A Arquitetura de Computadores

Respostas

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Pergunta 1

No ano de 2010 a Intel lançou os core i3, i5, e i7 que contém a primeira e a segunda geração. Entre as diferenças que possuem a segunda da primeira geração os processadores contém microarquitetura Sandy Bridge, com base na arquitetura prévia Nehalem, possuem muitas características semelhantes por não ser uma nova linha é que muitas configurações são semelhantes.

Memória cache

Os processadores contêm memória interna, que é dividida em subníveis, cada um serve para armazenar um determinado tipo de informação, essas divisões de níveis são conhecidas como cache L1,L2 e L3. A única diferença na memória de cache é que L2 passou a ser chamado Mid –Lev Cache (MLC) “Cache de Nível Intermediário”.

Controlador de Memória

A primeira geração da linha Intel Core, o controlador de memória do processador continua integrado ao chip principal. O método foi utilizado na primeira geração e surtiu excelentes resultados, o que fez a Intel a manter a receita. O controlador de memória serve para controlar a memória. Nas CPUs Intel Core, são memórias do tipo DDR3.

Tecnologia Intel Turbo Boost 2.0

A tecnologia Inter Turbo Boost serve para regular a freqüência do processador conforme os aplicativos em execução. Os processadores dotados com essa tecnologia são capazes de aumentar ou diminuir a “velocidade” e, conseqüentemente, economizar energia. Os processadores com microarquitetura Sandy Bridge têm sua freqüência alterada pelo próprio sistema operacional, porém não consegue ativar o recurso enquanto uma carga mínima é atingida. Ambas gerações dependem de uma séries de fatores como : o valor máximo da frequência varia conforme o consumo estimado de energia e de corrente, o número de núcleos ativos e a temperatura do processador. Desta forma a CPU fica monitorando se todos esses valores estão dentro dos padrões e, se por acaso as tarefas demandarem mais poder de processamento, então o recuso é ativado.

Arquitetura

Os processadores com microarquitetura Sandy Bridge são fabricados com nanotecnologia de 32 nm. As CPUs Intel Core de ambas geração seriam idênticas nesse aspecto. Porém, os novos modelos contam até mesmo com a northbridge fabricada com 32 nm, enquanto que, nos anteriores, esse componente ainda era de 45 nm. Os processadores Sandy Bridge vêm esquematizados em formato de anel. A northbridge, está acoplada ao chip principal, na mesma pastilha de silício. A unificação é uma característica primordial da nova arquitetura Sandy Bridge. Os núcleos, o controlador de memória, o cache L3 (LLC) e o chip gráfico estão todos unidos para melhorar o tempo de acesso e o compartilhamento de recursos.

Cache L0

Uma das novidades na arquitetura Sandy Bridge é o cache L0. Essa pequena memória vem para auxiliar o processador na hora de aproveitar dados comumente utilizados. O cache L0 recebeu o nome de cache de microinstruções decodificadas, o qual é capaz de armazenar até 1.536 microinstruções.

O novo cache é um benefício em dois sentidos: primeiro que o processador não terá de decodificar as mesmas instruções duas vezes, e, segundo, que a CPU consegue desativar a coleta de novos dados por algum tempo, fator que auxilia na economia de energia. A vantagem obtida ao usar o cache L0 chega a 80%, dado este obtido em uma apresentação da Intel.

Cache L3

A Intel mudou o modo como os núcleos acessam a memória cache L3. Nos modelos com arquitetura Nehalem, essa memória era independente. Nos processadores Sandy Bridge, ela é compartilhada — de maneira semelhante ao que se vê no AMD Phenom II. Dessa forma todos os núcleos podem acessar os mesmo dados, sem ter de ficar carregando as mesmas informações de forma independente. As CPUs com microarquitetura Sandy Bridge têm vantagem se comparadas às da primeira geração da Intel Core. Com essas alteração no funcionamento, a Intel decidiu modificar o nome do cache L3 para Last-Level Cache (LLC).

AVX - Extensões de Vetor Avançadas

Em vez de adotar um novo conjunto de instruções SSE, a Intel decidiu adotar um caminho diferente. O conjunto de instruções AVX foi desenvolvido para utilização em aplicativos em que existe a presença intensiva de pontos flutuantes, parecerem desnecessários, os pontos flutuantes possibilitam um aumento significativo no desempenho, porque são números simplificados para a fácil compreensão do processador. A utilização desse conjunto de instruções depende do sistema operacional (só funciona no Windows 7 SP1 e quaisquer distribuições Linux que usem o Kernel 2.6.30 ou superior) e do aplicativo que está sendo executado, visto que o aplicativo precisa ter sido programado para trabalhar com tais instruções. O Intel AVX utiliza operadores de 256 bits (contra os 128 bits que eram utilizados em conjuntos anteriores) e traz 12 novas instruções. Isso significam que mais dados podem ser processados ao mesmo tempo. Esse conjunto de instruções também será adotado pela AMD, nos processadores Bulldozer.

Intel HD Graphics

A segunda geração de CPUs Intel Core contém um chip gráfico acoplado com o processador principal. Por contarem com uma GPU, tais modelos são classificados como APUs (Unidade de Processamento Acelerado), assim como os novos processadores AMD Fusion.

As CPUs com microarquitetura Sandy Bridge podem contar com chips gráficos Intel HD Graphics 2000 ou Intel HD Graphics 3000. As GPUs desses novos processadores têm sua frequência variável conforme o modelo em questão. A memória desses chips gráficos é a memória RAM padrão do computador, porém, eles podem utilizar os dados presentes no cache L3 do processador.

Por se tratar de processadores gráficos básicos, esses chips não são capazes de executar jogos com alta qualidade. O foco básico é a reprodução de vídeos em 1080p e de gráficos tridimensionais simples. Justamente por não se tratar de GPUs para jogos, essas unidades de processamento possuem suporte apenas para o DirectX 10.1.

Dual DDR3 e novo soquete

Os processadores da primeira geração da linha Intel Core podiam trabalhar com memórias DDR3 com frequência de até 1.066 MHz. Só que os módulos deviam ser configurados em canal triplo, fatores esses que mudaram