperfeiçoameto do 8080, e foi vastamente aperfeiçoado, ele também usava 8 bit de dados e 16 bit de endereçamento, e executava todos os códigos op do 8080 (não do 8085), mas com 80 a mais, suas instruções eram operadas em 1, 4, 8 e 16. Os registros foram duplicados, com dois bancos de registros (incluindo A e F)que podiam ser trocados entre eles. Isto permitiu operação rápida do sistema operacional. No Z-80 foram acrescentados dois registros de indíce (IX e IY). A velocidade do Z-80 era de 2.5mhz, para o Z80-H era 6mhz.

O que realmente fez o Z-80 popular, foi a sua interface de memória - a CPU gerava sua própria RAM refresh signals (reativar sinais convertidos), isso significa simples projeto e baixo custo. Sua compatibilidade com o 8080 ,e CP/M, o primeiro modelo de microprocessador com sistema operacional padrão, fez dele a primeira escolha entre muitos outros sistemas.

Foram também produzidas variantes do Z-80 como o Z-180 (também avaliavel como o Hitachi 64180, com componentes adicionados (dois timers 16 bit, dois controladores DMA, três portas seriais, e uma MMU(unidade de gerenciamento de memória) segmentada com mapeamento 20 bit. 1M de espaço para endereçametos e três segmentos de mapeamento de memória com tamanho variável em 16 bits(64K)), e o Z-280, versão 16 bits que foi introduzida em julho de 1987, com MMU 24 bit (16M), multitarefa, cache de 256 bytes, e vários novos códigos op foram acrescentados. O clock externo era 2 ou 4 vezes mais rápido que o clock interno (ex.: 16 Mhz da CPU com 4 Mhz de bus). Uma versão Z-380 - 16/32 bits também existiu.

O Z-8 (1979) foi um processador inspirado no Z-80, porém em seu chip estavam: RAM (atualmente têm-se 124 para registros gerais e 20 para registros especiais) e ROM (muitas vezes um interpretador BASIC), e era disponível uma grande variedade de configurações que ultrapassavam os 20 Mhz.

1978
-A Intel lança o chip 8086.dólares e pode acessar 1 MB de memória. Era baseado no design do 8080/8085.

 Intel 8086, o primeiro 80x86
 
 

Era um chip de 16 bits. Usava registradores de 16 bits e 29000 transístores. Preço de 360 dólares e pode acessar 1 MB de memória. Era baseado no design do 8080/8085. E foi o primeiro da família 80x86.

1979
-Intel produz o microprocessador 8088,

Intel 8088, o XT

Conhecido como o XT. Possuia a mesma arquitetura e os mesmos programas do 8086, mas possuía um barramento de 8 bits, o que o tornava mais lento, porém mais barato que o 8086. E logo se tornou o padrão da insústria para computadores pessoais.

 Motorola 68000

Era uma pastilha completamente nova, não era compatível nem com o 6800, nem com o 6809. Foi uma mudança radical em relação ao passado. Embora o barramento de dados possuísse 16 bits, todos os registradores que o programador via eram de 32 bits, e a má quina pode somar ou subtrair (não multiplicar ou dividir) números de 32 bits em apenas uma instrução, o que transformava o 68000 um híbrido entre 16 e 32 bits. Seu sucesso deu origem a outros processadores, da família 680x0.

1980
-Apple Computer lança o Apple III, que usa o processador 6502A de 2 MHz.
-Intel 8086, Zilog Z8000, Motorola M68000 e o chip PDP-11 da Digital Equipment começam a usar o Microsoft XENIX OS, uma versão do sistema operacional UNIX (multiusuario e multitarefa)..
-Intel anuncia o iAPX-432, um microprocessador de 32 bits. Mais tarde, a Intel constrói o 80286 como um passo entre o 8086 e o 432.
-Motorola apresenta uma linha de estações de trabalho usando o Motorola 68000.

1981
-Intel apresenta o iAP-432 na Conferência Internacional de Circuitos.
-IBM apresenta o seu primeiro computador desktop, o Datamaster, que usava um chip 8086 de 16 bits.
-O chip 8088 de 4.7 MHz, é usado no computador pessoal 5150 da IBM.
-National Semiconductor apresenta o chip 32000, o primeiro de 32 bits comercial.

1982
-A Radio Shack apresenta o TRS-80, modelo 16, usando o chip Motorola MC 68000 de 16 bits.
-Intel apresenta os processadores 80186, 80188.
-Intel introduz o 80286 de 16 bits, usando 134 mil transístores. Seu preço inicial era de U$360 e podia acessar 16 MB de memória.

