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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DE PERNAMBUCO UNIDADE ACADÊMICA DE SERRA TALHADA BACHARELADO EM SISTEMA DE INFORMAÇÃO DISCIPLINA: INFRA-ESTRUTURA DE HARDWARE DOCENTE: CARLOS BATISTA DISCENTE: MICHELE GOMES FEITOSA PERÍODO: 5º SEMESTRE: 2020.2 (2021) ATIVIDADE SEMANA 01: EVOLUÇÃO DOS PROCESSADORES E SISTEMAS DE NUMERAÇÃO 1) Pesquisa sobre a evolução dos processadores O microprocessador foi o grande responsável na evolução computacional. Ao passo que, com a redução de tamanho dos componentes pôde-se ter também a redução dos custos, pois, imagine só um computador na proporção do ENIAC ou EDVAC os custos eram altíssimos, portanto a evolução do microprocessador de forma formal geral, determinou uma mudança na vida da humanidade que antes não era possível conceber. Essa evolução foi a uma velocidade incrível, e ainda perdura, porém o hardware, em geral, mudou pouco. Só em 1945 foi que a ideia de uma unidade central de processamento capaz de executar diversas tarefas foi publicada por John Von Neumann. Chamado de EDVAC, o projeto desse computador foi finalizado em 1949. Essa é a origem dos primeiros modelos “primitivos” de processadores da forma como os conhecemos. Além disso, o EDVAC e outros computadores, como o Mark I, da Universidade de Harvard, marcam o início da era dos computadores modernos, capazes de armazenar programas. Até então os computadores eram máquinas “rudimentares” compostas de módulos interconectados entre si. Essa evolução propiciou processadores pequenos, mas robustos e capazes de processar dados de tal forma que se torna difícil o cálculo manual pelo ser humano, uma vez que estamos falando da casa do bilhão ou trilhão de dados processados por segundo. O processador como conhecemos hoje tem seu início desenhado no ano de 1971, com a fabricação do 4004 da Intel, era um componente rudimentar, se compararmos as tecnologias que temos atualmente, de 4 bits e 16 pinos que operava em 740KHz, esse chip contava com 8 ciclos de clock por ciclo de instrução, ele era capaz de realizar até 92.600 instruções por segundo, podemos dizer que para a época era até rápido. No contexto atual, os processadores apresentam diversos modelos e especificações, que variam de acordo com a quantidade de núcleos, capacidade de processamento, frequência e suporte ao overclock, aí podemos classificar os componentes de acordo com alguns critérios já citado. Quanto aos núcleos: Single-core ou multi-core: esta característica indica a quantidade de núcleos de processamento que um processador pode ter, ele varia de apenas 01 núcleo até mais de 32 núcleos. Quanto maior o número de cores, maior é a capacidade de processar tarefas ao mesmo tempo e acelerar as aplicações da sua workstation. Quanto a arquitetura: 32 ou 64 bits: essa característica remete à capacidade de processamento de informações que um processador pode ter. Apenas com chips de arquitetura 64 bits é possível que o computador aproveite quantidades superiores a 3GB de memória RAM, além de processarem blocos maiores de dados de maneira ágil. E a compatibilidade com overclock: esta é uma técnica utilizada para aumentar a velocidade nominal do processador e conceder um desempenho além do normal ao usuário. Processadores que possuem esta capacidade são identificados como “Unlocked”, no caso de Intel, ou “Black Edition”, para AMD. Os processadores Intel em ordem cronológica Processador Ano de lançamento Curiosidades e mais informações 1969 A Intel projeta um chip de circuito integrado que poderia receber instruções e executar funções de dados simples. Esse projeto se tornou o microprocessador 4004. 