Vamos falar sobre o que é uma CPU. A maioria das pessoas não sabe realmente o que se passa debaixo do capô do computador.
O que é uma CPU? (Definição de processador)
A unidade central de processamento (CPU), também designada por processador, é essencialmente um computador potente localizado na placa de sistema (motherboard), onde está ligado aos outros componentes de hardware do sistema. A CPU é muitas vezes referida como o cérebro do computador porque é onde todos os programas são executados.
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Como funciona uma CPU?
Esta primeira fase é designada por fetch e faz parte da operação básica designada por ciclo fetch-execute, em que a CPU vai buscar uma instrução, descodifica-a e depois executa-a.
A CPU repete essa tarefa em um loop bilhões de vezes por segundo até que não haja mais instruções para buscar. Isso significa essencialmente que a memória fornece as instruções e a CPU as lê.
Todas as CPUs estão sincronizadas com um relógio e a CPU passará por cada uma das fases, buscar, decodificar, executar e, em seguida, iniciar o próximo tick do relógio, o que mantém as instruções em movimento em uma sequência.
A quantidade de ciclos de relógio que uma CPU pode processar depende do processador. Quanto maior for a velocidade do relógio, mais rapidamente a CPU pode processar dados.
A CPU efectua este ciclo repetidamente milhões de vezes por segundo.
O ciclo de recuperação-execução
A operação básica de um processador é designada por ciclo de recuperação-execução. Esta operação consiste em três fases: recuperação, descodificação e execução.
Trazer
Primeiro, a CPU recupera a instrução da memória.
Descodificação
O comando é então descodificado para que a CPU saiba o que fazer com os dados.
Execução
Por fim, os dados são processados e o comando é executado. O comando pode ser uma ação única ou uma sequência de acções, dependendo da ação. O resultado é temporariamente armazenado num registo interno da CPU ou transferido para um novo endereço na RAM.
Partes da CPU
A unidade de controlo
Esta unidade de controlo recebe e gere os comandos da RAM, recebe, descodifica e executa os comandos.
Unidade de lógica aritmética
A Unidade Lógica Aritmética (ALU) efectua todas as operações matemáticas dentro da CPU.
Relógio
A maioria das CPUs tem um relógio, em cada tempo de relógio, a CPU vai buscar uma instrução, descodifica a instrução e executa a instrução num ciclo.
Autocarros
O bus é uma ligação interna de alta velocidade localizada na placa de sistema e é utilizada para transferir dados entre componentes de hardware, neste caso, a CPU e a RAM.
Tipos de autocarros
- Endereço do bus
- Barramento de dados
- Barramento de controlo
Memória oculta
A memória cache é uma unidade de RAM incorporada que permite à CPU armazenar dados temporários susceptíveis de serem reutilizados. Isto permite que a CPU armazene dados dentro da CPU em vez de ter de recuperar os mesmos dados repetidamente.
Agentes de registo
A CPU utiliza pequenos registos para armazenar dados utilizados para vários fins. Os registos mais comuns são o Contador de Programa (PC), o Registo de Endereços de Memória (MAR), o Registo de Dados de Memória (MDR), o Registo de Instruções Actuais (CIR) e o Acumulador (ACC).
A unidade central de processamento percorreu um longo caminho desde que o primeiro microprocessador disponível comercialmente (o Intel 4004) foi lançado pela Intel Corporation em 1971. O chip Intel 4004 tinha um clock de 740 kHz e podia executar 92.000 instruções por segundo. Atualmente, a velocidade de relógio é medida em GHz e as CPUs são capazes de executar milhares de milhões de instruções por segundo.
Tipos de CPU
Desde então, a procura comercial de centrais de processamento central aumentou, o que levou a uma maior concorrência para desenvolver centrais de processamento central melhores e mais rápidas. Atualmente, a Intel Corporation e a Advanced Micro Devices (AMD) são os maiores distribuidores de processadores.
CPU de núcleo único
Este é o tipo mais antigo de CPU. Uma CPU de núcleo único é muito lenta e só pode executar uma instrução de cada vez. A primeira CPU single-core foi a Intel 4004 e foi fabricada pela Intel Corporation em 1971.
CPU de núcleo duplo
Em 2001, a IBM (International Business Machines Corporation) lançou o primeiro processador dual-core, o CPU POWER4, o primeiro processador multi-core capaz de ler e executar instruções simultaneamente em duas unidades de processamento separadas.
CPU quad-core
Em 2006, a Intel apresentou o processador Core 2 Quad. O quad-core tinha dois processadores dual-core num único processador.
A velocidade a que muitos núcleos podem ser adicionados a um processador está a aumentar cada vez mais. Mas nem todos os sistemas precisam de ser actualizados para a CPU mais recente com o maior número de núcleos. Muitos servidores podem funcionar sem problemas com processadores mais antigos.
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