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Modelos de processadores

Lançado em 1985, serviu de base para desenvolvimento de modelos mais avançados, Tais como, 486 Pentium, Pentium Pro, Pentium II, da Intel. Outros fabricantes como Cyrix – 6X86MX, MII e AMD K5, K6, K6II e K6III, todos com base no 386.

Muito utilizado com o MS-DOS, e Windows 3.1.

Bugs:

Primeiras versões, as de 16 MHz, teve alguns problemas que somente em 1990 os erros foram corrigidos.

80386SX – (a sigla SX representava “single Word”) foi criado como forma de baratear os custos de montagem das placas.

Baixo desempenho era o principal problema desse processador.

Acessa somente até 16Mb de memória RAM

80386DX -  (a sigla DX representava “Double Word”) Em ambos modelos podemos utilizar co-processadores , respectivamente 80387 SX e 80387 DX.

Foi criado nesta época o Cachê de memória, um circuito especial que é tão rápido quanto o processador para trabalhar com as informações rapidamente, já que os módulos de memória começaram a ficar mais lenta do que o processador.

Este tipo de processador já utilizava os soquetes de memória SIMM-30.

Diferenças:

Os processadores da Intel são fabricados para trabalhar na velocidade padrão de clock de 25,33 Mhz e múltiplos destes valores.

Os processadores da AMD trabalhavam sempre a 40 MHz.

80486

O processador 486 tinha somente 6 novas instruções no processador a mais que o 386, porém era muito mais rápido porque muito dos periféricos que antes eram externos ao processador, agora estavam dispostos dentro do encapsulamento do processador.

Componentes integrados:

Co-processador matemático

Memória cachê

Controladora de memória cachê interna

80486DLC- Criado apenas algumas relações de instruções em relação ao 386, porém utilizava a mesma pinagem. A única vantagem de se utilizar o 486DLC ao 386 é que ele possuía 1Kb de cachê de memória interno.

80486SX- Versão de baixo custo, que não possui o co-processador matemático interno.

80486DX 50 – Foi desenvolvido a partir do aumento da freqüência   de operação do microprocessador, porém as primeiras placas que foram desenvolvidas para este novo processador tinham componentes novos, recém construídos para aceitar velocidade maior, por isso apresentavam-se muitos problemas, tais como, sobre-aquecimento, constantes travamentos e resets.

80486DX2 – Foi criado como solução para os problemas do antigo modelo, trabalhava a 50 MHz, porém utilizava o conceito da “multiplicação de clock”, o que significa que na pratica o clock da placa era de 25 MHz e o processador trabalhava internamente com 2X 25, ou seja, 50 MHz.

Outro modelo muito conhecido é o 486DX2-66 que trabalha com clock de 33 MHz e o mesmo conceito do anterior com clock de 25 MHz.

80486DX4 – Foi lançado com este nome como forma de marketing da Intel, pois trabalhava internamente com multiplicação de clock X3 (vezes 3), ou seja, os modelos 486DX4-75 utilizavam clock de 25 X 3 e o 486DX4-100  utilizava clock de 33 X 3.

Um problema desse tipo de processador é que a velocidade de processamentos de dados é 3 vezes maior que a velocidade de leitura ou escrita da memória RAM, o que resultou o aumento da memória cachê para 16 Kb.

Trabalho com 3.3 V em lugar dos 5V utilizados até então para outros modelos.

Os processadores do fabricante AMD, tais como, o Am5x86 são similares ao 486 da Intel.

Trabalham com multiplicação de clock x 4 (vezes quatro), então os modelos Am5x86-133 utiliza clock de 33 Mhz x 4, e o Am 5x86-160 utiliza clock de 40 Mhz x 4.

A cyrix também é outro fabricante de processadores que criou os modelos Cx5x86-100 de clock  33 Mhz x 3 e o modelo Cx5x86-120 de clock 40 Mhz x 3.

