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Hardware

UCP – Unidade Central de Processamento

Características dos processadores Intel

Disciplina: Organização e Arquitetura de

Computadores

Prof. Luiz Antonio do Nascimento

Faculdade Nossa Cidade

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Fornecer exemplos de processadores Intel.

Esclarecer as diferenças e as tecnologias embutidas nos processadores Intel.

Apresentar os processadores mais utilizados atualmente da Intel:

I3

I5

I7

Objetivos da aula

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Conceitos Microprocessador

Circuito integrado com tecnologia VLSI que possibilita grande capacidade de processamento.

Utilizado em computadores e dispositivos eletônicos.

Microcomputador Família de computadores que utiliza

microprocessador, memória e interfaces de entrada e saída de dados.

Microcontrolador CPU + memória + periféricos em um

único CI. Microcontrolador embarcado que está

embutido em um equipamento.

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s ARQUITETURAS 1

CISC (Complex Instruction Set Computer)

Apresentam um conjunto muito grande e complexo de instruções.

Têm um conjunto de instruções grande, de tamanhos e formatos diversos.

RISC (Reduced Instruction Set Computer)

Quando apresentam um conjunto específico de instruções.

Cada instrução executa apenas uma operação, que são todas do mesmo tamanho e tem poucos formatos.

CISC e RISC se tornaram similares.

Base dos microprocessadores atuais é hibrida (CRISC).

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s ARQUITETURAS 2

Máquina de Von Neumann - Computadores com arquitetura segundo o modelo proposto pelo Instituto de Estudos Avançados de Princeton (atribuído a Von Neumann).

Máquina de Harvard - Computadores com arquitetura segundo o modelo proposto pela universidade de Harvard.

Os microprocessadores são baseados pelo modelo de Von Neumann e os microcontroladores pelo modelo de Harvard.

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Modelo de Von Neumann

Dados e instruções armazenados em uma única memória de leitura e escrita.

Execução seqüencial de instruções.

Único caminho entre memória e CPU.

ARQUITETURAS 2

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Modelo de Harvard

Variação da arquitetura Von Neumann. Execução sequencial de instruções.

Barramentos separados para instruções e dados.

Execução de operações em paralelo.

Memórias separadas para instruções e dados.

ARQUITETURAS 2

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• O modelo de Von Neumann é usado pela maioria dos microprocessadores e o modelo de Harvard é usado pela grande maioria dos microcontroladores.

ARQUITETURAS 2

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Arquitetura básica de um processador

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Memória Principal

CPU

ULA

UC

•Unidade que realiza as operações lógicas e aritméticas

Sistema Central

•Unidade de Entrada

•(Input)

•Unidade de Saída

•(Output)

•Memória Auxiliar

•Armazena dados e programas necessários para a realização de um trabalho

•Central Processing Unit

•“Cérebro” do Computador •Comanda as outras

operações

•Organização Funcional de um Computador

•LCC/2006

•Microprocessador

•CLOCK

•Velocidade de transferência de dados

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Processador

CPU – Microprocessador

Principal componente do computador

Gerencia todas as funções do sistema

Processa dados e efetua cálculos

Linguagem de Máquina (0 ou 1)

Medido pela freqüência em herts (Hz)

Exemplos:

Intel – i3, i5 e i7

AMD –Athlon e Phenom

* Obs.: Não é gabinete

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s Evolução dos Processadores

Estratégia de 2 núcleos

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•Hyper-Threading: uma preparação

•Em 2002 a Intel introduziu a tecnologia Hyper-Threading (HT) no processador Pentium 4 HT:

•um núcleo

•diversos dos seus circuitos são duplicados

•Permite a execução de dois programas de cada vez. Não oferece ganhos expressivos de velocidade, fica entre 10% e 30% dependendo da aplicação.

• Aproveita seções ociosas do processador para executar programas em paralelo, mesmo sem dobrar a velocidade.

•Computadores com dois processadores não têm desempenho dobrado. Em média o aumento de desempenho para a maioria das aplicações fica em torno de 70% a 90% com o uso do segundo processador.

