Apostila Arquitetura de Computadores-1 (1)

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FACE-FUMEC 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROF. AIR RABELO 
 
2015 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 2 
1 - O HISTÓRICO DA COMPUTAÇÃO 
 
Evolução dos computadores (Uma breve história) 
 
Tudo começou quando o homem sentiu a necessidade de efetuar medidas para assim controlar tudo que o cercava. 
Um dos primeiros meios de contagem foi sem dúvida os dedos das mãos e as pedrinhas. Em 3000 a.C. na china 
surgiu uma ferramenta capaz de auxiliar o homem nos cálculos a serem realizados. Essa ferramenta chamava-se 
ÁBACO: 
 
 
 
Em 1642, em Roun, na França, Blaise Pascal constrói sua primeira máquina de somar, a PASCALINE. Esta máquina 
utilizava meios mecânicos através de engrenagens para realizar suas somas e apresentar seus resultados. Em 1671, o 
alemão Gottfried Wilhelm Leibnitz, aperfeiçoou a máquina de Pascal afim de que a mesma pudesse efetuar 
multiplicações por meio de somas sucessivas. 
 
Em 1833, um inglês chamado Charles Babbage inventou a máquina analítica. A máquina deveria possuir uma seção 
denominada moinho e uma outra denominada depósito. O depósito poderia reter até cem números de quarenta 
dígitos de uma só vez. Esses números ficariam armazenados até que chegasse a vez de serem operados no moinho; 
os resultados seriam então recolocados no depósito à espera de uso posterior ou chamada para impressão. As 
instruções seriam introduzidas na máquina analítica por meio de cartões perfurados. Esta máquina, embora nunca 
tenha sido realmente construída por ele, foi a precursora dos modernos computadores atuais. 
 
Pascaline de Blaise Pascal 
 
 
Máquina analítica de Charles Babbage 
 
 
 
Em 1890, o norte americano Herman Hollerith, desenvolveu uma máquina chamada tabulador estatístico para 
acelerar o processamento das estatísticas para o censo dos Estados Unidos. Com o sucesso da máquina, Hollerith 
instalou a Companhia de Máquinas Tabuladoras para vender sua invenção às companhias de estradas de ferro, 
órgãos do governo e até mesmo à Rússia czarista. A companhia tornou-se de imediato, e permanentemente, bem 
sucedida. Ao longo dos anos, passou por várias funções e mudanças de nomes, sendo que a última dessas ocorreu 
em 1924 quando foi criada a International Business Machines Corporation, ou IBM. 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 3 
Tabulador Estatístico de Herman Hollerith 
 
 
Por volta de 1943, fica pronto o MARK I, uma máquina pioneira com cerca de quinze metros de comprimento, 2,5 
de altura e que continha nada menos que 750000 partes, unidas por 80400 metros de fios. Suas aplicações eram 
militares. 
 
MARK I 
 
 
Em 1946 fica pronto o ENIAC, primeiro computador eletrônico, possuía 25 metros de comprimento e 5,5 metros de 
altura, 18000 válvulas e pesava 30 toneladas. Era utilizado para calcular a trajetória de mísseis. Sua programação era 
feita através de cabos e conectores. 
 
Válvula 
 
ENIAC 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 4 
A partir das idéias de von Neumann e sua equipe, os primeiros computadores a utilizarem conceito de programas 
foram criados: o EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer) e o EDVAC (Electronic Discrete 
Variable Automatic Computer), em 1949. Os computadores passaram a diminuir bastante de tamanho. 
 
Em 1951 a IBM lança o primeiro computador produzido em escala comercial, o UNIVAC (Universal Automated 
Computer) 
 
EDSAC 
 
UNIVAC 
 
 
A IBM passa a dominar o mercado de computadores ao construir seus computadores em escala comercial, com o 
lançamento do IBM 701 em 1953 e, principalmente, do IBM 650 em 1954. Este último vendeu mais de mil unidades, 
um sucesso absoluto de vendas, e que veio refletir a real necessidade que o mundo teria no uso de computadores. 
 
