AULA 1 - Microprocessadores - Graduação - Histórico de revisão

imported>Fargoud: /* Multicore: o fim da lei de Moore */

2025-08-19T19:49:09Z

Multicore: o fim da lei de Moore

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	[[imagem: fig044_MI1022806.png\|center\|~~boreder~~]]		[[imagem: fig044_MI1022806.png\|center\|border]]
	<center>Figura 35 - Arquitetura ''single-core'' X ''multi-core''.</center>		<center>Figura 35 - Arquitetura ''single-core'' X ''multi-core''.</center>

imported>Fargoud: /* Multicore: o fim da lei de Moore */

2025-08-19T19:48:02Z

Multicore: o fim da lei de Moore

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	[[imagem: fig043_MI1022806.png~~\|600px~~\|center\|border]]		[[imagem: fig043_MI1022806.png\|center\|border]]
	<center>Figura 34 - Arquitetura ''single-core''.</center>		<center>Figura 34 - Arquitetura ''single-core''.</center>


	[[imagem: fig044_MI1022806.png~~\|800px~~\|center\|boreder]]		[[imagem: fig044_MI1022806.png\|center\|boreder]]
	<center>Figura 35 - Arquitetura ''single-core'' X ''multi-core''.</center>		<center>Figura 35 - Arquitetura ''single-core'' X ''multi-core''.</center>

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	[[imagem: fig045_MI1022806.png~~\|800px~~\|center]]		[[imagem: fig045_MI1022806.png\|center]]
	<center>Figura 36 - Número de transistores por ano depois da Lei de Moore.</center>		<center>Figura 36 - Número de transistores por ano depois da Lei de Moore.</center>

imported>Fargoud: /* Referências */

2025-08-19T19:47:41Z

Referências

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	~~[[imagem: arquitbasica.png\|center]]~~

	~~[[imagem: multicore2.png\|center]]~~

	~~Assim, cada núcleo não precisa trabalhar numa frequência tão alta. Se o esquema de escalonamento de tarefas funcionasse de maneira eficiente, seria possível trabalhar com quase o dobro do clock.~~

	~~Um processador dual-core de 1,5 GHz, por exemplo, poderia ter um desempenho semelhante a uma CPU de núcleo único de 3 GHz.~~

	Um componente chamado de [https://pt.wikipedia.org/wiki/Escalonamento_de_processos '''escalonador'''] determina em qual dos núcleos uma tarefa deve ser executada. Mas como o escalonador demora certo tempo para fazer essa decisão, na prática fica quase impossível atingir o dobro exato de desempenho.

	~~Portanto, com o advento do processador multicore, a lei de Moore tornou-se inválida, visto que já não era mais possível aumentar a frequência do processador como antes.~~

	~~[[imagem: leidemoore2006.png\|center]]~~

	Também segundo Carl Anderson, pesquisador da área de concepção de computadores da IBM, a Lei de Moore pode estar chegando ao fim. Entre os motivos para que Anderson faça tal previsão está o fato de que os engenheiros estão desenvolvendo sistemas que exigem menos recursos do processador e os custos para pesquisas de novos processadores estão cada vez mais altos. Além do fato de que, com o aumento da velocidade, aumenta também o consumo de energia e a dissipação de calor.

	~~No início de 2014 o departamento de pesquisa da IBM anunciou um teste de novos chips de silício com tecnologia de 7nm empurrando para novos limites o previsto fim da Lei de Moore.~~

	Em outubro de 2015 foi anunciada uma nova pesquisa da IBM iniciando a caminhada para novos limites na produção de processadores utilizando nano tubos de carbono, o que permitiria atingir escalas de 1.8nm.

