Resumo da Unidade I

CEFET-RS
Curso de Eletrônica
Organização de
Computadores
Profs. Sandro Silva & Ulisses Santos
[email protected] e [email protected]
Bibliografia:
WEBER, Raul Fernando. Arquitetura de Computadores Pessoais. Ed. Sagra Luzzatto, Porto
Alegre: Instituto de Informática da UFRGS, 2ª ed, 2003.
TORRES, Gabriel. Curso Completo de Hardware. 3ª ed. Rio de Janeiro: Axel Books, 1999.
BRITO, Antônio A. S. Manual do Programador PC. São Paulo: Érica, 1990.
MORIMOTO, Carlos E. HARDWARE: Manual Completo. Versão E-book. Disponível em
http://www.guiadohardware.net.
SALVADOR, Raphael M. S. IBM PC-XT. São Paulo: Érica, 1988.
TOCCI, Ronald J. Sistemas Digitais. Princípios e Aplicações. 5ª ed. Rio de Janeiro:
Prentice-Hall, 1991.
WHITE, Ron. Como Funciona o Computador. Quark.
Conceitos Básicos
Bit
Byte
- binary digit - (b)
- 8 bits
- (B)
Nibble - 4 bits
Word - 16 bits (família PC)
210 - 1K - 1KiB - 1.024
220 - 1M - 1MiB - 1.048.576
230 - 1G - 1GiB - 1.073.741.824
240 - 1T - 1TiB - 1.099.511.627.776
Unidade I – Evolução dos Microprocessadores
4004(1971)
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Primeiro microprocessador Intel
Fabricado para a BusicomJaponesa
Barramento de Dados de 4 bits
2300 transistores
Alimentação: 15V
Clock: 108 KHz
Busicom141-PF
printing calculator
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MCS-4(1971)
MicrocomputerSystem4-bit
4001 ROM
4002 RAM
4003 shiftregisterchip
4004 microprocessador
Clock: 108 kHz
60,000 operações/s
2300 trans. (10µm technology)
Preço inicial: US$200
Intel
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8008 (1972)
Clock: 200 kHz
1º microprocessador comercial de 8-bits
16 KB de memória
3500 transistores (10µm technology)
60,000 instruções por segundo
Alimentação: +5V e -9V
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Mark-8 (1974)
Microcomputador baseado no 8008
8080(1974)
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Clock: 2 MHz (0.64 MIPS )
Databus de 8-bits
64 KB de memória
6000 transistores (6µm technology)
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National Semiconductor
Databus de 16-bit
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IMP-16(1974)
1802(1974)
RCA
Clock: 6.4 MHz
considerado um dos primeiros processadores RISC da Intel
6800 (1974)
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Motorola
Databus de 8-bits
Clock: 1MHz
MC6501 (1975) (clone do 6800)
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MOS Technology
US$20
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MOS Technology, Inc.
CPU do videogame Atari
US$25.
MC6502 (1975)
ATARI
8085 (1976)
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Intel
Databus de 8-bits
Addressbus de 16-bits
Clock: 5 MHz (0.37 MIPS)
6500 transistors (3mm technology)
Alimentação 5V simples
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SC/MP (1976)
National Semiconductor
Databus de 8-bits
Multiprocessamento
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TMS9900 (1976)
Texas Instruments
O 1º microprocessador de 16-bits
usado no minicomputador TI 990
TI 990
Z80 (1976)
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Zilog
Clock: 2.5 MHz
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Databus de 8-bits
Addressbus de 16-bits
Set de instruções é um superset do Intel 8080
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CP/M (1976)
Control Program/Monitor
Control
Program
for
Microcomputers
usado no 8080, Z80 e 8086
considerado o antecessor
do DOS
Computadores baseados no Z80
TRS-80
Sinclair
CP - 500
Canon-V20
8086 (1978)
Hot-Bit
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Intel
1 MB de memória
Clock: 4.77 MHz (0.33 MIPS)
Databus de 16-bits
29,000 trans. (3µm technology)
US$360
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8086 Î 8 MHz (0.66 MIPS)
8086 Î 10 MHz (0.75 MIPS)
8088 (1979)
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Intel
Databus interno de 16-bits
Databus externo de 8-bits
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Databus de 16-bits
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Motorola
Processador RISC
Databus externo 16-bits
Databus interno 32-bits
68,000 transistores
Clock: 8MHz
Z8000 (1979)
68000 (1979)
IBM PC ( 12 de agosto de 1981)
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4,77MHz
256KB de memória
(64KB na placa)
Display (originalmente
televisão)
Monitor MDA opcional
Armazenamento em fita
K7
Unidade de disco
flexível opcional
5 slots de expansão
8 canais de IRQ
4 canais de DMA
80286 (1982)
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Databus de 16-bits
Address-bus de 24 bits (16M endereços)
Memória virtual
Modo protegido
Pipeline de 4 estágios
Clock de 6MHz a 20MHz
IBM PC/AT
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15 IRQs e 7DMAs
15 MB de memória
SETUP (armazenado em CMOS de
50B)
Teclado de 84 teclas
Unidade de disco flexível de 1.2MB
HD de 20MB
PC-DOS 3.0
Placa de vídeo EGA
68010 (1984)
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Motorola
Clock: 10MHz
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80386 (1985)
Barramento de Endereços de 32 bits (4G endereços)
Barramento de Dados de 32 bits (real)
Modo Real e Modo Protegido
MMU
Memória Cache (externa)
Pipeline de 6 estágios
Clock: 16MHz a 33MHz
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80386SX
