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Arquitetura de computadores

Arquitetura de Microprocessadores

Curso Profissional de Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos

07-11-2016 Curso Profissional de Técnico de Eletrónica, Automação e Computadores

Memória Cache – Volátil;

Memória RAM – Volátil;

Memória ROM – Não volátil.

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Articulação com as memórias

PROCESSAMENTO

A memória principal RAM envia informação para o processador poder calcular. A informação é enviada pelo barramento.

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Memória CACHE: Elemento que ajuda a minimizar a diferença de desempenho entre o processador e os outros componentes dos computadores.

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Memória CACHE: A memória cache deverá ser acedida antes de se procurar (fetch) a instrução na memória principal (RAM) - unidade de prefetch. O objetivo é evitar ao máximo o recurso à memória RAM que torna o processo mais lento.

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Memória CACHE: A quantidade de memória também influencia na velocidade real do processador. Os atuais processadores possuem diferentes níveis de memória cache — L1, L2, L3

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Memória CACHE: Cache L1 – Possuem capacidade muito reduzida ( de 8 a 64 KB ). O objetivo é serem rápidas. Encontra-se integrada no próprio CPU, acompanhando a sua velocidade interna. Não depende da velocidade do BUS.

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Memória CACHE: A memória CACHE é dotada de “inteligência”. Prevê o tipo de informação que o CPU vai precisar. Ex: rotinas diárias que permitem agilizar processos. Em aproximadente 90 % dos casos o CPU encontra na CACHE a informação que precisa.

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Memória CACHE: Quando o CPU não encontra na CACHE a este nível, recorre à memória principal ou outro nível de CACHE. A CACHE de nível 2 aparece precisamente para os aproximadamente 10% de vezes que o processador não encontra no nível 1 o que pretende.

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Memória CACHE: A CACHE L2 era uma memória externa, dependente da velocidade do BUS. Nos computadores atuais já se encontra dentro do processador e precisamente por isso, o tempo de pesquisa por parte do processador vai ser ainda mais reduzido. É uma memória com mais armazenamento, porque também é acedida menos vezes.

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Memória CACHE: A CACHE de nível 3 está a ser muito utilizada por causa das novas arquiteturas de processadores, que envolvem vários núcleos. Os núcleos geralmente partilham a CACHE L3 que é a que tem maior capacidade de todas ( 4 a 8 MB ). Também se encontra integrada no processador.

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Memória CACHE:

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COMO SE PODE VERIFICAR, COM ESTES NÍVEIS DE MEMÓRIA CACHE O PROCESSADOR CONSEGUE EM 99% DAS VEZES O QUE PRECISA, SEM RECORRER À RAM.

COM SE CHEGA A ESTES VALORES: • L1 – 90% • L2 – ( 90% de 10% ) OU SEJA 9% • L3 – ( 90% de 1% ) OU SEJA 0,9%

Fonte: Arquitetura de computadores, Areal Editores



Memória CACHE: Há CPUs que usam memória cache compartilhada, enquanto que outros possuem níveis dedicados. Os mais recentes processadores chegam a contar com mais de 10 MB de memória cache, porque de facto pode fazer diferença no processamento.

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Memória CACHE: Onde se perde maior velocidade de processamento? No envio de informação para o processador. É aqui que a função da CACHE é importante!

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Memória CACHE: Se a memória CACHE não estiver dentro do processador, vai perder-se mais tempo no envio. É por essa razão que a memória CACHE estar dentro do processador se torna tão importante!

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ENVIO de INFORMAÇÃO A memória RAM envia para o processador. A ALU, dentro do processador, realiza os cálculos.

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ENVIO de INFORMAÇÃO sem memória CACHE no processador.

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ENVIO de INFORMAÇÃO No caso da memória RAM DDR, o envio de dados vai ser duplicado. O clock efetivo nos chips é diferente do valor usado pelo barramento do sistema.

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ENVIO de INFORMAÇÃO A frequência do BUS não duplica. O dobro de dados transita simultaneamente.