	~~Em fevereiro de 2017, o CEO da Intel, Brian, disse que a empresa tem investido pesado nas computação quântica e chips neuromórficos.~~




	Um pouco depois desse período, John von Neumann introduziu a ideia de uma unidade central de processamento em um projeto de computador chamado EDVAC, que ficou em operação entre 1949 e 1961. A arquitetura descrita e utilizada na CPU desse computador, que permitia o armazenamento de dados e programas na mesma unidade de memória através de seus endereçamentos, deu origem aos primeiros processadores da forma como os conhecemos hoje em dia (SOUZA FILHO; ALEXANDRE, 2014).

	Entre as décadas de 1960 e 1970 surgiram as CPUs, desenvolvidas em circuitos integrados, um único chip de silício, que traziam as instruções observadas pela arquitetura de von Neumann (SOUZA FILHO; ALEXANDRE, 2014). Após esse período, o mundo viu surgir os microcomputadores, dotados de processadores cada vez mais rápidos, que ganharam cada vez mais espaço e hoje são indispensáveis (ARRUDA, 2011). Essa tecnologia evoluiu rapidamente e em poucas décadas tomou proporções nunca antes imaginadas. Pode-se dizer que a tecnologia de processadores sempre foi dividida em gerações.

	Um microprocessador criado pela Intel, o 4004, lançado em 1971, foi desenvolvido para o uso em calculadoras, trazia um clock máximo de 740 KHz (quilohertz) e podia calcular até 92.000 operações por segundo. Este pode ser considerado o primeiro processador aplicado a processar informações que utilizava a arquitetura de uma CPU (ARRUDA, 2011).

	Já em meados da década de 1970 surgiu o processador que marcou o início dos computadores como os conhecemos hoje, ou seja, os microcomputadores da linha PC (Personal Computer). O processador Intel 8086 foi lançado e trazia uma tecnologia de processamento de 8 bits. Em 1970, foi lançado o processador 8088, que possuía barramento externo de 8 bits, com registradores de 16 bits e esse chip foi utilizado no IBM PC original. Pode-se dizer que essa foi a primeira geração dos microcomputadores PC (ARRUDA, 2011). A quantidade de bits de um processador representa a quantidade de informação que pode ser processada de cada vez, porém, a velocidade do processamento da informação se dá de acordo com a velocidade que o processador funciona em medida de Hertz, nos computadores atuais na casa dos Gigahertz (TANENBAUM, 2006).

	A geração seguinte de processadores dobrou a capacidade de processamento, ou seja, os computadores dessa geração funcionavam com 32 bits. Esta arquitetura foi usada por um número muito grande de modelos de microcomputadores, sendo chamada de x86 de 32 bits; x86 porque foram sempre uma evolução do processador 8086 inicial e deram vida a processadores conhecidos, como o 286, 386, 486, Pentium I, II, III e IV, Pentium Celeron e outros. Também, podemos dizer que os processadores atuais são o resultado da evolução desses processadores (ARRUDA, 2011).

	No final da década de 1990 e começo dos anos 2000, os processadores de 32 bits tinham a capacidade de endereçamento de memória de, no máximo, 4GB de memória RAM. Esta capacidade é determinada pelo número de bits do processador e quantos endereços podem ser conseguidos com esses bits. No caso de 32 bits, conseguimos um pouco mais de 4 bilhões de endereços, representados por 4 GB. Novas tecnologias estavam sendo lançadas com mais capacidade de processamento, o que levou a uma evolução natural para processadores de 64 bits, nos quais podem ser gerenciados, aproximadamente, 16 PB (petabytes) de endereços de memória possíveis. (VELLOSO, 2011)

	A empresa AMD foi pioneira e lançou um processador de 64 bits que funcionava muito melhor do que as soluções apresentadas até então pelo seu maior concorrente, a Intel, que tinha uma grande vantagem sobre a tecnologia de 32 bits. O modelo da AMD foi adotado como modelo para a arquitetura de 64 bits, resultado de um acordo feito entre esses dois fabricantes, AMD e Intel, pelo qual a AMD licenciou a tecnologia de 64 bits para uso da Intel e, em contrapartida, a Intel licenciou a tecnologia de 32 bits para a AMD, o que contribuiu para que ambas dominassem juntas o mercado desse período. Um modelo que marcou a tecnologia de 64 bits foi o processador ATHLON 64 da AMD, líder nos microcomputadores da época (ARRUDA, 2011).

