Processador

O processador, também chamado de CPU (central processing unit), é o componente de hardware responsável por processar dados e transformar em informação. Ele também transmite estas informações para a placa mãe, que por sua vez as transmite para onde é necessário (como o monitor, impressora, outros dispositivos). A placa mãe serve de ponte entre o processador e os outros componentes de hardware da máquina. Outras funções do processador são fazer cálculos e tomar decisões lógicas.

Algumas características do processador em geral:

• Frequência de Processador (Velocidade, clock). Medido em hertz, define a capacidade do processador em processar informações ao mesmo tempo.
• Cores: O core é o núcleo do processador. Existem processadores core e multicore, ou seja, processadores com um núcleo e com vários núcleos na mesma peça.
• Cache: A memória cache é um tipo de memória auxiliar, que faz diminuir o tempo de transmissão de informações entre o processador e outros componentes
• Potência: Medida em Watts é a quantia de energia que é consumida por segundo. 1W = 1 J/s (Joule por segundo)

A Evolução dos processadores é surpreendente. A primeira marca no mercado foi a INTEL, com o a CPU 4004, lançado em 1970. Este CPU era para uma calculadora. Por isto, muitos dizem que os processadores começaram em 1978, com a CPU 8086, também da Intel.

Alguns anos mais tarde, já em 2006, é lançado o CORE 2 DUO, um super salto na tecnologia dos processadores.

Para comparar:

• CPU 8086:
  • Numero de transistores 29000
  • Freqüência máxima 8 Mhz
  • Tamanho do registro da CPU 16 bits
  • Tamanho da BUS externa 16 bits
• Core i7
  • Suporte: Socket LGA 1366
  • Frequência (MHz): 3,2 GHz
  • Bus processador: 4,8 GTps
  • Gravação: 32 nm
  • Tamanho Cache L1: 6 x 64 KB
  • Tamanho Cache L2: 6 x 256 KB
  • Tamanho Cache L3: 12 MB
  • Arquitetura: Core i7 Westmere

Nota-se a diferença entre os processadores. O CPU 8086 tem freqüência de 8 MHz, enquanto que o i7 tem uma freqüência de 3,2 GHz (3200 MHz), lembrando que o i7 tem 8 núcleos, cada um com estas especificações.

Processadores bons são indispensáveis para as mais simples aplicações no dia a dia. Tarefas como abrir um arquivo, até rodar os games mais atuais, o processador é quem faz tudo isso acontecer.

A Tecnologia dos processadores está evoluindo cada vez mais. Atualmente temos processadores domésticos com 8 núcleos, e cada vez aumenta mais a capacidade de processamento dos novos produtos lançados no mercado.
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Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

Versão para o mercado de PCs do processador do PS4 (Foto: Divulgação)

O que é ULA?

ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética. Trata-se do circuito que se encarrega de realizar as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa.

Processadores atuais possuem outra unidade para cálculos, conhecida como Unidade de Ponto Flutuante. Essa, por sua vez, serve para trabalhar com números enormes, de 64, 128 bits, por exemplo.

Unidade de Controle

O termo “cérebro eletrônico” está longe de classificar e resumir o funcionamento de um processador. No entanto, a Unidade de Controle é o que há de mais próximo a um cérebro dentro do processador. Esse controlador define o regime de funcionamento e da ordem às diversas tarefas do processador.

Entenda o Cache

Entenda como o espaço onde as instruções podem ser armazenadas dentro do processador funciona: Dado o volume de trabalho que a CPU enfrenta, neste espaço são alocadas informações constantemente requisitadas.

Ivy Bridge, da Intel (Foto: Divulgação)

Isso é feito como forma de ganhar tempo: armazenadas no processador, esses dados estão rapidamente acessíveis e não é necessário executar uma varredura em disco ou na RAM para buscar as informações.

Registradores

Os registradores são a memória do processador. Você já entendeu que este microchip altamente especializado recebe dados e os processa, num regime de entrada e saída de informação que faz com que o computador, o tablet, o videogame, o GPS, a TV, enfim, todo equipamento eletrônico funcione.

Para "saber" o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções. É isso que está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe.

Memory Management Unit (MMU)

O Memory Management Unit (MMU) é o responsável pela coordenação do funcionamento da memória. O processador só pode ser rápido se a memória RAM acompanhar. O MMU é o recurso que transforma as instruções lógicas (virtuais) em endereços físicos nos bancos de memória.

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Imagem expõe o Pentium 60, primeiro processador da Intel com o nome (Foto: Reprodução)

O processador varre a memória atrás de dados e instruções e o MMU é o recurso que anota onde cada informação do sistema está hospedada na memória. É ele que diz onde o processador deve procurar.

Importância do Clock

Ter mais ou menos Hertz significa o quanto o processador troca dados com o sistema. O processador que oferece 2.0 GHz pode realizar 2 bilhões de ciclos por segundo.

O circuito clock, que mede os ciclos e orienta o ritmo do fluxo de troca de informações no processador, é um dos principais critérios para estabelecer a velocidade do processador. Vale ressaltar, no entanto, que outros pontos entram nesta conta, como interface de memória, quantidade de cache, arquitetura, entre outros.

Aplicações

Existem vários tipos de processadores e cada tipo de aplicação requer um determinado tipo de processador. É o caso dos nossos computadores, que usam os x86.

Dispositivos compactos e com menos tipos de aplicações usam diferentes tipos de processadores. O celular, independente do nível de sofisticação, usa um processador SoC (sigla para System on a Chip: sistema em um chip). Isso significa que o processador em questão agrega diversos outros recursos, como chip de rádio, conectividade, processador gráfico e outros.

Os processadores da linha Opteron (Foto: Divulgação)

Basicamente, qualquer chip que controle algum hardware é um processador. Ele recebe dados, endereça-os e os devolve processados. Uma placa de rede, um adptador Bluetooth e mesmo um pen drive possuem controladores.

GPUs e paralelismo

Isso explica porque os mais recentes supercomputadores são construídos adotando clusters de GPUs.

Embora não sejam páreo no processamento lógico das CPUs, os processadores gráficos são ideais para um grande volume de dados.