 Intel 80286

Microprocessador de 16 bits, usando 134 mil transístores. Seu preço inicial era de U$360 e podia acessar 16 MB de memória, ao contrário do 8086/8088, que não podiam endereçar mais que 1 megabyte de memória.

Lançado em 1982, tinha como características 80x86 pinos, o que viria a se tornar padrão para a Intel, e um espaço para endereçamento de 24 bits. Tinha ainda atributos para um Suporte Virtual de Memória.

1983
-O computador TI 99/2 da Texas Instruments usa o microprocessador TI9995 de 16 bits.
-National Semiconductor coloca em amostra o NS32032 de 32 bits e 6 MHz.

1984
-Motorola lança o chip 68010, logo após o 68008.

 Motorola 68008, 68010

 O 68008 era idêntico ao 68000, só que tinha barramento de 8 bits, para produtos simples. Já o microprocessador 68010, foi criado para poder suportar memória virtual, o que não acontecia com os chips 68000/68008. Podia endereçar 16 mega de memória.

Seu antecessor, o 68012, apenas tinha a diferença de poder endereçar 2 Gb de memória.

1985
-Intel apresenta o chip 80386 de 16 MHz. Usa registradores de 32 bits e 275 mil transístores. Seu preço inicial era de 299 dólares e podia acessar 4 GB de memória.

 Intel 80386
Era o primeiro de bits. Possuia 275 mil transístores. Seu preço inicial era de 299 dólares e podia acessar 4 GB de memória.

Foi uma evolução sobre o 80286, pois até aí o acesso à memória estava restrito a 16384 segmentos de 64 K.

Incluia um endereçamento mais normal (registros de 32 bits), com mais números de processamento (incluindo paginação separada) adicionadas para compatibilidade com o design original. De fato, códigos escritos para o 8008 podem ainda rodar no mais recente P entium-pró.

O 80386 também adicionou uma MMU (Unidade de Gerenciamento de Memória) de novos códigos, semelhante ao Z-280.

-O Advanced RISC Machine (ARM), da Acorn, é lançado. Era um processador de 32 bits para uso doméstico.
-Sun Microsystems trabalha em seu processador SPARC.
-MIPS Technology apresenta o primeiro chip RISC disponível comercialmente, o R2000 (32 bits e 8 Mhz). Era pretendido para simplificar do design de processadores eliminando o travamento do hardware entre uma tarefa e outra.

1986
-Motorola começa a trabalhar no processador 88000.
-NexGen começa a trabalhar sobre a quinta geração de processadores x86.
-Motorola apresenta o processador 68030.

1987
-A Zilog introduz uma versão de 16 bits para CPU do Z80, a Z280.
-A Commodore lança a primeira máquina IBM-PC compatível, usando um microprocessador 8088.
-Advanced Micro Device lança o AMD 29000.

 AMD 29000
 
 

O 29000 tem um grande número de registros separados em conjuntos globais e locais. Permite tamanho variáveis de janelas, de 1 a 128 registros. Essa flexibilidade torna a alocação de registros mais fácil.

Todos os registros podem ser protegidos, em blocos de quatro, do acesso. Isso torna o AMD 29000 mais útil para aplicações embutidas, que é onde esses processadores são usados. O AMD também inclui uma MMU( unidade de gerenciamento de memória).

1988
-Motorola lança o chip 88000.

 Motorola 88000
 

O Motorola 88000 é um processador de 32 bits, um dos primeiros CPUs de arquitetura RISC. Cada bus tem um cache separado, que simultaneamente acessa dados e instruções, sem causar conflitos.

Com exceção disso, é similar à arquitetura da Hewlett Packard Precision. Embora o 88000 seja mais modular, tem um pequeno o elegante conjunto de instruções, apenas falta endereçamento (limitado a 32 bits). O 88000 tem 32 bits, com 8 distintas funções internas - e uma unidade de ponto flutuante.

Mas o seu desenvolvimento foi atrasado quando a Motorola favoreceu o PowerPC em conjunto com a IBM.

 -Intel introduz 80386SX, como o 80386, mas com a diferença que tem 16 bits no barramento de dados.
-IBM apresenta o PS/2 30 286, usando bus AT.
-Apple introduz o computador Macintosh IIx, usando os processadores Motorola 68030 e 68882.

1989
-Digital Equipment começa a desenvolver um microprocessador de 64 bits. O chip vai estrear com o Alpha 150 MHz 21064 em 1992.
-Intel apresenta o chip 80486.

 Intel 80486
 

Ele integra o 80386 e o coprocessador aritmético 80387 e adiciona um cache primário. Usa 1.2 milhões de transistores, com preço inicial de U$900.

O 80486 adiciona plena ramificação, 8 K de cache, FPU ( Unidade de Ponto Flutuante) integrada e versões de duplicação de clock .