4004 1971 O 4004 tinha 46 instruções, velocidade de 108 KHz, e tinha somente 2300 transistores. O 4040 foi uma versão superior ao 4004, nele foram acrescentadas 14 instruções, mais stacks (oito) e 8K de espaço para programas. Seu preço inicial era U$200. E usava 2300 transístores que podiam endereçar 640 bytes 8008 de 8 bits 1972 Com 108 KHz, o primeiro microprocessador de 8 bits que acessava 1 KB de memória. O processador foi originalmente desenvolvido pela Computer Terminal Corporation (mais tarde chamada DataPoint). Usava 3500 transístores; 8080 1974 O 8080 foi o sucessor do 8008 (1972, similar ao 4040 - tinha 14 bits de endereçamentos PC), ele tinha barramento de 16 bit de endereçamentos e 8 bits de dados. Internamente, tinha sete registros de 8 bits (A,B,C,D,E,H,L - pares BC, DE e HL foram combinados como registros de 16 bits), um stack pointer de 16 bits ocupava o lugar do de 8 bits que o 8008 possuía e, também tinha um programa de contagem de 16 bits. Ele também tinha várias portas I/O, porém podiam ser modificadas sem retirar ou interferir no espaço de 8085 1976 Nesse projeto melhorado, foram adicionadas duas instruções para suas interrupções, e somente requeria uma fonte de +5V. Possuía alguns detalhes extras de entrada/saída. 8086 1978 Intel 8086, o primeiro 80x86 Era um chip de 16 bits. Usava registradores de 16 bits e 29000 transístores. Preço de 360 dólares e pode acessar 1 MB de memória. Era baseado no design do 8080/8085. E foi o primeiro da família 80x86. 8088, o XT 1979 Conhecido como o XT. Possuía a mesma arquitetura e os mesmos programas do 8086, mas possuía um barramento de 8 bits, o que o tornava mais lento, porém mais barato que o 8086. E logo se tornou o padrão da indústria para computadores pessoais. 80286 de 16 bits com 134.000 transistores 1982 Microprocessador de 16 bits, usando 134 mil transístores. Seu preço inicial era de U$360 e podia acessar 16 MB de memória, ao contrário do 8086/8088, que não podiam endereçar mais que 1 megabyte de memória. 80386 de 32 bits 1985 Intel apresenta o chip 80386 de 16 MHz. Usa registradores de 32 bits e 275 mil transístores. Seu preço inicial era de 299 dólares e podia acessar 4 GB de memória. Pentium cinco vezes mais poderoso que o original i-486 1993 A Intel lançou no primeiro semestre de 1993 o microprocessador Pentium, que até naquele momento se supunha viria a chamar-se 586. O chip marca a quinta geração do PC, que surgiu em 1981 com o processador 8088, e elevou o computador à categoria de mainframe ao integrar o estado da arte da tecnologia de produção de circuitos integrados em um pequeno quadrado plástico de poucos centímetros de lado. Pentium Pro de 32 bits 1995 Lançado pela Intel em novembro de 1995, o processador Pentium Pro começa a equipar máquinas para aplicações que exigem alto desempenho, como servidores de rede corporativas, grandes bancos de dados, estações de trabalho de CAD, desktop publishing e autoria em multimídia. Além da velocidade de processamento - de 150 a 200 MHz - o novo chip tem recursos com execução dinâmica (que permite o processamento de até três instruções por ciclo de clock) e memória cache interna de 256 ou 512 KB. Essas características permitem um desempenho superior ao de servidores e estações de trabalho baseados em tecnologia Risc Celeron 1998 O Celeron foi introduzido como uma resposta da Intel à perda do mercado de CPUs de baixo custo, particularmente para os Cyrix 6x86, AMD K6 e outros (como o IDT Winchip). A alternativa econômica da empresa até então era o Pentium MMX, que já há muito tempo não apresentava uma performance competitiva. Pentium II Xeon 1998 Destinado para os segmentos de estações de trabalho e servidores Pentium 4 com 42 milhões de transistores 2000 Desempenho com 42 milhões de transistores Intanium 2001 Desenvolvido pela Intel e pela HP, para plataformas SMP de 64 bits que não usam nem RISC nem CISC e sim uma arquitetura nova chamada pela Intel de EPIC. Incompatível com OSs desenvolvido para os processadores da linha X86-64, pois estes são compatíveis com 32 e 64 bits. Com clocks baixos, na casade 1,6GHz, os processadores Itanium obtém