	Você pode observar que a cada dia novos equipamentos surgem, novas tecnologias são inventadas e essa realidade é observada mais intensamente nos computadores. Como não poderia ser diferente, o próximo passo nesta evolução foi a necessidade de aumentar a velocidade dos processadores, e por limitações técnicas, principalmente pelo calor gerado pelos chips de processadores rápidos, isso não estava sendo possível. A solução encontrada para essa limitação foi colocar dentro de um único chip mais de um núcleo de processamento, ou seja, mais de um processador. Essa tecnologia foi chamada de Multicore, possibilitando um aumento de capacidade de processamento sem a necessidade de aumentar as velocidades de cada núcleo. A ideia foi aumentar o número de núcleos, ampliando assim a capacidade final de processamento (ARRUDA, 2011).

	Há alguns anos, mais precisamente em 2006, a Intel retomou a frente no mercado de processadores e iniciou a sua linha Core. Esta traz várias possibilidades de se implementar múltiplos núcleos dentro de um mesmo processador. Fazem parte dessa linha os modelos Core 2 Duo, Pentium Dual Core, Core 2Quad, Core i3, i5 e i7, processadores que têm em sua arquitetura diversos núcleos, de acordo com cada modelo (ARRUDA, 2011).
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imported>Fargoud: /* Multicore: o fim da lei de Moore */

2025-08-19T19:45:22Z

Multicore: o fim da lei de Moore

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 Conforme a tecnologia dos processadores foi progredindo, o tamanho de seus transistores foi diminuindo de forma significativa.
 Contudo, após o lançamento do Pentium 4, eles já estavam tão pequenos (0,13 micrômetros) e numerosos (120 milhões) que se tornou muito difícil aumentar o clock por limitações físicas, principalmente pelo superaquecimento gerado.
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 A principal solução para esse problema veio com o '''uso de mais de um núcleo ao mesmo tempo''', através da tecnologia '''''multicore'''''.

imported>Fargoud: /* ARM */

2025-08-19T19:43:27Z

ARM

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	[[imagem: fig042b_MI1022806.png~~\|600px~~\|center]]		[[imagem: fig042b_MI1022806.png\|center]]
	<center>Figura 32 - Quantidade de transistores por processador por ano.</center>		<center>Figura 32 - Quantidade de transistores por processador por ano.</center>

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	M1 é um processador de 8 núcleos na litografia de 5 nanômetros com arquitetura de memória unificada – ou seja, a RAM, CPU e GPU são compartilhados, permitindo a redução do consumo de energia, um dos pilares dos produtos ARM, como vimos anteriormente. O foco principal do M1 é a eficiência e essa arquitetura utilizada proporciona um desempenho mais rápido em computadores Mac usando M1.Esse processador também prometeu melhor eficiência energética e 3x desempenho por watt quando comparado com outros chips.		M1 é um processador de 8 núcleos na litografia de 5 nanômetros com arquitetura de memória unificada – ou seja, a RAM, CPU e GPU são compartilhados, permitindo a redução do consumo de energia, um dos pilares dos produtos ARM, como vimos anteriormente. O foco principal do M1 é a eficiência e essa arquitetura utilizada proporciona um desempenho mais rápido em computadores Mac usando M1.Esse processador também prometeu melhor eficiência energética e 3x desempenho por watt quando comparado com outros chips.