 -Motorola anuncia o microprocessador 68040, e uma versão 50 MHz do 68030.

 Motorola 68040

 Como o 80486, contém um coprocessador de ponto flutuante, uma unidade de gerenciamento de memória e um cache no chip. Possui 1,2 milhões de transístores.

 -Apricot Computer lança o primeiro PC-486, que usa o chip 80486 de 25 MHz.
-IBM demonstra a nova linha de estações de trabalho RISC System/6000.
-Sun Microsystems anuncia a SPARCstation 1 de 20 MHz.
-Intel descobre o chip i860.

 Intel i860
 

O Intel 80860 era um chip impressionante, capaz de obter uma performance perto de 66 MFLOPS em aplicações reais, comparado aos 5 a 10 MFLOPS das outras CPUs da época. Mas isso não passava de marketing. O chip nunca se tornou popular, pois era mais lento do que as mais novas CPUs.

O 860 tinha muitos usos, como executar duas funções por ciclo. Ele podia usar 8 K de cache de dados. Instruções e barramento de dados eram separados, com 4 GB de memória segmentados. Isto também inclui um gerenciador de unidade de memória para armazenamento virtual.

O i860 tinha 32 bits. Era uma dos primeiros microprocessadores a conter não apenas uma FPU (unidade de ponto flutuante) como também uma ALU(unidade de aritmética e lógica) inteira. Era o primeiro capaz de fazer uma operação com inteiro, uma multiplicação e adicionar uma instrução de ponto flutuante, pelo equivalente a três instruções, mas tudo ao mesmo tempo. Mas para ter o chip à velocidade máxima, requeria o uso de linguagem assembler: usado com os compiladores padrões tinha uma velocidade próxima aos outros microprocessadores. Por causa disso, ele foi usado como um coprocessador, para aceleração de ponto flutuante - como uma adição paralela para estações de trabalho.

Outro problema do 860 era a dificuldade de interrupções manuais: tinha quatro operações reunidas em uma, então quando ocorria interrupções, poderia haver perda de dados, ao menos que um complexo código fosse usado para reparar o erro. E isso ocasionava perda de 62 ciclos até 2000 ciclos (50 microssegundos).

1990
-A Motorola anuncia a disponibilidade do seu microprocessador de 32 bits 25 MHz, o 68040. Ele incorpora 1.2 milhões de transistores e inclui caches de dados e instruções.
-A patente básica dos microprocessadores foi concedida a Gilbert Hyatt, 20 anos após a primeira aplicação da sua patente.
-Motorola anuncia uma nova linha de processadores RISC, e o primeiro desta linha é o 88110. No 88110, gravação e pesquisa ficam no buffer, então o processador não precisa esperar, tornando o processamento mais rápido.
-O processador INMOS T-9000 é designado para computação paralela.

 INMOS T-9000
 
 

É um processador designado para ser acoplado a outros processadores para maior velocidade de processamento paralelo. O conjunto de instruções é minimizado, como no design RISC. A característica mais importante é que cada chip contém quatro conexões em série para ser conectado a uma estação de trabalho.

O CPU possui muitos níveis de caches de alta velocidade. O cache principal possui 16 K, e é designado para três leituras e uma gravação simultaneamente. As instruções são com bytes, consistindo em quatro bits operacionais e quatro bits de dados, mas podem carregar dados extras, 4 bits por vez.

Essa arquitetura faz instruções muito compactas, mas executando um byte de instrução por ciclo pode ser devagar para instruções de múltiplos bytes, então o T-9000 une esses bytes, que podem ser executado em paralelo e em cinco estágios.

1991
-O microprocessador Motorola 68040 fica disponível, após um ano de dificuldades técnicas.
-MIPS Technologies lança o processador R4000, de arquitetura RISC.
-Intel estréia o chip i486SX de 20 MHz, com o coprocessador aritmético i487SX.
-A Intel produz o chip 80486 de 50 MHz
-MIPS Techologies introduz oficialmente o R4000, um processador RISC de 64 bits.

 MIPS R4000

 O R4000 é uma nova versão do R2000, mas com controle de cache melhorado, expandido para 64 bits e é super ramificado (permitindo um maior clock e duas vezes mais instruções, ao custo de aumento da latência.

1992
-Intel anuncia uma tecnologia duplicadora de clock para seus microprocessadores, permitindo que a velocidade do CPU (MHz) continue aumentando, sem precisar de uma placa-mãe e componentes mais rápidos, e estréia o 486DX2.
-Digital Equipments descobre o Alpha 21064, um microprocessador de 64 bits.

 Alpha 21064
 
 

A arquitetura Alpha, segundo a DEC, foi designada para uma vida operacional de 25 anos. É uma arquitetura de 64 bits, mas permite conversões. O Alpha 21064 foi introduzido com uma unidade de ponto flutuante e uma unidade de busca/armazenamento.