IBM 650 
 
IBM 701 
 
 
Em setembro de 1956 a IBM lançou o 305 RAMAC, o primeiro computador com HD do mercado. Pesando cerca de 
1 tonelada, o HD tinha apenas 5MB de capacidade. Na época, além de serem gigantescos, os computadores usavam 
imensas unidades de fita magnética para o armazenamento de informações para uso posterior, além de sistemas de 
cartões perfurados, onde as informações que você queria passar para o computador eram marcadas através de 
perfurações feitas em cartões para a posterior leitura pelos computadores - processo extremamente demorado. 
Obviamente tais discos magnéticos ainda estavam longe de serem parecidos com os discos magnéticos como 
conhecemos hoje em dia. 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 5 
 
HD do IBM 305 RAMAC - 1 tonelada e 5MB de capacidade. 
 
 
Cartão Perfurado 
 
Fita Magnética 
 
 
Em 1957 é desenvolvida a linguagem FORTRAN (Formula Translator), a primeira linguagem de alto nível para 
computadores. Nesta mesma época a IBM lançou os primeiros computadores a se utilizarem totalmente de 
transistores foram o IBM 1401 e IBM 7094 que juntos, venderam mais de 10.000 unidades, reafirmando mais uma 
vez a demanda por uma indústria mundial de computadores. Os transistores vieram a substituir as válvulas. Por ser 
um componente baseado na tecnologia dos semicondutores - elementos com propriedades físicas especiais, tal como 
o germânio e o silício - o transistor é considerado um "componente do estado sólido" e possui a grande vantagem de 
não se aquecer como as válvulas nem muito menos quebrar por choque físico, além de ser fisicamente muito menor. 
 
IBM 1401 
 
Transistor 
 
 
Em 1958, Jack kilby da Texas Instruments e Robert Noyce da Fairchild Semicondutor, criaram o primeiro cirtuito 
integrado (chip ou microchip). A Corrida Espacial no início da década de 60 foi um dos fatores mais importantes 
para que em 1961 iniciasse a produção dos primeiros circuitos integrados (Chip), com a junção de vários transistores 
em um só componente, colocando um circuito relativamente grande dentro de uma só pastilha de silício. 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 6 
Primeiro Chip 
 
 
 
Um dos primeiros computadores a utilizar circuitos integrados foi o IBM/360, lançado em 1964. Avançadíssimo para 
a época, fez com que todos os outros computadores fossem considerados totalmente obsoletos. A IBM vendeu mais 
de 30.000 do IBM/360. 
 
Em 1971, foi desenvolvida a tecnologia LSI (Large Scale Integration), que permitiu a junção de vários circuitos 
integrados em um só, dando origem aos microprocessadores. Os microprocessadores são circuitos integrados que 
permitem ser programados a fim de que executem uma determinada tarefa. A empresa americana Intel foi a 
responsável pela criação dos primeiros microprocessadores, o 4004, que manipulava palavras binárias de 4 bits (cada 
algarismo binário - cada "0" e cada "1" presente em uma palavra binária - é chamado de bit - Binary Digit.) e o 
8008, no ano seguinte, que manipulava palavras binárias de 8 bits. 
 
IBM/360 
 
Intel 4004 
 
 
Em 1974, Gary A. Kildall da Intel, através de sua empresa, a Digital Research, criou o CP/M (Control Program / 
Microcomputers), primeiro sistema operacional para microcomputadores, um programa que permitiria o acesso a 
unidades de disco magnético por parte dos microcomputadores. Neste ano também, a empresa MITS, situada em 
Albuquerque, Novo México, EUA, criou o primeiro microcomputador pessoal do mundo, o ALTAIR 8800. 
 
Em 4 de abril de 1975, Bill Gates e Paul Allen criaram a Microsoft, e desenvolveram um interpretador de BASIC 
para ser utilizado no microcomputador Altair 8800. 
 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 7 
Em 1976 a canadense Commodore, que fabricava somente máquinas de calcular e outros utensílios para escritório e 
estava à beira da falência, resolveu criar um microcomputador pessoal para fins comerciais. Assim foi criado o PET 
2001 (Personal Electronic Transactor). Com ele, a Commodore saiu do processo de falência. 
 