Barramento de Dados de 16 bits (32 bit multiplexados)
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80486 (1989)
Barramento de Endereços de 32 bits (4G endereços)
Barramento de Dados de 32 bits (real)
FPU interna
Cache interna (L1): 8K bytes
Clock externo: 20MHz a 50MHz
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sem FPU interna
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80486DX2 (1992)
Clock externo: 33MHz
Clock interno (2x): 66MHz
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80486DX4 (1994)
Clock externo: 33MHz
Clock interno (3x): 100MHz
80486SX (1991)
PENTIUM (1993)
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Barramento de Endereços de 32 bits (4G endereços)
Barramento de Dados de 64 bits
Primeiro processador superescalar ( 2 pipelines )
Registradores e ULA de 32 bits
FPU para dados de 64 bits
Lógica para previsão de desvios
Cache interna de dados 8KB (L1)
Cache interna de instruções 8KB (L1)
Clock interno até 200MHz
AMD 5x86 (1995)
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clone do PENTIUM
Clock:133MHz
FSB:33MHz
Cache L1: 16KB
Cyrix 5x86 (1995)
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Clock: 100MHz
FSB: 33MHz
Cache L1: 16KB
Cyrix 6x86 (1995)
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Clock: 80MHz a 133MHz
FSB: 40MHz a 66MHz
Cache L1: 16KB
PENTIUM PRO (1995)
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Clock: 133MHz a 200MHz
FSB: 66MHz
Cache L1: 16KB
Cache L2: 256KB a 512KB
3 pipelines
AMD K5 (1996)
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clone do PENTIUM
Clock: 75MHz a 133MHz
FSB: 50MHz a 66MHz
Cache L1: 24KB
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alimentação: 3,52V
PENTIUM MMX (1997)
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Clock: 133MHz a 233MHz
FSB: 66MHz
Cache L1: 32KB
Instruções para multimídia
PENTIUM II (1997)
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Cache L1: 16K+16K (dados+instruções)
Cache L2: 512KB (até 2MB)
Clock interno de 233MHz a 450MHz
Barramento de endereços: 36bits
(64Gendereços)
CELERON A (1997)
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idêntico ao PENTIUM II
sem Cache L2
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Cache L1: 64K
Clock interno de 166MHz a 300MHz
Instruções MMX
AMD K6 (1997)
AMD K6-2 (1998)
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Cache L2: 256K
Clock interno de 233MHz a 450MHz
Instruções 3Dnow
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Cache L1: 64K
Clock interno de 166MHz a 300MHz
Instruções MMX
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Clock interno de 450MHz a 600MHz
Instruções MMX2
slot 1 - SEC
PENTIUM XEON (1998)
PENTIUM III (1999)
PENTIUM III (1999)
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Clock interno de 600MHz a 1GHz
Instruções MMX2
soquete 370 - FCPGA
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CELERON (1999)
Clock interno de 533MHz a 800GHz
Cache L1: 64KB
Cache L2: 128KB
VIA C3 (1999)
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Clock interno de 550MHz a 866GHz
FSB: 100MHz a 133MHz
Cache L1: 128KB
AMD ATHLON K7 (1999)
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Cache L1: 64K+64K (dados+instruções)
Cache L2: 512K
Clock interno de 550MHz a
650GHz
FSB:
Soquete A
alimentação: 1,5V a 1,75V
AMD Duron (2000)
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Cache L1: 64K+64K (dados+instruções)
Cache L2: 64K
Clock interno de 600MHz a 1.8GHz
FSB: 200MHz a 266MHz
Soquete A
alimentação: 1,5V a 1,75V
Pentium 4 (2000)
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Databus de 64-bits
ULAs operam no dobro da freqüência
Pipeline de 20 estágios
Cache L1 de dados de 8KB
Cache L1 de instruções de 12KB
Instruções SSE2
Clock interno de 1.4GHz a 3.8GHz
Execução especulativa e fora de seqüência
CELERON (2000)
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Soquete: FC PGA2
Clock: 1,1GHz
FSB:100MHz
Cache L1: 32KB
Cache L2: 256KB
ATHLON 4 (2001)
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Clock: 1,4GHz a 3,8GHz
FSB:133MHz
Cache L1: 128KB
Cache L2: 256KB
XEON (2001)
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Databus de 64-bits
AMD ATHLON XP (2001)
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Databus de 64-bits
Clock: 1533MHz a 2133MHz
FSB: 133MHz
Cache L1: 128KB
Cache L2: 256KB
Itanium (2001)
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Itanium 2 (2002)
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Databus de 64-bits
Databus de 64-bits
Opteron (2003)
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Databus de 64-bits
Pentium M (2003)
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Pentium Dual-Core (2003)
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Databus de 64-bits
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Databus de 64-bits
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Databus de 64-bits
Semprom (2004)
Athlon 64 (2004)
Databus de 64-bits
Turion 64 (2004)
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Databus de 64-bits
Pentium D (2005)
Databus de 64-bits
Alimentação: 1,2V ~ 1,4V
Primeiro processador multicore (junto
com o Pentium Extreme Edition)
Os dois núcleos se comunicam usando
o FSB
Suporta as mesmas tecnologias
suportadas pelo Pentium 4.