Ele adiciona uma unidade de ponto flutuante e aumenta a velocidade do clock de 200 para 300 MHz.

1993
-A Intel introduz o processador Pentium de 60 MHz.

 Intel Pentium

A Intel lançou no primeiro semestre de 1993 o microprocessador Pentium, que até naquele momento se supunha viria a chamar-se 586. O chip marca a quinta geração do PC, que surgiu em 1981 com o processador 8088, e elevou o computador à categoria de mainframe ao integrar o estado da arte da tecnologia de produção de circuitos integrados em um pequeno quadrado plástico de poucos centímetros de lado.

Quando lançado, o chip chegou com desempenho até dez vezes superior ao do processador 486DX 33 MHz em operações matemáticas de ponto flutuante e devia ameaçar ainda mais a posição dos computadores de grande porte ao ser usado para construir poderosos servidores de rede e sistemas multiusuários. Ao anunciar esse chip, a Intel deu o empurrão final para "matar" o 386 como micro básico e mudar o cenário da indústria.

O processador Pentium concentra a força de um mainframe num pequeno quadrado de 5,5cm de lado. Os primeiros modelos(60 e 66 MHz) integravam 3,1 milhões de transistores - praticamente o triplo de seu antecessor - e executavam até 112 milhões de informações por segundo. Esses Pentiuns davam ao usuário quase quinze vezes mais poder de processamento que um chip 386SX de 25 MHz e praticamente o dobro do poder da CPU mais potente disponível até então(486 DX2 de 66 MHz).

Hoje já há os processadores Pentium de 133 e 150 MHz, topos de linha da família de processadores da Intel. Micros equipados com eles ainda são caros, mas têm desempenho 80% superior ao dos modelos de 75 MHz e por isso são usados como servidores ou estações de trabalho gráficas. Para tirar proveito de toda a capacidade de um Pentium 133 MHz é importante que toda a configuração seja bem dimensionada: ela deve incluir no mínimo 16 MB de memória, 1 GB de disco rígido, drive de CD-ROM de quádrupla velocidade e monitor de 15 polegadas. A altíssima performance do Pentium deve-se a um coquetel de tecnologias feito para tirar o máximo de aproveitamento do silício. Um de seus truques é ser o primeiro da família a usar a arquitetura superescalar, privilégio de máquinas Risc e de mainframes, que lhe permite processar até duas instruções simultâneas por ciclo de clock. Para isso, ele possui pipeline(duto interno para tráfego de instruções)duplo que funciona como se o chip tivesse dois 486 embutidos. Cada vez que duas instruções dependentes chegam ao processador, ele consegue processá- las ao mesmo tempo, passando cada uma delas por um pipeline.

A idéia de duplicidade foi implantada pela Intel em outros pontos do chip, como no barramento(bus) de dados que trafegam da memória para o processador, que é de 64 bits, contra os 32 bits do 486. Isso significa que, no mesmo período de tempo, o Pentium é capaz de buscar o dobro da quantidade de dados na memória do micro, o que resulta em ganho de performance. A unidade de processamento de ponto flutuante (cálculos com números fracionários) permite que o chip consiga executar aplicações 5 a 10 vezes mais rápido que um 486SX de 33 MHz.

O sucessor do 486 ostenta ainda uma novidade chamada Branch Prediction, ou Previsão de Desvios. Essa área contém um buffer que armazena e analisa os últimos 256 desvios executados no processamento e tenta antecipar-se ao programa e adivinhar qual estrada ele vai seguir. Se acertar, a aplicação anda mais rápido. Se errar, não há perda de performance. O resultado é um aumento médio de 20% no desempenho. Finalmente, os dois caches internos de 8KB cada um para dados e instruções servem como um atalho para que o chip ganhe tempo buscando as instruções e os dados mais usados diretamente em sua memória, sem precisar acessar a memória principal do micro.

A coleção de recursos do Pentium o transforma num chip com o que se pode chamar de estado da arte da tecnologia de processador, ideal para usar os novos softwares e sistemas operacionais de 32 bits.