 
 
Ainda em 1976, Steve Wozniak, que trabalhava na HP eSteve Jobs, que trabalhava na Atari, utilizando o 
microprocessador 6502 (que custava "somente" 20 dólares), desenvolveram um microcomputador batizado de Apple. 
O Apple foi criado para ser utilizado e vendido para hobbistas e cerca de 175 foram vendidos, com um enorme 
sucesso. No ano seguinte, 1977, eles lançaram o Apple II, que foi o primeiro microcomputador pessoal com unidade 
de disco flexível e projetado para atender tanto ao mercado pessoal como profissional. 
 
Steve Jobs e Steve Wozniak 
 
Apple I 
 
 
 
 
 
Apple II 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 8 
Em 1979 a Apple desenvolveu outro microcomputador, o Lisa, que possuía interface gráfica e utilizava mouse. 
 
Em 1981 a IBM lança o IBM-PC. Inicialmente a IBM não teve interesse em microcomputadores pessoais - ela 
preferia continuar produzindo computadores de médio e grande portes - finalmente resolveu entrar nesse mercado 
vendo que estava crescendo assustadoramente, e era a única que poderia desbancar a supremacia da Apple - pois 
tinha nome, tecnologia e dinheiro. O IBM-PC utilizava o processador 8086 da Intel, que era um processador de 16 
bits e acessava até 1MB de memória RAM. 
 
Apple Lisa 
 
IBM PC 
 
 
A Seattle Computer Products - uma das empresas que estavam entrando no mercado na época e havia lançado um 
microcomputador baseado no 8086 - resolveu ela mesmo desenvolver um sistema operacional para o seu 
microcomputador, chamando-o de QDOS. A Microsoft, que tinha convencido a IBM a utilizar no IBM-PC um 
sistema operacional dela chamado DOS, comprou todos os direitos sobre o QDOS, mudou o nome para MS-DOS, e 
assim o IBM PC foi lançado com o operacional MS-DOS 1.0 da Microsoft. 
 
Em 1983 a IBM lança o seu IBM PC XT (Extended Tecnology), agora com disco rígido (de incríveis 5 ou 10 MB), 
processador 8088 (16 bits internos / 8 bits externos) e uma nova versão do seu DOS, a 2.0. 
 
Em 1984 a Apple lança o Machintosh, que era uma nova versão do Lisa para uso residencial e a IBM lança o PC-AT 
(Advanced Tecnology – processador Intel 80286) utilizando uma nova versão do sistema operacional da Microsoft o 
MS-DOS 3.0 e 3.1. 
 
 
Processador 8088 (IBM-PC XT) 
 
Processador 80286 (IBM-PC AT) 
 
Após o 80286, a linha de processadores Intel deu continuidade com os processadores (em seqüência): 80386, 80486, 
Pentium, Pentium MMX, Pentium PRO, Celeron, Pentium II, Pentium II Xeon, Pentium III, Pentium III Xeon, 
Pentium 4, Intel Xeon, Itanium (incompatível com os demais), Pentium M (móbile) Celeron M (móbile), Centrino 
(Pentium M + rede wireless + Chipset 855), Pentium D (dual core – dois núcleos), Core Solo, Core Duo, Core 2 
Duo, Core 2 Quad, Core i3, Core i5 e Core i7. 
 
Linha de processadores AMD: 386, 486, 586, K5, K6, K6-2, K6-III, Duron, Athlon, Opteron (64 bits), Athlon 64, 
Sempron, Turion 64 X2 Mobile (dois núcleos), Athlon 64 X2 (dois núcleos), Athlon 64 FX. 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 9 
2 - GERAÇÃO DE COMPUTADORES 
 
Primeira geração: Eram computadores constituídos de válvulas, engrenagens, fios, possuíam grande dimensão, 
tinham custo elevado, necessitavam de constante refrigeração. 
 
Segunda geração: Funcionamento à base de transistores, início da era programável, utilização de linguagem de 
baixo nível. 
 
Terceira geração: Utilização de chips, onde cada circuito integrado é capaz de armazenar vários transistores em um 
espaço bastante reduzido, desempenhando assim operações complexas num espaço reduzido de tempo. Grande 
aumento de velocidade de processamento, aumento de memória, redução de custo, desenvolvimento de linguagem de 
alto nível. 
 