seu desempenho por causa da divisão de trabalho entre os processadores e o grande tamanho do cache built-in no processador, que chega a 24MB. Xeon 2001 Foi um chip apropriado para estações de trabalho, mas não para aplicativos de servidor que era superado em performance pelos núcleos mais velhos como Cascades com 2 MB de cache L2 e AMD Athlon MP. Além disso, combinado com a necessidade de usar caras Rambus Dynamic RAM, as vendas do Foster foram um tanto inexpressivas. Centrinho 2003 Alto desempenho, excelente duração da bateria e capacidade de rede local sem fio (LAN) integrada a laptops mais finos O primeiro processador Quad- Core (4 núcleos de processamento) 2006 Destinado a desktops e servidores. Core 2 Duo 2006 Quatro núcleos Core 2 Quad 2007 Avanço do processo tecnológico de 45nm permitindo que mais de milhões de transistores de 45nm da Intel coubessem no período de uma sentença Atom 2008 Um chip de computação com eficiência energética para fornecer capacidade sem fio para dispositivos móveis 2ª geração dos Processadores Core 2011 Sandy Bridge é a sucessora da microarquitetura Nehalem e Westmere . A https://pt.wikipedia.org/wiki/Intel https://pt.wikipedia.org/wiki/Hewlett-Packard https://pt.wikipedia.org/wiki/SMP https://pt.wikipedia.org/wiki/64_bits https://pt.wikipedia.org/wiki/RISC https://pt.wikipedia.org/wiki/CISC https://pt.wikipedia.org/wiki/EPIC https://pt.wikipedia.org/wiki/Processador https://en.wikipedia.org/wiki/Nehalem_(microarchitecture) https://en.wikipedia.org/wiki/Westmere_(microarchitecture) Intel demonstrou um processador Sandy Bridge em 2009 e lançou os primeiros produtos baseados na arquitetura em janeiro de 2011 sob a marca Core . Sandy Bridge é fabricado no processo de 32 nm e tem um contato soldado com a matriz e IHS (Integrated Heat Spreader), enquanto a geração subsequente da Intel Ivy Bridge usa um encolhimento de matriz de 22 nm e um TIM (material de interface térmica) entre a matriz e o IHS 3ª geração dos Processadores Core 2012 Ive Bridge é o codinome da microarquitetura de 22 nm da Intel usada na terceira geração dos processadores Intel Core ( Core i7 , i5 , i3 ) é um processo de redução de molde para 22 nm baseado em transistores FinFET ("3D") Tri-Gate , da microarquitetura Sandy Bridge de 32 nm da geração anterior - também conhecido como modelo tick-tock . O nome também é aplicado de forma mais ampla ao Xeon e Core i7 Ivy Bridge- E série de processadores lançada em 2013são compatíveis com as versões anteriores da plataforma Sandy Bridge, mas esses sistemas podem exigir uma atualização de firmware (específico do fornecedor). Em 2011, a Intel lançou os chipsets Panther Point da série 7 com USB 3.0 e SATA 3.0 integrados para complementar o Ivy Bridg 4ª geração dos Processadores Core 2013 HaswellAs CPUs Haswell são usadas em conjunto com os chipsets Intel 8 Series , Intel 9 Series chipsets e Intel C220 series chipsets . Pelo menos um processador baseado em Haswell ainda está sendo vendido em 2021, o Pentium G3420 5ª geração dos Processadores Core 2014 BroadwellAlguns dos processadores baseados na microarquitetura Broadwell são comercializados como processadores "Core de 5ª geração" i3, i5 e i7. Este apelido, entretanto, não é usado para comercialização dos chips Celeron, https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Core#Sandy_Bridge_microarchitecture_based https://en.wikipedia.org/wiki/32_nanometer https://en.wikipedia.org/wiki/Ivy_Bridge_(microarchitecture) https://en.wikipedia.org/wiki/Die_shrink https://en.wikipedia.org/wiki/Die_shrink https://en.wikipedia.org/wiki/22_nanometer https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Intel_codenames https://en.wikipedia.org/wiki/Microarchitecture https://en.wikipedia.org/wiki/22_nm_process https://en.wikipedia.org/wiki/22_nm_process https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Core https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Core_i7 