 RADIOGRAFIA - as principais novidades do Pentium
 
 

1. O Pentium tem dois caches de 8KB cada um, para dados e instruções. Eles agem como uma memória intermediária que guarda as informações mais usadas pela CPU, evitando que ela tenha de acessar a memória principal. Isso acelera o desempenho do micro.
2. O barramento (bus) externo que faz a comunicação com a memória é de 64 bits. Com isso, a quantidade de informações transferida da memória para a CPU alcança a velocidade de até 528 MB por segundo.
3. O coração do Pentium é a unidade de processamento superescalar, que usa dois pipelines independentes para executar duas instruções por ciclo de clock.
4. A unidade de ponto flutuante (FPU) processa operações com números fracionários a uma velocidade até dez vezes maior que um 486 DX de 33 MHz.
5. No Pentium, a área de compatibilidade com o 386 ocupa apenas 5% da área útil do chip, contra os 20% necessários ao 486. Faz com que o chip possa usar todos os softwares feitos para os outros processadores Intel.
6. A nova unidade de previsão dos desvios analisa o programa que está sendo executado pela CPU e procura antecipar o caminho que a próxima instrução do software vai seguir. Pode aumentar a performance do processador em até 20%.

 PowerPC 601
 

É o primeiro de 32 bits da linha de PowerPCs-Risc ( Reduced Instruction Set Computer). O 601 fornece altos níveis de performance para computadores desktop, estações de trabalho e sistemas de computadores com multiprocessamento simétrico. Tem um desenho superescalar que pode executar até 3 instruções por ciclo de clock. Executa em paralelo instruções emitidas para múltiplas unidades, e pode completar fora de ordem enquanto preserva programas corretamente.

Tem 3 unidades de execução de inteiros (IU), uma BPU (Branch Processing Unit), uma unidade de ponto flutuante (FPU), e uma unidade de gerenciamento de memória (MMU). A habilidade para executar múltiplas instruções em paralelo e o uso de instruções simples com rápida execução trazem máxima eficiência aos sistemas PowerPC.

1994
-Lançamento do processador Pentium de 90 MHz pela Intel. No mesmo mês houve o lançamento do chip de 100 MHz.
-IBM e Motorola apresentam o processador PowerPC 601 com 100 MHz. Logo após apresentam o PowerPC 604 de 100 MHz.

PowerPC 604

Tem um design superescalar capaz de executar 4 instruções por ciclo de clock para seis unidades de execução independentes, incluindo:

* Duas unidades inteiras de ciclos simples;
* Uma unidade inteira de ciclos múltiplos;
* Unidade de processamento ramificada;
* Unidade de armazenamento/busca;
* Unidade de ponto flutuante.

O microprocessador PowerPC 604 usa prognóstico de ramificação dinâmica para melhorar a precisão do monitoramento de instruções. Isso combinado com a incrível habilidade de executar através de duas ramificações indefinidas, permite múltiplas execuções com alto nível de eficiência.

-MIPS Technologies apresenta o microprocessador R4400 de 64 bits e clock de 200 MHz.
-O Dr. Thomas R. Nicely nota que o processador Pentium algumas vezes produz resultados falhos em ponto flutuante, trabalhando com apenas 4 a 8 casas decimais com precisão.
-Digital Equipment Corporation produz o AXP1064A de 64 bits e 275 Mhz, usando processador Alpha RISC em grande número, custando U$1083 por chip. Após apresenta formalmente sua nova geração de processadores Alpha AXP, incluindo uma versão de 300 MHz, que pode executar um bilhão de instruções por segundo.
-Sun Microsystems anuncia o processador RISC UltraSPARC de 64 bits.
-IBM e Motorola apresentam e introduzem o protótipo do processador PowerPC 620, operando em 133 MHz.

 -MIPS Technologies apresenta o microprocessador RISC R10000 e a Intel o Pentium 75 MHz.

 MIPS R10000

A versão R10000 traz a FPU( unidade de ponto flutuante) em um chip, e adiciona todas as características modernas, avançadas, às características da CPU, incluindo cache I/D separado (duas vias de 32 K cada), uma controladora a ias no chip, execução superescalar (despacha quatro instruções -possivelmente fora de ordem- para cada um dos inteiros, dois pontos flutuantes e uma unidade de busca/armazenamento).

Possui renomeação de registros dinâmica, um cache de instruções, onde estas são praticamente decodificadas quando carregadas para o cache, simplificando o estágio de decodificação do processador.

1995
-Intel introduz o processador Pentium de 120 MHz. Também anuncia disponibilidade mediata dos processadores Pentium de 133 MHz.
-Mais tarde demonstra um sistema usando um chip P6 de 150 MHz, rodando o Windows 95. E diz que o nome oficial para seu chip P6 será Pentium Pro. Também mostra o 80486SXSF e o GXSF 486. O GX tem barramento de 16 bits e o SX de 32 bits. Ambos tem 33 MHz, operando em 2.0-3.3 volts.
-Digital Equipment apresenta o processador Alpha 21164 rodando com 333 MHz.
-Cyrix anuncia o 6X86/100 MHz e o 5x86/120 MHz.
-Intel apresenta o microprocessador Pentium Pro com velocidades entre 150 e 200 MHz.