	===A lei de Moore===		===A lei de Moore===

imported>Fargoud: /* A lei de Moore */

2025-08-19T19:41:51Z

A lei de Moore

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	[https://pt.linkedin.com/pulse/fabricantes-e-processadores-carlos-vilela Outros fabricantes (VIA Cyrix, Apple, Sun, Texas, etc)]		[https://pt.linkedin.com/pulse/fabricantes-e-processadores-carlos-vilela Outros fabricantes (VIA Cyrix, Apple, Sun, Texas, etc)]

			===ARM===

			Por fim, não podemos deixar de falar dessa arquitetura e CPUs '''ARM'' que vem ganhando, de forma abrangente, cada vez mais espaço no mercado de microprocessadores. Em 2017, já existiam 95 bilhões de chips ARM produzidos e utilizados desde o setor de ''smartphones'' até supercomputadores. Segundo a empresa, as tecnologias ARM atingem cerca de 80% da população mundial. A ARM licencia suas arquiteturas para seus parceiros comerciais. Sua história começou em 1980, com a criação de uma nova arquitetura para o microcomputador ''BBC Computer Literacy Project''. Esse foi o ponta pé para a criação de um novo processador comercial, influenciado pelo conceito de arquitetura RISC desenvolvido em ''Berkley''. Ainda em 1985, foi lançado o ARM-2, apresentando mais funcionalidades e maior desempenho para o mesmo tamanho do chip. Em 1989, o ARM3 chegou com melhoras significativas e operação em 25 MHz.

			O ponto aqui é que todos os microprocessadores eram fabricados pela VLSI Technology, que tinha licença para comercializar os chips. Dessa forma, outras empresas também começaram a usar chips ARM em sistemas embarcados.

			Devido ao sucesso do '''Acorn Archimedes''', computador que utilizava ARM desde 1987, e do crescente interesse por microprocessadores RISC, a '''Apple Computers''' requisitou a Acorn para desenvolver um processador para o projeto do '''Apple Newton'''. Disso nasceu a parceria entre a Apple, VLSI e Acord e, consequentemente, a empresa ARM Ltd.

			O projeto de grande sucesso desde a junção das empresas aconteceu em 1994: o lançamento do ARM7. Nesse período, estava acontecendo grandes mudanças no mercado de dispositivos mobile, e o ARM7 foi utilizado em larga escala, principalmente no celular com tecnologia GSM chamado Nokia6110, e se tornou uma referência.

			<blockquote style="background:#FAF0E6; border: 2px solid #A020F0; margin-left: 150px; margin-right: 150px; padding: 2em;">
			“O crescimento constante e o ARM9 se tornaram o novo ARM7, que se tornou o ARM9E e depois o ARM10. A tecnologia ARM10 e ARM11 realmente inovou em termos de processamento de baixo consumo de energia e alto desempenho. A Arm triplicou seu quadro de funcionários de 400 para 1.300 pessoas em apenas 3 anos! Mas a Arm era uma empresa mais madura e inteligente a essa altura e percebeu que não poderia continuar a subir e seguir a tendência certa de suas ofertas atuais. Eles decidiram diversificar as ofertas para cobrir todas as necessidades do setor.” – Trecho de publicação na ARM Community por Ben Walshe.
			</blockquote>

			[[imagem: fig042b_MI1022806.png\|600px\|center]]
			<center>Figura 32 - Quantidade de transistores por processador por ano.</center>

			A partir dessa reorganização da ARM, surgiu a família Cortex. O Cortex-A continuou com as ofertas atuais, seguindo a tendência de aplicativos móveis que exigiam maior desempenho. O Cortex-R forneceu processadores de alto desempenho para requisitos altamente especializados. E o Cortex-M forneceu núcleos de baixo custo e consumo de energia extremamente baixo para a indústria de microcontroladores.

			Em 2008, o mercado de ''smartphones'' estava crescendo e, pela demanda por desempenho, surgiu o Cortex-A9 MPCore, um processador multi-core que era mais capaz de lidar com a enorme faixa dinâmica de necessidades dos usuários de ''smartphones''.

			No ano de 2015 foram fabricados em torno de 14,9 bilhões de dispositivos ARM, enquanto que em 2016 essa marca atingiu 16,7 bilhões! Em 2016 também aconteceu a compra da ARM pela SoftBank.