Todos estes modelos de 486 e compatíveis com o 5x86 utilizam um padrão de pinagem conhecido como “soquete 3”. Por isso todas as placas mães para esses processadores tem que ter este tipo de soquete.

O 486 passou a utilizar um padrão de cachê de memória interno conhecido como “cachê de memória L1” e outro externo conhecido como “cachê de memória L2”, o qual tornou-se padrão.

Diferenças:

Processadores Intel 486DX e 486 DX2 são alimentados com 5V, já o modelo 486DX4-100 utiliza 3,3 Volts de alimentação.

Os processadores da família AMD seguiram a linha de multiplicação de clock de 40 Mhz,(186DX2-80, e 486DX4-120), são alimentados em 5V, somente os que tem especificado no corpo do processador a marcação 3V é que devem ser alimentados com 3,3 Volts.

Foi muito utilizado com Windows 3.1 e Windows 95 em suas primeiras versões.

Pentium

O Pentium em termos de software funciona igual ao 386 e 486, tem os mesmos modos de operação.

Características que tornaram o Pentium mais rápido que o 486:

Cache interno L1 de 16Kb, dividido em dois, um de 8Kb para armazenamento de dados e outro de 8 Kb para instruções. A divisão faz com que o cache seja mais rápido.

Cache L1 write back: utiliza o cachê tanto para ler como para escrever na memória RAM.

Previsão de desvio? Quando um programa chega a um desvio condicional o Pentium já carrega no cachê as rotina possíveis a serem utilizadas, aumentando o desempenho.

Arquitetura super escalar com dupla canalização: ele processa duas instruções com o mesmo pulso de clock como se fosse dois 486 trabalhando em paralelo.

Co-processador matemático mais rápido: 3 a 5 vezes mais rápido que o do 486 DX.

Encapsulamento:

O Pentium utiliza encapsulamento de cerâmica cinza e os modelos mais recentes passaram a utilizar o encapsulamento PPGA(plastic pin grid array), de cor preto.

Freqüência de operação:

A freqüência máxima da placa-mãe é de 66 (66,6 Mhz), este é o limite imposto pela Intel no decorrer do projeto Pentium.

Modelos:
Pentium – 60 e 66 são classificados como sendo diferentes dos demais modelos, pois não permitem multiplicação de clock e são alimentados com 5V. Estes processadores tem nome-código P5. Os demais processadores que surgiram em seguida tem nome-código P54C. Estes processadores utilizam placa-mãe “soquete 4”.

Pentium MMX

Inclui um novo conceito chamado SIMD (single mode, multiple data – instrução única para múltiplos dados) que permite que varios dados de poucos bits sejam manipulados simultaneamente.

Outras mudanças:

Cachê L1 maior: 32 Kb dividido em dois de 16 Kb, um para dados e outro para instruções.

Tensão de alimentação: 2,8 V

Previsão de desvio melhorada Estes modelos de Pentium utilizam o mesmo tipo de placa-mãe, denominada “soquete 7”.

Pentium Pro

                       
Foi projetado especificamente para ser utilizado em micros servidores de rede, ele incorpora uma série de alterações em relação ao Pentium comum.

Utiliza a tecnologia RISC ( Reduced introduction set computing – Computação utilizando conjunto reduzido de instruções). A arquitetura do Pentium pro é super escalar em tripla canalização : executa Três instruções simultaneamente.

Obs. As tecnologias citadas ha cima utilizam a tecnologia CISC (complex introduction set computing – computação utilizando um conjunto complexo de instruções)

Para que ele continuasse compatível com todos os programas existentes, foi adicionado um decodificador CISC à sua entrada. Dessa forma, ele aceita programas CISC, porem os processa em seu núcleo RISC.

A partir deste modelo todos os processadores Pentium passam a utilizar a tecnologia RISC em seu núcleo, apenas utilizando um decodificador CISC que converte as instruções dos programas a serem executados, eliminando a incompatibilidade com os programas atuais.

O cachê L2 (externo) foi integrado ao processador.