Pentium Pro

Lançado pela Intel em novembro de 1995, o processador Pentium Pro começa a equipar máquinas para aplicações que exigem alto desempenho, como servidores de rede corporativas, grandes bancos de dados, estações de trabalho de CAD, desktop publishing e autoria em multimídia.

Além da velocidade de processamento - de 150 a 200 MHz - o novo chip tem recursos com execução dinâmica ( que permite o processamento de até três instruções por ciclo de clock) e memória cache interna de 256 ou 512 KB. Essas características permitem um desmpenho superior ao de servidores e estações de trabalho baseados em tecnologia Risc*. É um sistema escalável e aberto, compatível com os padrões do mercado em hardware (placas de vídeo, disco e memória) e software.

A mais nova versão do Pentium Pro, cujo codinome é Klamath, foi projetada para incorporar os circuitos MMX (MultiMedia Extensions) que são na verdade um processador matemático matricial que quadruplicará o desempenho do chip em muitas aplicações gráficas. O Klamath também abandona o cache L2, que torna o desenvolvimento do chip mais barato.

O Klamath vai ser construído usando um processo de 0,28 mícron, o que está perto do estado da arte. O próximo processo que os fabricantes de chip discutem é o de 0,25 mícrom e, depois, o de 0,20 mícron, supostamente o último até o ano 2000, quando será necessária uma tecnologia de fabricação totalmente nova, usando raios X para criar pequenos transistores e trilhas eletrônicas. A velocidade dos chips para o Klamath e os outros processadores Pentium Pro atingirá a faixa de 300 a 333 MHz.

 *RISC: chips que usam um conjunto reduzido de instruções. A tecnologia CISC usa chips com um conjunto completo de instruções. Também há a tecnologia "CRISC", isto é, um Cisc que ganha poder graças a muitas implementações RISC.

1996
-Intel anuncia a imediata disponibilidade do Pentium P55C de 150 MHz e também o P55C de 166 MHz.
A família Intel até o 80486

Tipos de processadores - fonte: https://razorcomputadores.com.br/blog

Nesse sentido, os processadores apresentam diversos modelos e especificações, que variam de acordo com a quantidade de núcleos, capacidade de processamento, frequência e suporte ao overclock, Segue abaixo a classificação desses componentes de acordo com os critérios supracitados.

Single-core ou multi-core: esta característica indica a quantidade de núcleos de processamento que um processador pode ter, ele varia de apenas 01 núcleo até mais de 32 núcleos. Quanto maior o número de cores, maior é a capacidade de processar tarefas ao mesmo tempo e acelerar as aplicações da sua workstation.

Arquitetura 32 ou 64 bits: essa característica remete à capacidade de processamento de informações que um processador pode ter. Apenas com chips de arquitetura 64 bits é possível que o computador aproveite quantidades superiores a 3GB de memória RAM, além de processarem blocos maiores de dados de maneira ágil.

Compatibilidade com overclock: esta é uma técnica utilizada para aumentar a velocidade nominal do processador e conceder um desempenho além do normal ao usuário. Processadores que possuem esta capacidade são identificados como “Unlocked”, no caso de Intel, ou “Black Edition”, para AMD.

É preciso estar ciente que a exigência excessiva de processamento dos chips pode fazer com que esses componentes se desgastem mais rápido, além de obrigar o usuário a equipar a máquina com sistemas de resfriamentos mais eficientes para evitar um superaquecimento dos dispositivos.

Características dos processadores Intel

A Intel é muito popular e está no mercado como principal marca de processadores há um bom tempo. Isso é justificado pela sua adequação a diversas opções de placa mãe. Nesse sentido, torna-se mais viável adotar as versões mais simples e baratas desses tipos de processadores, pois, comumente, servirão para oferecer o desempenho esperado.

Quando o usuário tem a necessidade de obter mais performance, há modelos específicos, que são mais caros para suprir a demanda. Nesse sentido, ter o preço como principal aspecto levado em conta na hora da escolha pode ser um erro, pois nem sempre o mais caro irá corresponder na melhor entrega.

Reduzir custos, sempre que possível, é excelente. No entanto, muitas vezes, sacrificar o desempenho operacional do seu principal instrumento de trabalho, pode gerar perdas bem maiores.

Para saber qual é o melhor para você, é necessário conhecer as “famílias” de processadores da Intel:

• Intel Core;
• Intel Pentium;
• Intel Celeron;
• Intel Xeon;
• Intel Xeon Phi;
• Intel Itanium;
• Intel Atom;
• Intel Quark SoC.

Dessas linhas, as que mais se destacam são a Core e a Xeon, as quais vamos detalhar nos próximos parágrafos.