Quarta geração: Menor custo, menor dimensão surgimento dos microcomputadores, das linguagens de quarta 
geração e utilização dos chips VLSI (Very Large Scale Integration), ou seja, circuítos integrados em larga escala. 
 
ANO GERAÇÃO TECNOLOGIA / FILOSOFIA APLICAÇÕES 
1946 / 
1956 
1a Válvulas, grandes dimensões, alto custo Científicas restritas e militares 
1957 / 
1963 
2a Transistores, início da era programável, 
linguagem de baixo nível (Cobol e 
Fortran) 
Comerciais em geral 
1964 / 
1981 
3a Chips, aumento da capacidade de 
processamento, linguagens de alto 
nível, redução de custos, programação 
estruturada (Pascal) 
Comerciais avançadas e gráficas 
1982 4a Chips mais evoluídos, menor custo e 
dimensões, linguagens de 4a. geração, 
alta capacidade de processamento 
Automação de escritórios 
(Editores de textos e planilhas), 
gráficas, multimídia. 
 
 
 
3 – TERMOS BÁSICOS 
 
Informática: É a ciência que trata da manipulação de informações em processamento. 
 
Dado: É a menor informação fornecida ao computador. 
 
Processamento de dados: É a manipulação ou formatação dos dados de acordo com regras precisas, e que se utiliza, 
em geral, de máquinas eletrônicas, as quais reduzem ao mínimo a intervenção humana. 
 
Informação: É o resultado da manipulação, formatação ou organização dos dados de forma que o receptor da 
informação aumente seu grau de conhecimento sobre o fenômeno em questão. 
 
Chip: Placa miniaturizada de material semicondutor (silício), onde são impressos circuitos constituídos de milhares 
de transistores e outros componentes eletrônicos. 
 
Computador: É um aparelho eletrônico controlado por um programa capaz de receber dados e informações, 
submetê-las a um conjunto especificado e predeterminado de operações lógicas ou matemáticas, e fornecer o 
resultado dessas operações, ou seja, realizar o processamento de dados e gerar informações. 
O computador é constituído de circuitos eletrônicos integrados (chips) responsáveis pelo controle de fluxo de sinais 
elétricos que ocorre internamente ao computador. Tal fluxo representa o processamento a nível de máquina. Após 
decodificado, ou seja, transformado em um código que possa ser compreendido facilmente pelo ser humano, o fluxo 
pode ser interpretado dando assim o resultado do processamento. 
Os chips são agrupados em placas formando assim todo o aparato eletrônico principal do computador. 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 10 
 
Instrução: ordem elementar, em linguagem de máquina (conjunto de instruções em código binário), dirigida à CPU 
de um computador. 
 
Linguagem de programação: é um conjunto de regras sintáticas e semânticas utilizada para expressar 
instruções para um computador. Uma linguagem permite que um programador especifique precisamente 
sobre quais dados um computador vai atuar, como estes dados serão armazenados ou transmitidos e quais 
ações devem ser tomadas sob várias circunstâncias. 
 
Programa: conjunto de instruções, escritas em uma linguagem de programação, fornecidas ao computador para 
ordenar a execução de uma tarefa, isto é, execução de operações sobre dados. É esta seqüência irá controlá-lo e dizer 
o que deve ser realizado. Podemos dizer que o programa é a alma do computador. Tecnicamente o programa também 
é conhecido como software. 
 
Hardware: Conjunto de equipamentos utilizados em um sistema de computação. 
 
Software: Conjunto de instruções detalhadas (programas), utilizadas para executar operações ou resolver problemas 
por computador. Ex: Sistema operacional, um editor de textos, uma planilha, sistema de controle de estoque, etc... 
 
Sistema de Informação: É um conjunto de funções (programas), interligados e independentes, que interagem para 
obtenção de um determinado fim. 
 
Bit: É a menor unidade de trabalho num computador, e que pode adotar dois valores ou estados distintos: zero e um. 
A palavra "bit" é contração de "binary digity" (dígito binário). Em termos de circuito eletrônico bit 1 representa 
presença de tensão elétrica e bit 0 ausência. 
 