Processadores Intel

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•Hyper-Threading: uma preparação

•Nem todos os programas são beneficiados pela presença de dois núcleos. Por exemplo, a maioria dos jogos atuais ainda não faz uso deste recurso. Já os programas que tratam som, vídeo e fotos são muito beneficiados pela existência de dois núcleos.

• Em linhas gerais, este tipo de arquivo pode ser facilmente dividido em partes iguais e independentes (por exemplo, as duas metades de uma fotografia). Cada núcleo processará a metade do arquivo, e o tempo para terminar o trabalho tenderá a ser menor.

•Apesar do HT não oferecer dois processadores verdadeiros, o processador é “visto” pelo SO como sendo dois processadores virtuais.

Processadores Intel

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s Arquitetura de Multiprocessadores

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Processadores com um núcleo

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s CONCEITOS GERAIS:

Memória Cache

Surgiu quando percebeu-se que as memórias não eram mais capazes de acompanhar o processador em velocidade, fazendo com que muitas vezes ele tivesse que ficar “esperando” os dados serem liberados pela memória RAM.

Para solucionar este problema, no processador começou a ser usada uma memória ultra-rápida que serve para armazenar os dados mais frequentemente usados pelo processador.

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s

Memória Cache

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s Memória Cache

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s

Nanotecnologia

Nanômetro:

Um bilionésimo de um metro.

É a medida do espaço entre as conexões dos transistores em um processador.

Atualmente o "estado da arte" é o processo de produção em 22 nanômetros.

O mais comum é de 45 nm.

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s Overclock

Processo no qual a velocidade de componentes específicos de um computador pessoal são manualmente aumentadas, através de configurações e instruções diretas para o hardware.

As alterações podem ser no processador, memória, chipset da placa-mãe e na placa de vídeo.

Cada componente possui tolerância a altas tensões, refrigeração e outros atributos estruturais.

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Funcionamento: Clock

O clock é quem faz o controle da velocidade de

execução e dos passos.

O clock é um circuito ligado a caixa-preta, ele envia

pulsos a caixa que ordenam o seu processamento,

sincronizado com o que acontece dentro e fora dela.

Esses pulsos tem dois níveis de tensão, pois é com esses

dois níveis “0” e “1” que a caixa trabalha e são

periódicos para que haja sincronia nas execuções.

A cada pulso enviado para a caixa é realizado um passo

no processamento.

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s Processadores Intel

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s Processadores Intel

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s Processadores Intel

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s Plataforma Centino (Intel)

Centrino não é um processador para notebooks, mas sim uma plataforma composta por um conjunto de componentes Intel: um determinado processador, um determinado chipset e uma determinada rede sem fio.

Até o momento existem quatro gerações da plataforma Centrino: Carmel - Formada pelo processador Pentium M, chipset

Intel 855 Express e rede sem fio Intel PRO/Wireless 2100 (802.11b).

Sonoma - Formada pelo processador Pentium M, chipset

Intel 915 Express e rede sem fio Intel PRO/Wireless 2200 ou 2915ABG (802.11a/b/g).

Napa. Formada pelo processador Core Duo ou Core 2

Duo, chipset Intel 945 Express e rede sem fio Intel PRO/Wireless 3945ABG (802.11a/b/g).

Santa Rosa, que é dividida em duas versões: Centrino

Duo e Centrino Pro.

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Intel Hyper-Threading

Modelos que simula uma quantidade maior de núcleos (dobro) para o sistema operacional (núcleos lógicos para executar tarefas ao mesmo tempo).

Se você for analisar que os CPUs da linha Core i3 possuem apenas dois núcleos, pode imaginar que eles estejam obsoletos. Contudo, com a utilização da Intel Hyper-Threading, os processadores i3 “ganham” dois núcleos a mais.

Tecnologias de processadores

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Intel Turbo Boost

Aumentar a velocidade do processador automaticamente.

Tecnologia é inteligente e trabalha 100% do tempo verificando frequência, voltagem e temperatura do processador.