https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Core_i7 https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Core_i5 https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Core_i3 https://en.wikipedia.org/wiki/Die_shrink https://en.wikipedia.org/wiki/Die_shrink https://en.wikipedia.org/wiki/22_nanometer https://en.wikipedia.org/wiki/FinFET https://en.wikipedia.org/wiki/Tri-Gate_transistor https://en.wikipedia.org/wiki/Sandy_Bridge https://en.wikipedia.org/wiki/32_nanometer https://en.wikipedia.org/wiki/32_nanometer https://en.wikipedia.org/wiki/Tick%E2%80%93tock_model https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Xeon https://en.wikipedia.org/wiki/Core_i7 https://en.wikipedia.org/wiki/Ivy_Bridge-E https://en.wikipedia.org/wiki/Ivy_Bridge-E https://en.wikipedia.org/wiki/Backward_compatibility https://en.wikipedia.org/wiki/Backward_compatibility https://en.wikipedia.org/wiki/Backward_compatibility https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_Intel_chipsets#Core_i_Series_chipsets https://en.wikipedia.org/wiki/Panther_Point https://en.wikipedia.org/wiki/USB_3.0 https://en.wikipedia.org/wiki/SATA_3.0 https://en.wikipedia.org/wiki/SATA_3.0 https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8_Series_chipsets https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_8_Series_chipsets https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_9_Series_chipsets https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Xeon_chipsets#Haswell-based_Xeon_chipsets https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Xeon_chipsets#Haswell-based_Xeon_chipsets Pentium ou Xeon baseados em Broadwell. Esta microarquitetura também introduziu a marca do processador Core M. Broadwell é a última plataforma Intel na qual o Windows 7 é suportado pela Intel ou pela Microsoft; no entanto, fornecedores de hardware de terceiros ofereceram suporte limitado ao Windows 7 em plataformas mais recentes. Core M 14nm 2014 É o primeiro processador da Intel baseado em sua arquitetura de 14nm Broadwell Sete componentes de laptop que podem melhorar a sua vida útil da bateria Sete componentes de laptop que podem melhorar a vida da bateria A maioria dos fabricantes mentem sobre o desempenho da bateria 6ª geração dos Processadores Core 2015 Skylake é um redesenho de microarquitetura usando a mesma tecnologia de processo de fabricação de 14 nm como seu predecessor, servindo como um "tock" no modelo de design e fabricação " tique- taque " da Intel . De acordo com a Intel, o redesenho traz maior desempenho de CPU e GPU e menor consumo de energia. CPUs Skylake compartilham sua microarquitetura com Kaby Lake , Coffee Lake, Cannon Lake , Whiskey Lake e Comet Lake CPUs. Skylake é a última plataforma Intel na qual o Windows anterior ao Windows 10 será oficialmente suportado pela Microsoft Xeon D o primeiro Xeon baseado em System-on-Chip de 14nm 2015 Oferece capacidades de servidores em um system-on-chip denso e de baixo consumo otimizado para a nuvem, provedores de serviços de telecomunicações e web hosters 7ª geração do Processadores Core 2016 Kaby Lake é produzido usando uma tecnologia de processo de fabricação de 14 nanômetros . Rompendo com o modelo anterior de fabricação e design " tique-taque " da Intel, Kaby Lake representa a etapa otimizada do mais novo modelo de otimização de arquitetura https://en.wikipedia.org/wiki/Windows_7 https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_device_fabrication https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_device_fabrication https://en.wikipedia.org/wiki/14_nanometer https://en.wikipedia.org/wiki/Tick%E2%80%93tock_model https://en.wikipedia.org/wiki/Tick%E2%80%93tock_model https://en.wikipedia.org/wiki/GPU https://en.wikipedia.org/wiki/Kaby_Lake https://en.wikipedia.org/wiki/Coffee_Lake https://en.wikipedia.org/wiki/Coffee_Lake