Processadores (UCP / CPU) · Core: é o núcleo da CPU. Uma CPU pode conter um ou diversos núcleos...

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Processadores (UCP / CPU)

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Processador

Dispositivo responsável pelos processamentos (lógicos earitméticos) realizados nos sistema.

• Unidade Lógica e Aritmética (ULA ou ALU);• Unidade de Controle (UC) e• Registradores.

Estrutura Básica

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• Unidade de Controle (UC)Responsável pela busca, interpretação e execução das instruções (dados na memória), consultando a ULA quando necessário;• RegistradoresUnidades de memória do processador, as mais rápidas e mais caras de sua categoria, sendo reservadas ao uso apenas no processador, que dependem de velocidades de acesso muito altas.

• Unidade Lógica e Aritmética (ULA ou ALU)Responsável pela execução das operações aritméticas (+, -, * e /) e operações lógicas de Álgebra Booleana (IF, AND e OR);

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Como Funciona um Processador

Os processadores modernos funcionam com umoscilador a cristal (clock), que utiliza o efeitopiezoelétrico (emissão de tensão elétrica por pressãomecânica) para sincronizar e informar a medida detempo de transferência de dados. Essa velocidade émedida em ciclos por segundo ou Hertz (Hz), sendoatribuída à velocidade do processador em si. Por isso,essa velocidade é chamada de clock.

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32 bits e 64 bits

Os termos 32-bits e 64-bits referem-se ao tamanho de seu registro.

O registro de um processador é o local onde ele armazena os"endereços" dos dados que ele precisa acessar mais rapidamente parafuncionar. Esses "endereços" são números por meio dos quais oprocessador pode acessar a informação de que precisa.

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32 bits

Processadores de 32-bits conseguem guardar um totalde 232, ou 4.294.967.295 endereços diferentes. Essesendereços apontam para a memória RAM, onde asinformações de que o processador precisa ficamarmazenadas.

Por esse motivo, processadores de 32 bits só conseguemaproveitar, no máximo, 4GB de RAM. A máquina podeaté ter mais memória instalada, mas o processador nãoconseguirá acessá-la, pois só consegue distribuirendereços para os primeiros 4 GB.

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64 bits

Processadores de 64 bits, por sua vez, conseguemguardar 264, ou 18.446.744.073.709.551.616 endereçosdiferentes! Por esse motivo, podem acessar muito maisRAM do que seus companheiros mais novos. Elesconseguiriam distribuir endereços para 17 bilhões de GBde RAM, mas computadores atuais raramente suportammais que 64GB.

Além de ser capaz de acessar mais RAM, osprocessadores de 64-bits também conseguem acessá-lade maneira mais rápida e eficiente, o que acabadeixando o computador mais rápido também.

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Threads e Núcleos (Core)

Threads: são pequenas tarefas que o computadorprecisa executar de forma concorrente, ou seja,operações que um ou mais programas abertos precisamrealizar e disputam pela "atenção" do processador.

Core: é o núcleo da CPU. Uma CPU pode conter um oudiversos núcleos independentes que funcionam comoprocessadores individuais. Cada um desses correspondea uma thread, ou linha de execução. Nesse caso, cadanúcleo pode executar tarefas simultâneas, já que cadaum fica encarregado de uma sequência de informaçõesdiferente, aumentando a performance do sistema.

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Multithreading

Multithreading é a capacidade do sistema operacional em executar várias threads simultaneamente, sem que uma interfira na outra.

Estas threads compartilham os recursos do processo, mas são capazes de serem executadas de forma independente. Para possuir processamento multithread“real”, os processadores precisam ser capazes de atender duas ou mais threads ao mesmo tempo e não simular este efeito, atendendo-as uma por vez em um curto período de tempo.

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Hyper-Threading

Técnica utilizada pela CPU para virtualizar* dois núcleos(lógicos) para cada núcleo físico disponível, desta formauma CPU com apenas quatro núcleos pode funcionarcomo se tivesse oito, com os núcleos adicionais da CPUvirtual referidos como threads separados .

Os núcleos físicos , no entanto, têm desempenho melhorque os virtuais.

*(Virtualizar é a capacidade do Sistema Operacional emsimular núcleos lógicos em um processador)

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Turbo Boost e Turbo Core

Ambas funcionam de forma bastante parecida, maspossuem nomes diferentes por serem tecnologias deempresas diferentes.

Turbo Boost (Intel) e Turbo Core (AMD) são soluçõespara aumentar a frequência dos núcleos (core) durantepequenos intervalos de tempo sempre que oprocessador não estiver com a temperatura elevada.

Em alguns casos alguns núcleos são desligados paraaumentar a frequência dos restantes.

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Até a próxima aula!!!