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A sigla DDR significa Double Data Rate, Dupla Taxa de Transferência. Para entender como a taxa de transferência aumenta em duas vezes, basta realizar o cálculo: [número de bytes] x [frequência do barramento] x 2

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PROCESSADOR

Núcleos

DUAL CORE

CORE DUO

CORE 2 DUO

I3 ; I5

2 núcleos

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PROCESSADOR - NÚCLEOS • Quanto maior o número de núcleos, maior vai

ser a divisão de tarefas. • Algumas vezes o maior número de núcleos

pode não significar maior desempenho. • A forma como os processadores são desenvolvidos e depois produzidos pode fazer a diferença.

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PROCESSADOR - NÚCLEOS

• Hyper-Threading – Técnica que permite dividir um processador físico em 2 processadores lógicos. O SO vai interpretar como sendo um processador de 2 núcleos.

• Um programa é dividido em threads que são tratados em simultâneo pelos dois núcleos virtuais, permitindo um melhor aproveitamento do CPU.

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PROCESSADOR - NÚCLEOS

• Durante o desenvolvimento de programas, os programadores preveem a utilização de multi-thread e multiprocessamento, para melhorar o aproveitamento do processador.

• A INTEL na série CORE i tem esta técnica implementada, o que prevê para o processador de 4 núcleos que o SO o interprete como 8.

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PROCESSADOR

EX: • Para a realização de um determinado trabalho, se dois técnicos com as mesmas capacidades trabalharem em conjunto e dividirem as tarefas, há maior probabilidade de terminar num menor espaço de tempo.

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PROCESSADOR

Núcleos

QUAD I5 ; I7

I7

4 núcleos

6 núcleos

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Com a técnica HT aos “olhos” do processador é visto como 12 núcleos.


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• A introdução de vários núcleos de processamento; • aumento da velocidade interna; • aumento das resoluções de vídeo (Full HD); • texturas cada vez mais complexas utilizadas nos jogos; • desenvolvimento das redes para Gigabit Ethernet.

Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI )

Estes foram alguns dos fatores que fizeram com que se chegasse à conclusão que deveria haver uma mudança do tipo de arquitetura, anteriormente baseada no FSB. Quantidades enormes de dados passavam pela North Bridge atingindo um estrangulamento (bottleneck).


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Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI )

Estas técnicas permitem interligar o processador diretamente à South Bridge ( ICH ). Cada processador passa a ter integrado um controlador de memória deixando assim de esse acesso ser realizado através da North Bridge ( MCH ).

MCH ( Memory Controlller Hub – Controlador de memória e dispositivos I/O (Northbridge) ICH - Input/Output Hub (Southbridge)


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Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI ) Para o utilizador comum traz vantagens no aproveitamento da memória RAM. É possível tirar partido de uma memória DDR3 devido ao controlador de memória integrado no CPU.

Existem também vantagens no acesso ao barramento da placa gráfica e a outros componentes de entrada e saída.

Estas tecnologias revelaram-se muito importantes principalmente em sistemas com vários processadores. Cada um tem o seu controlador de memória e ligação direta aos outros. Ex: Servidores


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MICROPROCESSADORES Hypertransport & Quickpath Interconnect ( QPI )



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HIERARQUIA DA MEMÓRIA


Á MEDIDA QUE VAI DESCENDO NA PIRÂMIDE, A VELOCIDADE DE ACESSO DIMINUI, O PREÇO TAMBÉM DIMINUI E A CAPACIDADE AUMENTA.


Para escolher

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1º) A marca; 2º) Defina suas prioridades; 3º) Informar-se muito bem nos sites oficiais sobre os diversos modelos; 4º) Analise o tipo de memória requisitado para o processador (ex: DDR2, DDR3);


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Para escolher

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5º) Para processadores de alto desempenho, aproveite para verificar a fonte necessária e a placa-mãe suportada; 6º) Analisar bem os comparativos nos sítios web da especialidade; 7º) Faça uma boa pesquisa sobre os preços.


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Artigo – Montar um PC

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http://pplware.sapo.pt/gadgets/hardware/como-montar-um-pc%E2%80%A6tintim-por-tintim/

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Características

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CPU-Z dados

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