Byte: (Binary Term) Conjunto de 8 bits que pela combinação de seus estados pode armazenar e representar qualquer 
caracter (letra, número ou símbolo). Com os 8 bits são possíveis formar até 256 combinações diferentes (28 = 256). 
 
Exemplos da Tabela ASCII 
Código Binário Caracter 
0100 0001 A 
0101 1010Z 
0110 0001 a 
0111 1010 z 
0100 0000 @ 
0011 1111 ? 
0011 0101 5 
0011 1001 9 
 
Agrupamento de Bytes: 
 
210 Bytes = 1024 Bytes = 1 KiloByte (KB) = 1.024 Bytes 
220 Bytes = 1024 KBytes = 1 MegaByte (MB) = 1.048.576 Bytes 
230 Bytes = 1024 MBytes = 1 GigaByte (GB) = 1.073.741.824 Bytes 
240 Bytes = 1024 GBytes = 1 TeraByte (TB) = 1.099.511.627.776 Bytes 
250 Bytes = 1024 TBytes = 1 PetaByte (PB) = 1.125.899.906.842.620 Bytes 
260 Bytes = 1024 PBytes = 1 ExaByte (EB) = 1.152.921.504.606.850.000 Bytes 
270 Bytes = 1024 EBytes = 1 ZettaByte (ZB) = 1.180.591.620.717.410.000.000 Bytes 
280 Bytes = 1024 ZBytes = 1 YottaByte (YB) = 1.208.925.819.614.630.000.000.000 Bytes 
 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 11 
4 – ARQUITETURA GENÉRICA DE UM COMPUTADOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Periféricos 
 
Todo e qualquer dispositivo responsável pela entrada e saída de dados. Sua principal função é fazer a interface entre 
o usuário do computador e a máquina. Essa interface funciona da seguinte forma: O usuário do sistema 
computacional escreve seus programas e instruções, entra com dados e envia comandos em notações próximas a uma 
linguagem como o inglês, em seguida os periféricos encarregam-se de encaminhar tais interações para a memória e 
CPU. Dando prosseguimento, o microprocessador processa os dados e executa suas operações na forma binária, 
enviando os resultados (ainda na forma binária) para os periféricos de saída. Estes por sua vez convertem os dados e 
informações binárias em padrões compreensíveis pelos usuários como gráficos, relatórios, caracteres em terminal de 
vídeo, saídas para a impressora ou plotter. 
 
 
Dispositivos de Entrada de Dados 
 
 -Responsáveis pela comunicação do homem c/ a máquina. 
-Dispositivos pelos quais os dados são inseridos no computador para serem processados. 
-Neles ocorre a transformação de informações do homem em sinais elétricos. 
 
 EXEMPLOS: Teclado, Mouse, Joystick, Microfone, Scanner, Câmera de Vídeo, Disco Rígido (HD), Unidade de 
disco flexível (drive de disquete), Unidade de Fita magnética, Unidade de disco óptico (leitor/gravador de CD ou 
DVD), Pen Drive, e outros. 
 
 
Dispositivos de Saída de Dados 
 
-Responsáveis pela comunicação da máquina com o homem. 
-Dispositivos que registram o resultado do processamento. 
-Neles ocorre a transformação de sinais elétricos em informações inteligíveis pelo homem. 
 
 EXEMPLOS: Monitor de Vídeo, Impressora, Plotter, Caixas de som, Disco Rígido (HD), Unidade de disco 
flexível (drive de disquete), Unidade de Fita magnética, Unidade de disco óptico (leitor/gravador de CD ou DVD), 
Pen Drive, e outros. 
 
 
Memória 
 
Utilizada para armazenar dados provenientes dos dispositivos de entrada/saída de dados e resultados parciais e finais 
do processamento. Todos os dados são armazenados na forma de bytes em endereços também na forma binária. 
 
Os dois tipos básicos de memória são RAM e ROM. 
 