Linha Core

i3

Processador desenvolvido para as tarefas do dia a dia, tal como acessar a Internet, escrever um documento em um editor de texto, assistir a um filme etc. Tem o melhor custo-benefício de todos os processadores desta família. Seu uso está focado principalmente em notebooks de modo que a economia de bateria é essencial, mas também é utilizado em desktops de uso familiar.

Seus processadores geralmente contêm 4 núcleos. O diferencial do I3 é que ele utiliza a tecnologia de threads, chamada de hyperthreading, que simula, em cada núcleo, 2 threads diferentes. Isso faz o computador achar que o processador tem o dobro de núcleos, aumentando bastante o seu desempenho quando comparado a outros processadores similares.

i5

É utilizado tanto em computadores residenciais quanto em comerciais. O I5 é conhecido como um processador de alto desempenho, capaz de lidar com jogos modernos e alguns programas de edição pesados.

Seus modelos podem vir em duas configurações diferentes: 2 núcleos com hyperthreading ou 4 núcleos sem hyperthreading. No entanto, seu grande diferencial para os modelos I3 é a tecnologia Turboboost que possibilita que o processador trabalhe em uma maior frequência.

Existem hoje 17 versões de Cores I5 para notebooks e desktops.

i7

É considerado o modelo mais potente da família Core, sendo amplamente usado para rodar jogos de última geração e softwares de produção de conteúdo, projetos e edição de imagens. Seu foco é a alta velocidade e o desempenho máximo. Ao contrário dos demais, o I7 apresenta uma variedade de configurações, partindo de 6 núcleos até incríveis 10.

Todas as versões do I7 apresentam as tecnologias de hyperthreading e TurboBoost disponibilizadas nos modelos anteriores. Além disso, o grande diferencial desse processador é contar com uma quantidade maior de cache L3, a cache de uso comum dos núcleos, o que aumenta muito a capacidade de processamento deste modelo.

Existem hoje 13 versões de Cores I7 para notebooks e desktops disponíveis no mercado.

i9

A série I9 é focada em produzir os processadores para workstations mais poderosos da Intel. Esse processador é voltado para profissionais de áreas como a engenharia e arquitetura que necessitam de desempenho e qualidade em seus projetos. Assim como, para editores de vídeo e imagens, também para pesquisadores da área, que usam o processador para fazer overclock e quebrar recordes de velocidade e para um público entusiasta que gosta de jogar games de última geração em 4K.

Essa linha contém de 10 até 18 núcleos e 36 threads. Além disso, eles funcionarão em um chipset, com suporte para SSD NVMe , três SSDs M.2, dez SATAs e portas de rede 10Gbps, garantindo a última geração em todos os outros componentes que acompanham o processador.

Processadores Intel 10ª geração

Os novos processadores Intel Cor da 10ª Geração contam com atualizações de desempenho incríveis para melhorar a produtividade do equipamento e proporcionar um desemprenho surpreendente, incluindo até 5,3 GHz, Intel Wi-Fi 6 (Gig+), tecnologia Thunderbolt 3, HDR 4K, otimização de sistema inteligente e muito mais.

Linha Xeon

Xeon E3

Os processadores Xeon E3 priorizam o desempenho de recursos visuais e adequam-se às necessidades de uso profissional. Além disso, atuam com até 4 núcleos. Possuem também uma dissipação térmica superior (ou seja, não super aquecem), uma estabilidade melhorada e suporte à memória ECC.

Xeon Scalable

Os modelos Scalable fazem parte do grupo com maior adequação para demandas alinhadas ao processamento gráfico, como renderização e simulação. Oferecem até 28 núcleos por processador e permitem a utilização de mais de um simultaneamente, com a possibilidade de utilizar até 8 processadores físicos em um único computador.

O grande diferencial desta linha está relacionado às novas tecnologias introduzidas como o Intel VMD e Intel VROC. O VMD fornece gerenciamento ininterrupto do armazenamento PCI Express, enquanto o VROC fornece um software de gerenciamento de RAID utilizando a PCI Express.

Características dos processadores AMD

A AMD (Advanced Micro Devices) é uma empresa estadunidense fabricante de circuitos integrados, especializada em processadores. Seus produtos concorrem diretamente com os processadores fabricados pela Intel.

Com menor custo, sem comprometer tanto o desempenho. A AMD é bastante conhecida pela grande participação mundial no mercado de processadores, sempre liderando este ramo juntamente com a Intel.

Para que seja possível aproveitar todo o potencial dos diversos hardwares disponíveis no mercado, a AMD possui vários tipos de processadores distintos, cada um se adaptando de melhor forma à um tipo de máquina específica.

No entanto, como já sinalizamos, essa decisão precisa ser criteriosa para que o barato não saia caro. Além do mais, a AMD está investindo pesado em modelos com maior número de núcleos, elevando o desempenho operacional.

