Explicamos o que é um microprocessador, a história e as características deste circuito integrado. Além disso, para que serve e suas funções.
O que é um microprocessador?
É denominado microprocessador ou simplesmente processador do circuito integrado central de um sistema de computador , onde são realizadas operações lógicas e aritméticas (cálculos) para permitir a execução de programas, desde o Sistema Operacional até o Software de aplicação .
Um microprocessador pode operar com uma ou mais CPUs (Unidades Centrais de Processamento), cada uma consistindo de registradores, uma unidade de controle, uma unidade aritmético-lógica e uma unidade de cálculo de ponto flutuante (ou coprocessador matemático).
Da mesma forma, ele geralmente é conectado por meio de um soquete à placa-mãe ou placa-mãe, junto com um sistema de dissipador de calor feito de determinados materiais de dissipação térmica e um cooler ( ventoinha interna ).
Enquanto o mesmo microprocessador pode ter um ou mais núcleos físicos ou lógicos, nos quais todo o trabalho de cálculo é realizado, o mesmo sistema de computador pode ter vários processadores trabalhando em paralelo.
O desempenho desses processadores não é fácil de medir , mas a frequência do clock (medida em hertz) é freqüentemente usada para distinguir entre a potência de um e do outro.
História do microprocessador
Os microprocessadores surgiram como produto da evolução tecnológica de dois ramos específicos: computação e semicondutores. Ambos tiveram seu início em meados do século 20, no contexto da Segunda Guerra Mundial , com a invenção do transistor , com o qual as válvulas foram substituídas.
Desde então, o silício foi usado para gerar circuitos eletrônicos simples, levando mais tarde (no início da década de 1960) à criação dos primeiros circuitos digitais: Lógica Transistor-Resistor (RTL), Lógica Transistor Diodo (DTL), Lógica Transistor-Transistor ( TTL) e Lógica Complementada do Emissor (ECL).
O próximo passo em direção aos microprocessadores seria a invenção de circuitos integrados (SSI e MSI), permitindo assim o início da agregação e miniaturização de componentes. As primeiras calculadoras a usar essa tecnologia , no entanto, exigiam entre 75 e 100 circuitos integrados, o que era impraticável. E assim, a próxima etapa na redução do tamanho da arquitetura computacional foi o desenvolvimento dos primeiros microprocessadores.
O primeiro processador foi o Intel 4004 fabricado em 1971 . Continha 2300 transistores e com seus apenas 4 bits de capacidade podia realizar 60.000 operações lógicas por segundo, a uma freqüência de clock de 700 Hz. A partir daí, a corrida tecnológica investiu no desenvolvimento de microchips melhores e mais potentes: 8 bits , 16 bits, 32 bits e 64 bits, atingindo atualmente frequências acima de 3 GHz.
Recursos do microprocessador
Os microprocessadores se parecem com um pequeno computador digital em miniatura, portanto, apresenta sua própria arquitetura e executa operações sob um programa de controle. Esta arquitetura é composta por:
- Encapsulado. Um revestimento de cerâmica que cobre o silício e o protege dos elementos (como o oxigênio do ar ).
- Cache . Um tipo de memória ultrarrápida disponível para o processador, de forma que ele utilize RAM apenas quando necessário, já que osdados em uso são armazenadosnos diversos níveis do cache para recuperação imediata.
- Coprocessador matemático. Chamada de unidade de ponto flutuante, é a parte do processador que lida com as operações lógicas e formais.
- Registros. Uma pequena memória de trabalho no processador, projetada para controlar sua própria operação e condições.
- Portas. Os conduítes que permitem ao processador comunicar informações com o restante dos componentes do sistema.
Para que serve um microprocessador?
Os microprocessadores são o “cérebro” do computador: seu centro lógico de operações aritméticas e lógicas, onde serão executados todos os programas do sistema , tanto os do Sistema Operacional, quanto os aplicativos executados pelo usuário . A lógica binária do sistema e os acessos à memória também são fornecidos aqui. Ou seja: o processador é o motor de informação do computador.
Função de microprocessador
Um microprocessador opera com base em uma série de instruções elementares que são pré-programadas e armazenadas na forma de código binário. Estas instruções serão organizadas na memória principal, e são dadas de acordo com várias fases, que são:
- Pré-busca . Ou pré-leitura da instrução da memória principal do sistema.
- Buscar . Enviando a instrução específica para o decodificador.
- Decodificando. Tradução da instrução em uma série de operações a serem realizadas e leitura dos operandos necessários para tal.
- Execução. Conclusão do treinamento pelos componentes do sistema.
- Escrita. Registro dos resultados na memória principal ou nos registros.
Essas fases são realizadas em vários ciclos da CPU, e sua duração depende da frequência com que o microprocessador funciona.