Ao notar uma baixa em um dos valores-padrão utilizados pelo CPU, este novo recurso aumenta a frequência e consegue um desempenho muito maior em qualquer aplicação.

Tecnologias de processadores

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Intel HD Boost

Existem softwares que trabalham com conjuntos de instruções específicas, as quais precisam estar presentes nos processadores para que o programa seja executado com a máxima performance. Os conjuntos de instruções principais são denominados como SSE.

Responsável pela compatibilidade entre CPU e programas que usam os conjuntos de instruções SSE4 que possibilita um maior desempenho em aplicativos mais robustos que necessitam de um poder de processamento de alto nível.

Tecnologias de processadores

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Intel QPI ou QuickPath Interconnect

Serve para aumentar o desempenho do processador.

Aumenta a largura de banda (o que permite a transmissão de mais dados) e diminui as latências (tempo em que um dado é requisitado pelo processador e entregue pela memória).

Recurso presente nos CPUs Intel Core i7 da série 900 e possibilita taxas de transferência de até 25.6 GB/s.

Tecnologias de processadores

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INTEL CORE I3

Linha voltada para os menos exigentes. Possui:

2 núcleos de processamento

Tecnologia Intel Hyper-Threading

Memória cache de 4 MB

Suporte para memória RAM DDR3 de até 1333 MHz

Processo de fabricação: 32nm / 45 Nm

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Notebook Intel Core I3

Intel Core i3-330M

Cache inteligente Intel 3 MB

Frequência de 2,13 GHz

Suporta Hyper-Threading

Dual Core

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s Core I5

Microarquitetura Intel Core (I3, I5, I7, I9)

2 a 8 núcleos

Tecnologia Hyper-Threading

Intel Turbo Boost

Novo barramento externo QuickPath

Tecnologia de fabricação de 45 nm e 32 nm

Possui uma controladora de gráficos PCI-Express embutida

Cache: 4MB

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Modelos:

Core i5 650 - 3,2GHz

Core i5 660 - 3,3GHz

Core i5 661 - 3,3GHz

Core i5 670 - 3,4GHz

Core i5 750 - 2,66GHz

INTEL CORE I5

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Notebook Intel Core I5

Intel Core i5-430M Cache Inteligente Intel 3 MB

Frequência base: 2,26 GHz

Frequência Turbo Máximo: 2,533

Suporta Hyper-Threading

Dual Core

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s •Intel i 7

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Quad core

Suporta Intel Turbo Boost e Intel Hyper-Threading

Intel HD Boost

Intel QuickPath InterConnect

Cache: 8MB

Modelos:

Core i7-860/ Core i7-920/Core i7-930

Velocidade do Clock:

3,06 GHz/ 2,93 GHz e 2,66 GHz

INTEL CORE I7

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Core i7 Extreme Edition possui todas as características da Core i7, com melhorias voltadas para desempenho de processamento e acesso à memória.

Core 2 Extreme, esta linha foi lançada pensando nos gamers em 2009.

Controladores de vídeo presentes no próprio processador

INTEL CORE I7 Extreme Edition

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Notebook Intel Core I7

Intel Core i7-720QM Cache inteligente intel 6MB

Frequência base: 1,60GHz

Frequência turbo máximo: até 2,80GHz

Suporta Hyper-threading

4 núcleos de processamento

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s INTEL CORE I9

Futuro

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• Será o sucessor dos

processadores

I3, I5, I7 •

• Processo de Fabricação 32 nm

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s

Possui 6 Núcleos de Processamento (12 com HT)

Velocidade do Clock: 3.33 GHz até 3.6 GHz

Intel Turbo Boost

Até 12 MB de Cache

Suporta Intel Turbo Boost e Intel Hyper-Threading (HT)

INTEL CORE I9

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Diferenças entre Core i da Intel

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CONCEITOS GERAIS: Nanotecnologia

Nanômetro:

Um bilionésimo de um metro.

É a medida do espaço entre as conexões dos transistores em um processador.

Atualmente o "estado da arte" é o processo de produção em 32 nanômetros.

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CONCEITOS GERAIS:

Microarquiteturas