Multiprocessamento : pode ser utilizado em placas mãe com dois ou quatro processadores em multiprocessamento simétrico.

                                                 Pentium Pro

Pentium II

Utiliza o núcleo do Pentium pro e a tecnologia MMX, possui um novo tipo de encapsulamento, sendo acondicionado em um cartucho.

Cachê L2: o cache L2 não esta integrado dentro do processador, mas sim no cartucho SEC, ao lado do processador, e trabalha com metade de freqüência de operação do processador.

Cache L1 maior : passou a ser de 32 Kb, dividido em dois de 16 Kb.

Barramento externo : a partir do modelo 350 Mhz trabalha externamente a 100 Mhz, enquanto os modelos até 333 Mhz trabalham a 66 Mhz.

                                          Funcionamento do cache L2 de um Pentium II - 300   

            Barramento local         

A placa-mãe para o Pentium II possuem o “slot 1”, o qual é utilizado pelos processadores celeron e Pentium III.

Celeron

É um modelo de Pentium II de baixo custo, possui todas as características do Pentium II, com execeção as alterações do circuito cache L2.

Modelos:

Celeron não possui cache de memória L2. é encontrado em uma placa adaptadora chamada SEPP, a qual é conectada ao slot 1. Utiliza a mesma placa-mãe do Pentium II, é encontrado em versões 266 e 300 Mhz.

Celeron-A: possui memória cache L2 de 128 Kb embutida dentro do próprio processador, a qual trabalha na mesma freqüência de operação. É encontrado em dois modelos; SEPP, que utiliza o slot 1 e portanto mesmo tipo de placa-mãe do Pentium II, e PPGA, com um encapsulamento similar ao do MMX, com um novo padrão de pinagem chamado “soquete 370”. Este modelo utiliza modelo próprio de placa-mãe, mas pode ser instalado num slot 1 através de placa adaptadora.

Pentium II Xeon

Foi construído especificamente para servidores de rede, e é considerado um Pentium pro MMX, possui alto desempenho. Possui o dobro da altura do processador Pentium II convencional, trabalha externamente a 100 Mhz.

Cache L2 trabalha a mesma velocidade do processador.

Permite multiprocessamento simétrico com até quatro processadores.

Acesso até a 64 Gb de memória.

Possui um novo modelo de soquete chamado “slot 2”, também conhecido como Slot de 330 contatos,exigindo assim um novo modelo de placa-mãe.

Pentium III

A Intel recentemente lançou novos modelos do seu processador Pentium III no mercado, e é bom você ficar por dentro dessa novidade, para comprar corretamente o seu Pentium III.

Você encontrara dois tipos de Pentium II no mercado : o tradicional, em forma de cartucho – que usa placas-mãe do tipo slot 1, a mesma do Pentium II - , e o novo modelo em forma de soquete, chamado FCPGA( flip chip pin grid array) – que utiliza placas-mãe do tipo soquete 370, a mesma usada pelo celeron PPGA.

Ou seja, para baratear o custo do processador, a Intel passou a produzir o Pentium III no mesmo formato do celeron. Mas tome muito cuidado: não são todas as placas-mãe soquete 370 que aceitam o Pentium FCPGA. Dessa forma, se você esta pensando fazer um upgrade de um celeron para um Pentium III FCPGA trocando apenas o  processador, verifique no site do fabricante da placa-mãe se a sua placa aceita esse novo modelo de Pentium II. Caso não aceite, você precisara trocar também a placa-mãe ao efetuar o upgrade( a memória RAM precisará ser trocado também, caso ela não seja PC-100).