A AMD produz, atualmente, 6 categorias de diferentes tipos de processadores:

• AMD Ryzen;
• AMD Ryzen com vídeo integrado Radeon Vega;
• AMD Ryzen PRO;
• AMD Ryzen Threadripper
• AMD A-Series
• AMD FX;
• AMD A-Series PRO;

Confira as características dos principais modelos da AMD a seguir.

Processadores AMD Ryzen

Destacam-se pelo desempenho superior. Além disso, vindo com até 16 núcleos no caso dos threadripper’s e atendem a diferentes demandas, sendo considerados modelos “megatarefas”. Dividem-se entre Ryzen 3,5 e 7, sendo que cada um terá um uso específico, assim como, a linha Core da Intel.

Processadores AMD A-Series

São modelos mais de entrada, com uma performance um pouco mais baixa, porém com um excelente custo benefício, muito utilizado em notebooks por ter um baixo consumo energético.

Processadores AMD Ryzen Pro

Iguais aos processadores Ryzen convencionais, porém com a possibilidade de utilização de memória RAM ECC e com um foco mais para a durabilidade e estabilidade.

Processadores AMD FX

Também se destacam pela quantidade de núcleos e têm um apelo forte como processadores direcionados para games. Ademais, oferecem modelos com 4, 6 e 8 núcleos.

Não recomendamos a utilização dos modelos FX por serem de uma geração já datada e por serem conhecidos por sofrerem de problemas de super aquecimento. Além disso, todos os processadores da linha AMD FX são totalmente desbloqueados para facilitar o overclock. A AMD parece ter avançado bastante nesse tipo de tecnologia.

Processadores AMD Phenom II X6

Todos os modelos da série Phenom X6 II se baseiam no núcleo “Thuban”, possuindo tecnologia de 45nm baseados em socket AM3, se utilizam de uma tecnologia similar à Turbo Boost da Intel, quando o processador percebe que três ou mais núcleos estão ociosos, ele aumenta o clock dos núcleos ativos.

Por exemplo, no modelo Phenom II X6 1055T o clock é aumentado de 2,8 GHz a 3,2 GHz, enquanto que no Phenom II X6 1090T o clock é aumentado de 3,2 GHz a 3,6 GHz. Chegando a ter média de experiência do usuário no Windows 7, entre 7,5 e 7,9 se torna também uma boa opção para centrais multimídias, que geralmente são usadas na execução de filmes em alta definição, edição de vídeo, de imagem, e gerenciamento de mídia em geral, realmente é incrível o poder de processamento deste poderoso processador, aparentemente nada pode com ele, o tornando assim imbatível e com um preço tentador.

Comparações entre Intel e AMD

Foi possível notar que as propostas de processadores são distintas. Inclusive, dentro de uma mesma marca, há opções variadas para você escolher. Alguns pontos, no entanto, devem ser destacados.

Os processadores Intel valem a pena quando:

• Há necessidade de desempenho superior.
• Quando se busca uma maior estabilidade e durabilidade.
• Serão utilizados programas mais pesados, sem perder eficiência.

Os processadores AMD valem a pena quando:

• A intenção é encontrar um processador com bom custo-benefício;
• Não serão aplicados na execução de programas por prazos longos, como no caso de renderizações prolongadas.

Ao decidir, é importante compreender bem quais são as demandas do usuário e dos softwares a serem utilizados no computador. As configurações da máquina, portanto, precisam ser verificadas no todo.

Só assim, é possível entender de que forma o processador pode contribuir para melhorar o desempenho. Ou, pelo contrário, em quais condições o processador passa de solução ao problema.

Muitas vezes, usuários e empresas adotam uma solução padrão que, na análise geral, apresenta excelentes vantagens. No entanto, há uma grande diferença entre atividades analíticas e gráficas.

Algumas distinções importantes entre algumas áreas profissionais para escolher o melhor processador para a sua empresa:

• Edição de texto e planilhas: não exigem elevada capacidade de processamento (na maioria dos casos), mas devem ser energeticamente eficientes;
• Design: para obter o desempenho necessário na execução de softwares exigentes, como Photoshop, InDesign e Corel Draw, devem ter o maior número de núcleos possível e uma alta taxa de frequência;
• Mídia: o desempenho também precisa ser superior para permitir a plena utilização de programas, como Adobe Premiere, por isso, é recomendado que tenha até 10 núcleos, mais que isso normalmente reduz o desempenho ao invés de aumenta-lo;
• Arquitetura e engenharia: são áreas que mais dependem da capacidade de processamento, pois usam recursos de projeção e renderização, devendo ser melhores contempladas por modelos superiores de processadores, sejam da Intel, sejam da AMD.