 
DISPOSITIVOS DE 
ENTRADA DE 
DADOS 
 
CPU 
MEMÓRIA 
DISPOSITIVOS DE 
SAÍDA DE DADOS 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 12 
Memória RAM (Random Access Memory) 
 
Sua principal característica é que pode ser usada para leitura e escrita. Por isso é usada para armazenar as instruções 
a serem executadas pelo microprocessador, ou os dados a serem processados. Uma outra característica da RAM é 
que trata-se de uma memória volátil, ou seja, seus dados são apagados no instante em que o micro é desligado, isto 
porque esta memória necessita de energia para manter os dados armazenados. 
 
Um tipo muito usado de memória RAM chama-se DRAM (Dynamic RAM). A DRAM é uma memória mais lenta, 
mas muito barata e compacta. As memórias SRAM (Static RAM) são memórias mais velozes e por isto mais caras 
do que as DRAM. As SRAM são utilizadas para memória cache nas placas mãe. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Módulo de memória DRAM 
 
 Os programas são lidos dos discos para a memória principal e estes utilizam dados que também ficam armazenados 
na memória principal até serem manipulados pelo processador seguindo as regras definidas pelas instruções dos 
programas. 
 
Não importa o tipo de dados que o computador esta utilizando, para o PC eles são apenas 0s e 1s. Os números 
binários são a língua nativa dos computadores (linguagem de máquina). Todos os dados são armazenados em 
memória e disco através da notação binária. Estes mesmos dados aparecem na tela em forma de números e 
caracteres, pois são convertidos pelo computador através de sistemas de codificação como o ASCII, na qual certos 
números representam letras (A - 65; B - 66, etc). 
 
 
Memória ROM (Read Only Memory) 
 
 Chip de memória ROM (BIOS) 
 
É uma memória apenas para leitura, o que significa que em operação normal essa memória é apenas lida, e nunca 
gravada. Sua gravação é feita na fábrica. A outra característica das ROM's é que são memórias não voláteis, ou seja, 
seus dados não são perdidos quando o micro é desligado. Como este tipo de memória conserva os dados nela 
armazenados mesmo que o computador seja desligado, ela é usada para guardar programas básicos necessários ao 
funcionamento do computador. Como exemplo de programas armazenados na ROM, podemos citar o programa de 
POST (Power On Self Test), as rotinas do BIOS (Sistema Básico de Entrada e Saída) e o SETUP (programa de 
configuração do hardware do computador) 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 13 
 
Microprocessadores ou CPU (Central Process Unit – Unidade central de Processamento) 
 
 
 
O microprocessador (CPU) é um circuito integrado (chip) especial que se diferencia dos outros por poder ser 
programado para executar uma tarefa pré-definida. É o circuito mais importante existente em um computador. 
Instalado na placa mãe. Trata-se de um chip que realiza todo o controle do computador. Comanda a leitura e 
gravação de dados nos discos, lê e grava dados na memória, executa programas, recebe dados de dispositivos como o 
teclado e o mouse e transmite dados para dispositivos como o vídeo e a impressora. 
 
O microprocessador tem a função de realizar operações básicas como: 
 
- Leitura de dados da memória 
- Gravação de dados na memória 
- Leitura de dados de dispositivos de Entrada/Saída 
- Gravação de dados em dispositivos de Entrada/Saída 
- Operações matemáticas 
- Operações lógicas 
- Comparações e decisões simples 
 - Entre as operações matemáticas executadas pelo microprocessador podemos citar adições, subtrações, 
multiplicações, divisões, e operações lógicas como OR, AND, NOT, >, <, =, etc. 
 
Papel da CPU: 
 
- receber os dados, processar estes dados conforme programação prévia e devolver o resultado. 
- qualquer sistema eletrônico que permita ser programado possui um processador controlando essa 
programação. 
- a programação de um sistema é feita através de instruções (comandos) que são entendidos pelo 
processador. 
- um programa feito com instruções destinadas a um processador não poderá ser interpretado por outro 
processador de padrão diferente. 
 
