Estrutura Interna de Processamento

Sobre Processadores...

O computador no qual você está lendo esta página utiliza um microprocessador para fazer este trabalho. O microprocessador é o coração de qualquer computador normal, seja um computador de mesa, seja um servidor, seja um laptop. Possivelmente a marca do seu processador é Intel ou AMD, e o tipo, Atom, Core 2 Duo, Celeron, Phenon, Turyon ou Athlon. Todos fazem praticamente a mesma coisa de maneira bastante semelhante.

Um microprocessador (também conhecido como CPU ou unidade central de processamento) é uma máquina completa de computação embutida em um único chip. O primeiro microprocessador foi o Intel 4004, lançado em 1971. O i4004 não era muito poderoso, já que ele só podia somar e subtrair 4bits por vez. Mesmo assim, era incrível ver tudo isso em um único chip naquela época. Antes do 4004, os engenheiros construíram computadores com vários chips (transistores ligados um a um). O 4004 foi utilizado em uma das primeiras calculadoras eletrônicas portáteis (que, na verdade eram um trambolhão).

Você já se perguntou o que o microprocessador do seu computador faz? Você sabe as diferenças entre os tipos de microprocessadores? Neste artigo, vai compreender como as técnicas simples de lógica digital permitem que o computador realize o seu trabalho, seja jogando, seja verificando a ortografia de um documento. 

Cooler

Enquanto o processador de um computador trabalha, ele libera energia, fazendo com que a máquina esquente. O papel do cooler é exatamente o de resfriar o computador para que não haja um superaquecimento e, por consequência, nenhuma peça do computador venha a queimar.

A princípio, a maioria das máquinas vem com dois coolers, um para resfriar o processador e outro para remover calor da fonte de alimentação. Mas há máquinas que ainda tem outros coolers, para refrigerar a placa de vídeo, placa de som, enfim... Depende muito da finalidade do computador. De maneira geral, existem quatro tipos de cooler, os quais vamos explicar a seguir.

O primeiro tipo de cooler existente é o Air Cooler. Como o próprio nome já diz, ele funciona a base de ar. Ele é composto por um dissipador, que é uma placa de alumínio que absorve o calor gerado pelo processador, e uma ventoinha, um micro ventilador, que resfria essa placa. Este é o mais comum e mais barato tipo de cooler, pois ele não precisa de nada além de ar para fazer o seu serviço. Claro que, desde que esteja sempre limpo, pois com o tempo o cooler acumula pó, o qual deve ser retirado para que ele funcione perfeitamente.

O segundo tipo de cooler mais usado é o Water Cooler. Também como o próprio nome já diz, funciona à base de água, que na verdade é um líquido específico para resfriar o seu processador.

Por terceiro, listamos o Cooler “heat pipe”, ou “tubo de calor”. Este é um sistema de refrigeração passivo, o qual utiliza um dissipador e um líquido dentro de tubos para fazer o resfriamento do desktop, principalmente das placas de vídeo. Este cooler é o mais utilizado por jogadores de games, que demandam um esforço maior da placa de vídeo.

Por último, existe a refrigeração a nitrogênio líquido, ou seja, posiciona-se um tubo acima do processador e despeja-se nitrogênio líquido diretamente em cima da máquina. Dessa maneira, os componentes do seu computador passam a trabalhar em temperaturas negativas, otimizando de maneira extraordinária o trabalho do desktop.

No caso dos notebooks, a questão do cooler é um pouco mais delicada. Por se tratarem de pequenos desktops, que necessitam agregar todos os componentes em uma pequena caixa, os coolers também tiveram que ser adaptados e diminuídos, reduzindo assim, a sua eficácia. Por isso, é de extrema importância que, ao utilizar um notebook, você o apoie em uma superfície plana, que permita que as saídas de ar fiquem desobstruídas. Dessa maneira você evitará que o notebook esquente muito rapidamente.

Se mesmo com as saídas de ar desobstruídas o notebook continuar esquentando, uma opção é adquirir um suporte com cooler, também conhecido como notebook cooling pad, o qual também é comercializado pela Note Place, na seção “acessórios”. Trata-se de um suporte para notebook, como aqueles que compramos para utilizar o notebook apoiado nas pernas, porém, ele já vem com um cooler embutido, o qual é ligado ao notebook por meio de um cabo USB. Dessa forma, o seu notebook terá um cooler extra, aumentando a eficácia do resfriamento do processador e diminuindo as chances de qualquer problema interno por superaquecimento.

Outra boa dica é estar sempre atento ao mercado de notebooks e acessórios, pois os fabricantes de notebooks vêm trabalhando no desenvolvimento de coolers mais eficazes, e logo poderemos ter novidades. No site da Note Place, você pode acompanhar as notícias e as novidades sobre notebooks e acessórios sem sair de casa e sem perder tempo na internet, outra facilidade que a Note Place oferece a seus clientes.

