PROCESSADOR

Introdução

Os processadores (ou CPU, de Central Processing Unit - Unidade Central de Processamento) são chips responsáveis pela execução de cálculos, decisões lógicas e instruções que resultam em todas as tarefas que um computador pode fazer. Por este motivo, são também referenciados como "cérebros" destas máquinas.

Apesar de não haver um número muito grande de fabricantes - a maior parte do mercado está concentrada nas mãos da Intel e da AMD, com companhias como Samsung e Qualcomm se destacando no segmento móvel -, existe uma grande variedade de processadores, para os mais variados fins.

Apesar disso e das diferenças existentes entre cada modelo, a maioria dos chips compartilha determinadas características. Com base nisso, o InfoWester apresenta este texto de introdução aos processadores, onde você conhecerá o significado de conceitos como clock, bits internos, memória cache, uso de dois ou mais núcleos, entre outros.

Links diretos:

O que é processador?;

Barramentos;

Clock interno;

FSB (Front Side Bus);

QuickPath Interconnect (QPI) e HyperTransport;

Bits dos processadores;

Memória cache;

Processadores com dois ou mais núcleos;

TDP (Termal Design Power);

ACP (Average CPU Power);

APU (Accelerated Processing Units);

Parte 2: fabricação, miniaturalização e encapsulamento.

O que é processador?

O processador (CPU) é um chip normalmente feito de silício que responde pela execução das tarefas cabíveis a um computador. Para compreender como um processador trabalha, é conveniente dividirmos um computador em três partes: processador, memória e um conjunto de dispositivos de entrada e saída (ou I/O, de Input/Output). Neste último, encontra-se qualquer item responsável pela entrada ou saída de dados no computador, como telas, teclados, mouses, impressoras, scanners, discos rígidos, etc. Neste esquema, o processador exerce a função principal, já que cabe a ele o acesso e a utilização da memória e dos dispositivos de entrada e saída para a execução das atividades.

Para entender melhor, suponha que você queira que o seu computador execute um programa (software) qualquer. Em poucas palavras, um programa consiste em uma série de instruções que o processador deve executar para que a tarefa solicitada seja realizada. Para isso, a CPU transfere todos os dados necessários à execução de um dispositivo de entrada e/ou saída - como um disco rígido - para a memória. A partir daí, todo o trabalho é realizado e o que será feito do resultado depende da finalidade programa - o processador pode ser orientado a enviar as informações obtidas para o HD novamente ou para uma impressora, por exemplo.

Barramentos

A imagem a seguir ilustra um esquema hipotético (e bastante abstrato) de comunicação entre o processador, a memória e o conjunto de dispositivos de entrada e saída, representando o funcionamento básico do computador. Note que a conexão entre estes itens é indicada por setas. Isso é feito para que você possa entender a função dos barramentos (bus).

Barramentos em um processador

Barramentos em um processador

De maneira geral, os barramentos são responsáveis pela interligação e comunicação dos dispositivos em um computador. Note que, para o processador se comunicar com a memória e o conjunto de dispositivos de entrada e saída, há três setas, isto é, barramentos: um se chama barramento de endereços (address bus); outro, barramento de dados (data bus); o terceiro, barramento de controle (control bus).

O barramento de endereços, basicamente, indica de onde os dados a serem processados devem ser retirados ou para onde devem ser enviados. A comunicação por este meio é unidirecional, razão pela qual só há seta em uma das extremidades da linha no gráfico que representa a sua comunicação.

Como o nome deixa claro, é pelo barramento de dados que as informações transitam. Por sua vez, o barramento de controle faz a sincronização das referidas atividades, habilitando ou desabilitando o fluxo de dados, por exemplo.

Para você compreender melhor, imagine que o processador necessita de um dado presente na memória. Pelo barramento de endereços, a CPU obtém a localização deste dado dentro da memória. Como precisa apenas acessar o dado, o processador indica pelo barramento de controle que esta é uma operação de leitura. O dado é então localizado e inserido no barramento de dados, por onde o processador, finalmente, o lê.

Clock interno

Em um computador, todas as atividades necessitam de sincronização. O clock interno (ou apenas clock) serve justamente a este fim, ou seja, basicamente, atua como um sinal para sincronismo. Quando os dispositivos do computador recebem o sinal de executar suas atividades, dá-se a esse acontecimento o nome de "pulso de clock". Em cada pulso, os dispositivos executam suas tarefas, param e vão para o próximo ciclo de clock.

A medição do clock é feita em hertz (Hz), a unidade padrão de medidas de frequência, que indica o número de oscilações ou ciclos que ocorre dentro de uma determinada medida de tempo, no caso, segundos. Assim, se um processador trabalha à 800 Hz, por exemplo, significa que ele é capaz de lidar com 800 operações de ciclos de clock por segundo.

Repare que, para fins práticos, a palavra kilohertz (KHz) é utilizada para indicar 1000 Hz, assim como o termo megahertz (MHz) é usado para referenciar 1000 KHz (ou 1 milhão de hertz). De igual forma, gigahertz (GHz) é a denominação usada quando se tem 1000 MHz e assim por diante. Com isso, se um processador conta com, por exemplo, uma frequência de 800 MHz, significa que pode trabalhar com 800 milhões de ciclos por segundo.

Neste ponto, você provavelmente deve ter entendido que é daqui que vem expressões como "processador Intel Core i5 de 2,8 GHz", por exemplo.

FSB (Front Side Bus)

Você já sabe: as frequências com as quais os processadores trabalham