Mas não é so no formato físico que há novidades. Há modelos de Pentium III que trabalham externamente a 133 Mhz- diferentemente dos modelos convencionais, que trabalham a 100 Mhz – e, por esse motivo, são bem mais rápidos. Esses modelos são chamados “B”. por exemplo, existem dois modelos de Pentium III-600 no mercado: o de 100 Mhz(Pentium III-600) e o de 133 Mhz(Pentium III-600B). apesar de ambos terem a mesma freqüência de operação interna, o modelo B é bem mais rápido por trabalhar externamente a uma freqüência de operação maior. Dessa forma, ao comprar o seu novo processador Pentium III, opte pelo modelo “B” – se o seu orçamento permitir, é claro. A placa-mãe para os modelos de 133 Mhzé diferente (ela tem de suportar o barramento de 133 Mhz) e a memória RAM também (ela tem de ser preferencialmente PC-133 ou Rambus. Apesar de algumas placa-mãe aceitarem processadores de 133 Mhz trabalhando em conjunto com memórias de 100 Mhz, esse procedimento diminui o desempenho da maquina), o que acaba elevando o preço do micro.

Outra novidade é a existência de modelos de Pentium III com 256 Kb de memória cache – chamados modelo “E” – em vez de 512 kb, como é o padrão. Em compensação, nos modelos com 256 Kb a memória cache é acessada na mesma freqüência do processador, enquanto nos modelos de 512 Kb esta memória é acessada na metade da freqüência de operação do processador. Por exemplo, em um Pentium III-550 a memória cache de 512 Kb, é acessada a 275 mhz. Em um Pentium III-550E,a memória cache é menor, de 256 Kb, mas é acessada a 550 Mhz. No final das contas, pode ser que o processador fique até mais rápido com essa modificação.

Há processadores Pentium III que trazem simultaneamente o barramento de 133 Mhz e a memória cache de 256 Kb. Esses modelos são chamados “EB”, como , por exemplo, o Pentium III-600EB.

Pentium III Xeon

Utiliza a mesma tecnologia do Pentium II Xeon adicionadas as tecnologias MMX2.

Existem dois modelos disponíveis, um com tecnologia de 0,25 um que trabalha externamente a 100 Mhz e outro com tecnologia de 0,18 que trabalha externamente a 133 Mhz.

AMD

A AMD é um fabricante de processadores como a Intel, que vem crescendo muito no mercado de vendas de processadores. Os processadores AMD deram um pulo muito grande a partir do processador K6, por que a empresa AMD comprou uma outra empresa pouco conhecida a NEXGEN de olho no seu Know-how, que tinha um projeto de um novo processador que iria chamar Nx686 que com a compra da empresa pela AMD se transformou no AMD K6 que ficou muito conhecido. Os processadores AMD K5 e o AMD K6 foram os processadores que desapontaram, hoje já tem algumas tecnologias novas como o processador ATHLON.

AMD K5

O AMD K5 tem as seguintes características:

- Arquitetura super escalar em quatro canalização

- Cache de memória interno (L1) de 24Kb, dividido em um de 8 Kb para dados e outro de 16 para instruções

- Compatibilidade com soquete 7

Freqüência de operação

O K5 utiliza um esquema de multiplicação similar ao Pentium. Porém devemos tomar cuidado na hora da configuração da placa-mãe, pois a freqüência de operação do processador não é a que esta estampada.

Placa-mãe

A placa-mãe utilizada pelo processador AMD K5 é a mesma do Pentium clássico, ou seja, padrão soquete 7.

AMD K6-II

Esse processador também chamado de K6 3D, seu nome-código, é um K6 com algumas novidades muitos importantes.

- Barramento externo de 100 Mhz: primeiro processador da AMD a romper o limite de Mhz. É necessário uma placa-mãe soquete 7 capaz de trabalhar a 100 Mhz (MMX). A escolha de um bom chip-set – como VIA MVP3 – é fundamental

- Unidade MMX super escalar em dupla canalização: com, isso duas instruções MMX podem ser executadas simultaneamente em um único pulso de clock.

- Tecnologia 3D NOW!: são 21 novas instruções MMX. Para utilizar essas instruções, os programas deverão ser compilados exclusivamente para o K6-II ou então escritos para o Directx 6.0 instalado no micro.