Microunidades Internas

Registradores

         Registradores são dispositivos que armazenam valores temporários principalmente dentro dos processadores. São utilizados para a realização das instruções que fazem uso de operações lógicas e aritméticas tanto para armazenar o resultado final quanto para obter os valores de entrada da operação. Os registradores também são utilizados para a recuperação/armazenamento dos valores na memória. Em outras palavras, são os locais onde se pode armazenar temporariamente um valor dentro da CPU. Encontram-se em número variado dependendo do modelo do processador utilizado. A CPU não consegue manter todos os valores manipulados por um programa apenas em registradores, por isso necessita de uma memória para o armazenamento das informações. Somente ficam na memória os dados não manipulados atualmente pela CPU, existindo uma intensa troca de valores entre a memória e a CPU (Interface Memória – CPU). Além dos valores não utilizados em um determinado momento, a memória armazena também TODAS as instruções a serem executadas pela CPU. A memória é um conjunto de células, todas com o mesmo número de bits, sendo cada célula identificada por um número único que é seu endereço. Os acessos à memória são realizados através de palavras de memória, sendo que a velocidade da memória, indicada pelo seu tempo de acesso, é significativamente inferior à velocidade com que o processador trabalha. Pode-se ler ou escrever dados em uma posição da memória. 

 Barramentos

         Os processadores são circuitos integrados passíveis de serem programados para executar uma tarefa predefinida, basicamente manipulando e processando dados. A CPU manipula dados de acordo com programas, que deverão para isso, estar na memória. Um programa pode ordenar que dados sejam armazenados de volta na memória ou recuperar programas/dados armazenados em sistemas de memória de massa (disquetes, H.D.,...). Os caminhos por onde estas informações circulam em um computador é genericamente conhecido como barramento. Em outras palavras, os barramentos nada mais são do que um conjunto de condutores (fios, trilhas) por onde passam os bits. Possuem duas principais características: 

          A largura do barramento: número de bits transportados numa operação; 

          A freqüência de operação: velocidade com que os dados são transmitidos.

CPU ou UPC (Unidade de Processamento Central)

Conhecida genericamente como barramento local, a interface CPU/Memória principal é de vital importância para o funcionamento do computador, uma vez que os blocos que formam a CPU não podem manipular diretamente os dados armazenados na memória, pois somente operam sobre valores mantidos em registradores. Desta forma, como as instruções e os dados a serem manipulados estão na memória, para que uma instrução seja executada, a memória deve ser acessada no mínimo uma vez.  

O barramento local é dividido em outros três: barramento local para dados, para endereços e de controle. A interface CPU/MP se completa com os registradores auxiliares no acesso a memória.

Segue abaixo uma breve descrição dos componentes da interface CPU/Memória principal. 

• REM - Registrador de Endereço da Memória: Armazena o endereço da célula onde deve ser feita a próxima operação de leitura ou escrita na memória; 

• Barramento de Endereços: Liga o REM à memória para transferência do endereço da célula a ser lida ou escrita. Sua largura em bits deve ser igual ao REM; 

• RDM - Registrador de Dados da Memória: Armazena os dados que estão sendo transferidos de/para a memória; 

• Barramento de Dados: Liga o RDM à memória, possuindo a mesma largura deste. É o caminho por 

onde é feita a transferência do conteúdo; 

• Barramento de Controle: Interliga a CPU à memória para enviar os comandos de READ e WRITE e receber WAIT.

Clock

De todos os sinais de informação que circulam pelo barramento, o mais importante é o clock que é um sinal de sincronismo, realizando a sincronização de todos os circuitos que constituem o micro. Todos os circuitos trocarão informações no momento em que o clock permitir, enviando um aviso aos componentes do micro como que dizendo “JÁ”.  

Como os circuitos eletrônicos são rápidos, a freqüência com que o clock fica ativo é alta. 

Normalmente esta freqüência, também chamada freqüência de operação, está na casa do MegaHertz (MHz), ou seja, milhões de vezes por segundo.  

Todos os componentes do micro utilizam uma freqüência de operação como os barramentos, a memória, o processador, entre outros, sendo que cada componente do micro trabalha a sua própria freqüência. Os processadores atualmente utilizam técnicas de multiplicação de freqüência aumentando assim sua freqüência interna de processamento. Geralmente é divulgado apenas o clock interno do processador, ficando subentendido que é essa sua freqüência de operação. Resta salientar que a freqüência de operação NÃO é sinônima de desempenho do micro. Ela é apenas um fator que contribui no desempenho.