primeira geração: Smithfield. (2005):
dois Pentium 4 Prescott
CLK: 2,8GHz a 3,2 GHz
Tecnologia: 90nm;
L2: 1MB de cache por núcleo;
FSB: 533 ou 800 MHz, half-duplex
Soquete LGA775;
não suporta: Hyper-Threading; e
Tecnologia de Virtualização da Intel,
(antigamente chamada de Vanderpool.)
segunda geração: Presler. (2006):
dois Pentium 4 Cedar Mill
CLK: 2.8, 3.0, 3.2 e 3.4 GHz
Tecnologia: 65nm
L2: 2MB de cache de por núcleo
FSB: 800 Mhz
Soquete LGA775
não suporta: Hyper-Threading, pelo
menos inicialmente.
suporta:
VT (Virtualization Technology),
Tecnologia de Virtualização da Intel
(Vanderpool)
Tecnologia EM64T
XD Bit
EIST (Enhanced Intel SpeedStep®
Technology), disponível a partir do 2º
trimestre de 2006 através de um update
da bios da placa base.
Pentium Core (2006)
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Databus de 64-bits
CLK 1066MHz a 2333MHz
FSB: 533MHz a 667MHz
Tecnologia: 65nm
Microarquitetura: P6 (variante do Pentium M)
Soquete M
Núcleo Yonah
Pentium Core 2 (2006)
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Databus de 64-bits
Core 2 (2006)
Sucessor do Pentium 4
Arquitetura baseada: no Pentium III
com melhorias presentes no Pentium M
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Core 2 Duo (com núcleo duplo)
Core 2 Quad (com núcleo quádruplo)
Core 2 Extreme (para entusiastas)
• Core 2 Solo (com núcleo simples, para portáteis).
Tecnologia: 45 nm a 65 nm
Microarquitetura: Intel Core
Conjunto de instruções: x86-64, MMX, SSE, SSE2,
SSE3, SSSE3.
Cache L1: 64KB (32 KB de dados + 32 KB de instruções) por núcleo
Soquetes:
Soquete T: LGA775 ou Soquete 775
Soquete M: FCPGA6
Soquete P
L2
FSB
Núcleos
Allendale: Core 2 Duo
2MB
800MHz
Conroe:
Merom:
Merom-L:
Penryn:
Core 2 Duo e
Core 2 Extreme
Core 2 Duo (tensão
padrão, baixa e ultra-baixa)
Core 2 Solo
Core 2 Duo
(tensão padrão)
Kentsfield: Core 2 Quad e
Core 2 Quad Extreme
Yorkfield: Core 2 Extreme
Wolfdale: Core 2 Duo
2MB ou
4MB
2MB e
4MB
1MB
1066MHz a
1333MHz
533MHz a
800MHz
533MHz
3MB e
6MB
8MB
800MHz
1066MHz
12MB
6MB
1333MHz
1333MHz
Execução dinâmica ampla: permite a execução de mais
instruções por ciclo do clock, reduzindo o tempo de
execução e o consumo de energia.
Uso inteligente de energia: maior desempenho com
redução no consumo de energia e desempenho mais
inteligente da bateria para notebooks.
Acesso de memória inteligente: aumenta o
desempenho do sistema pela otimização do uso da banda
de dados disponível.
Cache inteligente avançado: subsistema de cache mais
eficiente e com mais desempenho.
Boost de mídia digital: agiliza aplicativos multimidia,
como aplicativos de vídeo, voz e imagem,
processamento de fotos, criptografia, financeiros, de
engenharia e científicos.
CLK
1800 MHz a
2400MHz
1866 MHz a
3000MHz
1066 MHz a
2600MHz
1066 MHz a
1200MHz
2100 MHz a
2500MHz
2400 MHz a
2660MHz
3000MHz
2667 MHz a
3167MHz