Processadores

A CPU ou a unidade central de processamento é o componente do computador responsável por interpretar e executar a maioria dos comandos do outro hardware e software do computador.

Sem ele, seu computador simplesmente não funciona, já que ele é o cérebro que dá sentido e funções pra todos os outros periféricos.

Todos os tipos de dispositivos usam uma CPU, incluindo desktops, laptops e tablets, smartphones – até mesmo seu aparelho de smart tv.

O que é um processador?

Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é receber, preparar e devolver dados ao sistema operacional através das funções que são enviadas ao processador.

Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

Um processador moderno é geralmente pequeno e quadrado, com muitos conectores metálicos curtos e arredondados na parte inferior. Alguns processadores mais antigos possuem pinos em vez de conectores metálicos.

O processador se conecta a placa mãe diretamente através de um soquete ou slot. Os lados do pino ou dos conectores de metal são colocados para baixo e uma pequena alavanca ajuda a fixar e proteger o processador com mais firmeza.

Mesmo depois de ligados por pouco tempo, os processadores podem aquecer demais. Para ajudar a dissipar esse calor, é necessário aplicar uma pasta térmica logo abaixo da ventoinha que fica acima do processador.

Normalmente os dissipadores (a peça metálica que fica em contato com o processador) já vem com uma porção de pasta térmica ao comprar um processador novo.

Componentes de um processador

Mesmo em uma peça pequena como o processador, ele vem com um conjunto de componentes que o ajudam na árdua tarefa de processar milhões de dados em questão de segundos, conheça agora alguns deles.

ULA – Unidade Lógica Aritmética

ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética. A ULA é o circuito que se encarrega de realizar as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa ou o próprio sistema operacional.

Processadores atuais possuem outra unidade para cálculos, conhecida como Unidade de Ponto Flutuante. Essa, por sua vez, serve para trabalhar com números enormes, de 64, 128 bits, por exemplo.

Unidade de Controle

O termo “cérebro eletrônico” está longe de resumir o funcionamento de um processador. No entanto, a Unidade de Controle é o que há de mais próximo a um cérebro dentro do processador. Esse controlador define o regime de funcionamento e ordena as diversas tarefas do processador.

É por meio dele que o processador recebe e/ou envia sinais de controle para todos os dispositivos do sistema.

Considerando-se que nessa unidade trafegam sinais de controle nos dois sentidos, ele é considerado bidirecional, mas existem vias desse barramento que só enviam sinais, como a via de leitura e escrita de dados e outras que só recebem, como a via de clock do processador. Como o conceito se refere ao conjunto de vias que forma a unidade de controle, ele é considerado bidirecional.

Memória Cache

Dependendo do trabalho realizado no computador no momento do seu uso, pode ser que determinadas instruções ou processos sejam armazenados neste espaço caso o processador perceba que é um processo acessado constantemente.

Isso é feito como forma de ganhar tempo: armazenadas no processador, esses dados estão rapidamente acessíveis e não é necessário executar uma varredura em disco ou na RAM para buscar as informações, o que levaria mais tempo para executar a tarefa.

Registradores

Os registradores são a memória do processador. Para “saber” o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções. É isso que está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe.

Os registradores estão no topo da hierarquia de memória, sendo assim, são uma mídia mais rápida e mais cara para armazenar dados.

Apesar do alto custo por bit armazenado, sua velocidade de acesso é essencial para o funcionamento dos computadores modernos e, portanto, são incluídos, ainda que em menor capacidade, mesmo em processadores de baixo custo.

Lembrando que os registradores são circuitos digitais capazes de armazenar e deslocar informações binárias, e são tipicamente usados como um dispositivo de armazenamento temporário.

São utilizados na execução de programas de computadores, disponibilizando um local para armazenar dados que precisam ser acessados com frequência.

Na maioria dos computadores modernos, durante a execução das instruções de um programa, os dados são deslocados da memória principal para os registradores.

Então, as instruções que utilizam estes dados são executadas pelo processador e, finalmente, os dados são movidos de volta para a memória principal.

Unidade de Gerenciamento de Memória

A unidade de gerenciamento de memória é responsável pela coordenação do funcionamento da memória RAM. O processador só pode ser rápido se a memória RAM acompanhar. Esta unidade é o recurso que transforma as instruções lógicas em endereços físicos que serão encaminhados para serem processados na memória.

O processador varre a memória atrás de dados e instruções e a unidade de gerenciamento anota onde cada informação do sistema está hospedada na memória. É ele que diz onde o processador deve procurar as instruções na memória ram para serem encaminhadas aos registradores para serem processadas.

O clock do processador

Ter mais ou menos Hertz significa o quanto o processador troca dados com o sistema. O processador que oferece 2.0 GHz pode realizar 2 bilhões de ciclos por segundo.

O circuito clock, que mede os ciclos e orienta o ritmo do fluxo de troca de informações no processador, é um dos principais critérios para estabelecer a velocidade do processador. Vale ressaltar, no entanto, que outros pontos entram nesta conta, como interface de memória, quantidade de cache, arquitetura, entre outros.

Núcleos do Processador

Alguns dispositivos usam um processador de núcleo único, enquanto outros podem ter mais de um, que é o caso dos processadores dual core, que possuem dois núcleos ou do quad core que possui quatro núcleos.

Dois núcleos trabalhando lado a lado significa que o processador pode gerenciar simultaneamente duas vezes as instruções a cada segundo, melhorando drasticamente o desempenho.

Hyper-Threading

Processadores mais modernos podem virtualizar dois núcleos para cada núcleo físico disponível, uma técnica conhecida como Hyper-Threading.

Através desse recurso, um processador com quatro núcleos pode funcionar como se tivesse oito, sendo chamados de Threads. Os núcleos físicos, no entanto, apresentam um desempenho melhor que os virtuais.

Se o processador possuir este recurso, alguns aplicativos podem usar o que é chamado de multithreading. Se as partes de determinado processo fizer parte de um processo único, usar várias threads em um único núcleo do processador significa que mais instruções podem ser compreendidas e processadas de uma só vez.

Alguns softwares podem aproveitar esse recurso em mais de um dos núcleos do processador, aumentando significativamente o processamento das intruções.

Velocidade do processador

Nem a velocidade do clock, nem simplesmente o número de núcleos determina se um processador é melhor que o outro. Geralmente depende, como de costume, do uso que você vai fazer do seu processador.

Um processador pode ter um clock baixo, mas pode conter quatro núcleos ou mais, enquanto outros tem uma alta velocidade de clock, mas contem apenas um ou dois núcleos no máximo.

Outro componente determinante de um processador é sua memória cache. O cache é como um local de espera temporário para dados ou processos usados pelo sistema operacional.

Em vez de procurar na memória RAM, o processador determina quais dados você parece continuar usando, presume que você desejará continuar usando-os e vai armazená-los no cache do processador.

O cache é mais rápido que o uso da RAM porque é uma parte física do processador; mais cache significa mais espaço para armazenar essas informações.

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