Freqüência de operação

AMD K6-III

O processador K6-III, também conhecido como K6 3D+ ou sharptooth, seu nome-código, é um K6-II com desempenho superior, por ser o primeiro processador não-Intel para pc’s a utilizar cachê L2 integrado dentro do processador , trabalhando na mesma freqüência de operação do processador, a exemplo do que ocorre com os processadores Pentium PRO, Celeron-A, Pentium II Xeon, Pentium III Xeon. As principais novidades do K6-III são:

- Cachê L2 integrado: similarmente ao Pentium Pro, o K6-III tem um cachê L2 de 256 Kb integrado dentro do próprio processador. Com isso o Cache trabalhara na mesma freqüência interna do processador, ou seja, no caso de um K6-III de 400 Mhz, o cache L2 trabalhara a 400 Mhz,e  não a 100 Mhz,como o K6-II. Ou 66 Mhz , como no K6 “comum”

 - Cache L3 na placa-mãe: essa é uma inovação no mundo dos pc’s. além dos dois cachês que estão integrados dentro do próprio processador (L1 e L2), o K6-II permite a utilização de um terceiro cache de memória na placa-mãe, aumentando ainda mais o desempenho do micro. Na verdade, esse cache externo existente nas placa-mãe soquete 7

- Soquete 7: um dos grandes trunfos desse processador é a compatibilidade com a plataforma soquete 7 (na verdade super 7 , pois ele opera externamente a 100 Mhz)

Freqüência de operação

O K6-III trabalha externamente a 100 Mhz, multiplicando esse clock para obter sua freqüência de operação interna.

AMD K7 ATHLON

A AMD iniciou o ano 2000 rompendo, pela primeira vez no mundo dos microprocessadores, a significativa barreira dos 1.000 Mhz. No dia 6 de janeiro, a equipe formada pela AMD, compaq e Kryo tech apresentou uma maquina presario, “MOTORIZADA” com um processador Athlon trabalhando a 1 Ghz. É claro que esse computador é um mero protótipo de laboratório e tal velocidade só foi alcançada graças as técnicas de refrigeração fornecidas pela Kryo Tech. Mas não deixa de ser um grande feito e, por isso, vamos analisá-lo um pouco . o principal problema para uma CPU rodar com um Clock elevado é o seu aquecimento. Quanto maior a velocidade, maior a quantidade de calor gerado no interior do semi-condutor. Se for providenciado um mecanismo eficiente para a remoção desse calor, então é possível atingir altas velocidades. E é exatamente isso que foi feito com esse computador onde , é claro, só a CPU roda 1 Ghz, todo o resto trabalha nas velocidades usuais.

O barramento do sistema

Graças a adoção da tecnologia do barramento alpha EV6, desenvolvida pela digital equipment corp., a AMD pode oferecer  o primeiro barramento de 200 Mhz em plataformas x86 e ainda existem promessas para esse barramento operar até 400 Mhz. Trabalhando com 64Bits em 200 Mhz, essa CPU oferece uma taxa de comunicação de 1,6  GB/s, que é um valor grande (ganho de 45%) quando comparado com os 1,1 GB/s de Pentium III que opera em 133 Mhz. 

O slot A

O novo barramento de 200 Mhz, que pretende chegar a 266 Mhz, e a simplicidade que se obtém ao colocar a memória cachê L2 próximo ao chip da CPU, levaram a AMD a abandonar o soquete Super 7 e a criar o denominado Slot A. esse slot é mecanicamente igual ao slot 1 da Intel, mas eletricamente distinto. Por isso, a CPU Athlon é entregue em um cartucho parecido com o do Pentium II ou III, mas esse cartucho só pode ser usado nos slot A. Com a evolução dos mercados,a AMD pretende oferecer CPU’s Athlon para soquetes, mas essas versões sempre serão destinadas a computadores de baixo custo e desempenho inferior, enquanto o Slot A será sempre usado para os computadores de alto desempenho

Processadores menos conhecidos

Vamos falar muito pouco desses processadores por não serem tão conhecidos e pouco comercializados no Brasil.

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