https://en.wikipedia.org/wiki/Cannon_Lake_(microarchitecture) https://en.wikipedia.org/wiki/Whiskey_Lake_(microarchitecture) https://en.wikipedia.org/wiki/Whiskey_Lake_(microarchitecture) https://en.wikipedia.org/wiki/Comet_Lake https://en.wikipedia.org/wiki/Windows_10 https://en.wikipedia.org/wiki/Microsofthttps://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_device_fabrication https://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_device_fabrication https://en.wikipedia.org/wiki/14_nanometer https://en.wikipedia.org/wiki/Tick%E2%80%93tock_model https://en.wikipedia.org/wiki/Process%E2%80%93architecture%E2%80%93optimization_model de processo . Kaby Lake começou a enviar para fabricantes e OEMs no segundo trimestre de 2016, e os chips móveis começaram a ser vendidos, enquanto os chips Kaby Lake (desktop) foram oficialmente lançados em janeiro de 2017 Xeon E7-8800/4800 v4 2016 A nova família de processadores oferece capacidade para crescimento com suporte para quatro e oito soquetes e opções para até 64 soquetes por meio de controladores de nodo de terceiros. Ela também oferece capacidade de memória líder da indústria de até 24 TB em um sistema com oito soquetes, permitindo que imensos conjuntos de dados sejam armazenados totalmente na memória, ao invés de discos rígidos, a fim de acelerar o tempo necessário para obter informações e tomar decisões. Xeon E3 1500 v5 2016 Os processadores Xeon E3 priorizam o desempenho de recursos visuais e adequam-se às necessidades de uso profissional. Além disso, atuam com até 4 núcleos. Possuem também uma dissipação térmica superior (ou seja, não super aquecem), uma estabilidade melhorada e suporte à memória ECC. Extreme Edition Core i7 2016 Número de núcleos:10 Nº de threads:20 Frequência baseada em processador:3 GHz Frequência turbo max:4 GHz TDP:140 W Codinome: Broadwell E Cache:25 MB Conjunto de instruções:64-bit Litografia:14 nm Escalabilidade:1S Only Livre de conflitos Configuração máxima da CPU :1 Soquetes suportados:LGA2011-3 Core i9 2019 A série I9 é focada em produzir os processadores para workstations mais poderosos da Intel. Esse processador é voltado para profissionais de áreas como a engenharia e arquitetura que necessitam https://en.wikipedia.org/wiki/Process%E2%80%93architecture%E2%80%93optimization_model https://en.wikipedia.org/wiki/Original_equipment_manufacturer de desempenho e qualidade em seus projetos. Assim como, para editores de vídeo e imagens, também para pesquisadores da área, que usam o processador para fazer overclock e quebrar recordes de velocidade e para um público entusiasta que gosta de jogar games de última geração em 4K. AMD em ordem cronológica Processador Ano de lançamento Curiosidades e mais informações K5 1996 O K5 foi o primeiro processador x86 desenvolvido totalmente pela AMD, sem qualquer cópia dos processos e códigos da Intel. Ele era superior ao Pentium em vários aspectos, mas não possuía instruções MMX, que a Intel recém lançara nos processadores Pentium MMX. O K5 estava disponível em clocks de 75 a 133MH K6 1996 AMD comprou a NexGen, outra fabricante de chips, adquirindo. O K6 foi lançado para entrar na competição com o Pentium II, e se deu muito bem, pois encaixava em qualquer máquina com suporte ao processador da Intel, e custava muito menos também os direitos de fabricação dos processadores x86 daquela empresa K6-2 1996 Depois do K6, os usuários que gostavam de economizar foram brindados com uma evolução, o K6-2, que obteve aceitação altíssima do mercado e dos consumidores. Ele também foi lançado para competir com o Pentium II, e foi o primeiro processador a vir com instruções SIMD (Single Instruction, Multiple Data), rebatizadas de 3DNow! pela AMD. A nova tecnologia aumentava o desempenho do processador, mas não obteve muito sucesso Athlon 1999 O Athlon conseguiu ganhar dos processadores Intel, em desempenho, sendo o primeiro processador