			Um dos marcos mais recentes na história da ARM, que acompanhamos em 2020, foi a quebra de parceria entre a Apple e a Intel no que diz respeito aos microprocessadores dos seus notebooks. A Apple deixou oficialmente de usar CPUs Intel em seus notebooks e desktops para usar seu próprio microprocessador baseado em ARM, o SoC M1.

			M1 é um processador de 8 núcleos na litografia de 5 nanômetros com arquitetura de memória unificada – ou seja, a RAM, CPU e GPU são compartilhados, permitindo a redução do consumo de energia, um dos pilares dos produtos ARM, como vimos anteriormente. O foco principal do M1 é a eficiência e essa arquitetura utilizada proporciona um desempenho mais rápido em computadores Mac usando M1.Esse processador também prometeu melhor eficiência energética e 3x desempenho por watt quando comparado com outros chips.


	===A lei de Moore===		===A lei de Moore===

imported>Fargoud: /* AMD */

2025-08-19T19:37:06Z

AMD

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	====AMD====		===AMD===

	As séries de processadores Intel e AMD marcaram época no mundo da informática, através de suas diferentes versões. O primeiro Pentium (Intel), lançado em 1993, apresentava várias melhorias sobre o 80486, principalmente por uso da superescalabilidade, ou seja, a replicação de hardware para que mais instruções fossem executadas ao mesmo tempo. Seu clock inicial era de 100 MHz, o qual chegou a atingir 200 MHz com o passar do tempo de desenvolvimento.		As séries de processadores Intel e AMD marcaram época no mundo da informática, através de suas diferentes versões. O primeiro Pentium (Intel), lançado em 1993, apresentava várias melhorias sobre o 80486, principalmente por uso da superescalabilidade, ou seja, a replicação de hardware para que mais instruções fossem executadas ao mesmo tempo. Seu clock inicial era de 100 MHz, o qual chegou a atingir 200 MHz com o passar do tempo de desenvolvimento.

imported>Fargoud: /* Zilog */

2025-08-19T19:36:47Z

Zilog

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Linha 204:		Linha 204:
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	====Zilog====		===Zilog===

	A Zilog foi fundada em 1974 a partir de uma dissidência da Intel, e projetou o famoso microprocessador Z80, versão aprimorada do 8080, de 8 bits que se tornou muito popular.		A Zilog foi fundada em 1974 a partir de uma dissidência da Intel, e projetou o famoso microprocessador Z80, versão aprimorada do 8080, de 8 bits que se tornou muito popular.

imported>Fargoud: /* OUTROS FABRICANTES */

2025-08-19T19:36:11Z

OUTROS FABRICANTES

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Linha 185:		Linha 185:
	http://www.intel.com/intel/intelis/museum/exhibit/hist_micro/index.htm e http://www.intel.com/intel/intelis/museum/exhibit/hist_micro/hof/hof_main.htm.		http://www.intel.com/intel/intelis/museum/exhibit/hist_micro/index.htm e http://www.intel.com/intel/intelis/museum/exhibit/hist_micro/hof/hof_main.htm.

	~~===OUTROS FABRICANTES===~~		===Motorola===

	====Motorola====

	A Motorola é outra empresa que produziu microprocessadores PPG durante décadas.		A Motorola é outra empresa que produziu microprocessadores PPG durante décadas.

imported>Fargoud: /* EVOLUÇÃO DOS MICROPROCESSADORES INTEL */

2025-08-19T19:34:48Z

EVOLUÇÃO DOS MICROPROCESSADORES INTEL

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	===~~EVOLUÇÃO DOS MICROPROCESSADORES~~ INTEL===		===INTEL===

	Existem diversos fabricantes de microprocessadores que foram surgindo desde o lançamento pioneiro da Intel, como a Motorola, a Zilog e a Texas Instruments, entre outros.		Existem diversos fabricantes de microprocessadores que foram surgindo desde o lançamento pioneiro da Intel, como a Motorola, a Zilog e a Texas Instruments, entre outros.