da história a ter o clock chegando à casa dos Gigahertz Athlon XP 2001 foi lançado para competir com o Pentium III. Ele tinha números de modelos dados a partir da comparação de seu desempenho com o modelo Thunderbird do Athlon Classic. As velocidades de clock variavam dos 1333 a 1533 MHz, com nomes de modelo como 1900+ e 3100+. Apesar de não fazer oficialmente referência ao Windows XP, o nome Athlon XP foi automaticamente associado àquela versão do Windows Duron 2000 No ano 2000, havia-se criado um novo mercado de processadores de baixo custo, alternativos aos mais caros, com desempenho ideal para a informática do dia a dia. O representante da AMD foi o Duron, que era essencialmente um Athlon de menor capacidade. Sempron 2005 a AMD lançou o Sempron com tecnologia 64 bits, baseada no Athlon 64. Mais uma vez, o processador compartilhava características, mas tinha outras reduzidas para deixar o chip mais barato e adaptá-lo ao mercado “low-end Athlon 64 X2 2007 Primeiro processador com dois núcleos, que é o Athlon 64 X2. Trata-se de um processador com dois núcleos do Athlon 64 no mesmo chip. Como ficou redundante mencionar a tecnologia 64 bits, já que ela passou a estar presente na maioria dos processadores, a AMD parou de usar o “64” no nome dos processadores, renomeando as novas edições para Athlon X2 somente, para representar a quantidade de núcleo Phenom 2007 A décima geração de processadores da AMD possui uma gama enorme de modelos e características diferentes. Os modelos Phenom, por exemplo, estão disponíveis em versões com 3 ou 4 núcleos. Seu sucessor, o Phenom II, foi lançado em 2008, já com suporte a memória DDR3 e conector AM3. O Phenom II é um dos mais rápidos processadores da AMD, com cache L3 de 6 MB, em contrapartida aos 2 MB do seu antecessor Bulldozer 2011 Nova arquitetura de processadores lançada pela AMD. Deverá dissipar entre 10 e 100 Watts, ter um módulo com dois núcleos cada, cache L2 compartilhado entre os núcleos do mesmo módulo e cache L3 compartilhado entre todos os módulos. Cada módulo compartilhará alguns recursos, reduzindo custos e consumo de energia. Ryzen A primeira geração da série Ryzen utiliza chips com litografia de 14nm, seguida de 12nm na segunda geração e na terceira, um conjunto de chips de 7nm e 14nm. As novas gerações permitem litografias mais eficientes, onde, por exemplo, um processador AMD FX gastaria cerca de 125W por um chip de 4 a 8 núcleos, um processador Ryzen pode entregar um poder superior de processamento, com mais núcleos lógicos, consumindo apenas 65W A AMD possui ao todo 200 processadores, a lista pode ser conferida nesse link: https://technical.city/pt/cpu/amd-rating Comparações entre Intel e AMD Os processadores Intel são interessantes quando: • Há necessidade de desempenho superior. • Quando se busca uma maior estabilidade e durabilidade. • Serão utilizados programas mais pesados, sem perder eficiência. Os processadores AMD valem a pena quando: • A intenção é encontrar um processador com bom custo-benefício; • Não serão aplicados na execução de programas por prazos longos, como no caso de renderizações prolongadas. Referência: MOREIRA, Eduardo. Intel 4004, o primeiro processador da história, comemora 40 anos de idade. Disponível em: https://www.techtudo.com.br/artigos/noticia/2011/11/intel-4004-o-primeiro- processador-da-historia-comemora-40-anos-de-idade.html. Acesso em 11/09/2021 Processadores. Disponível em: https://docente.ifrn.edu.br/demetrioscoutinho/pronatec/processadores. Acesso em 11/09/2021 PEZZIN, Maximiliano Z. A evolução dos processadores. Disponível em: http://www.maxpezzin.com.br/aulas/1_ESW_Arquitetura_de_Computadores/Micropro cessadores.htm. Acesso em 11/09/2021 TUSSET, Felipe. Evolução dos processadores. Disponível em: http://gec.di.uminho.pt/Discip/IA32_gas/Evol-Processadores01.pdf. Acesso em 11/09/2021.
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