 
 
Fatores que influenciam na velocidade dos processadores: 
 
 1 - Número de bits do processador, ou bits internos 
 
Os computadores armazenam e manipulam informações como bits, desta forma podemos caracterizar um 
processador pela quantidade de bits que ele pode trabalhar de uma vez (bits internos). Quanto maior for o número de 
bits de um microprocessador, mais rapidamente será capaz de fazer operações. Os microprocessadores de 8 bits 
conseguem manipular 8 bits de dados de cada vez, os de 16 bits manipulam 16 bits de dados de cada vez e os de 32 
bits manipulam 32 bits de dados de cada vez. Por exemplo, o 8088, o 8086 e o 80286 são microporcessadores de 16 
bits. O 80386, 80486 e PENTIUM são de 32 bits, ou seja, conseguem processar 32 bits de dados de cada vez. 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 14 
 2 - Número de bits da memória, ou bits externosRefere-se ao número externo de bits, ou seja, o número de bits que um processador pode enviar ou receber (gravar 
ou ler) da memória de cada vez. 
 
Microprocessador Bits internos Bits externos 
8086 16 16 
8088 16 8 
80286 16 16 
80386SX 32 16 
80386DX 32 32 
PENTIUM 32 64 
Core i7 64 64 
 
Quanto maior for o número externo de bits de um microprocessador, mais rápido poderá ler e escrever dados na 
memória. 
 
 
 3 - Clock 
 
Cada processador depende de um impulso elétrico que ocorre muitas vezes por segundo. Este sinal atua como pulso 
do processador e ditam o rítmo de funcionamento do mesmo. O tempo que um processador leva para realizar uma 
operação é medido em ciclos por segundo. O clock de um microprocessador é medido em MHz (Megahertz). 
Suponha, por exemplo, um 386 DX - 40. Este microprocessador opera, do ponto de vista interno e externo, com um 
clock de 40 MHz, ou seja, 40 milhões de ciclos por segundo. Este elevado número de ciclos está diretamente 
relacionado com o número de instruções e com o número de acessos à memória que podem ser realizados a cada 
segundo. Existem instruções que necessitam de apenas um ciclo para sua execução. Outras instruções mais 
complexas podem levar 2, 3 ou mais ciclos. Obviamente quanto maior for o número de ciclos por segundo ( ou seja, 
o clock), maior será o número de instruções que podem ser realizadas. Por exemplo se um acesso a memória levar 2 
ciclos, um microprocessador de 40 MHz poderá executar 20 milhões de acessos à memória a cada segundo e se ele 
for de 20 MHz só poderá executar 10 milhões de acessos à memória por segundo. 
 
O IBM PC original e o XT continha um microprocessador 8088 operando com 4,77 MHz. Mais tarde outros 
fabricantes lançaram XT's com versões mais velozes do 8088, operando com 8, 10 e até 12 MHz. 
 
Até 1992 ( 80386 ) os microprocessadores usavam o mesmo clock para executar suas instruções (clock interno) e 
para fazer acessos à memória (clock externo). A tabela abaixo exemplifica o acima descrito: 
 
Microprocessador Clock Interno Clock Externo 
486 DX-33 33 MHz 33 MHz 
486 SX-25 25 MHz 25 MHz 
486 DX-40 40 MHz 40 MHz 
486 DX-50 50 MHz 50 MHz 
486 DX2-50 50 MHz 25 MHz 
486 DX2-66 66 MHz 33 MHz 
486 DX2-80 80 MHz 40 MHz 
486 DX4-75 75 MHz 18,75 Mhz 
486 DX4-100 100 MHz 25 MHz 
 
 
 4 – Aumento do número de circuitos do processador 
 
A redução do tamanho dos transistores ou aumento do tamanho físico do processador, possibilita a colocação de um 
número maior de circuitos dentro dos microprocessadores e, conseqüentemente, um aumento do número de 
instruções e da capacidade de processamento. 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 15 
Processador Ano lançamento Tamanho transistor Número de transistores 
80386 1985 1µ 275.000 
80486 1989 0,6µ 1.200.000 
Core i7 2009 0,032µ 731.000.000 
 
 
5 – Uso de memórias mais rápidas. 
 
A adoção das memórias auxiliares tanto internamente quanto externamente (cache interno e cache externo) faz com 
que o tempo gasto pelo processador na leitura/gravação dos dados na memória fique menor, tornando o processo 
mais rápido. 
 
 
 6 – Redução do número de ciclos para realizar uma instrução 
 
Quanto menor for o número de cliclos de processamento necessários para realizar uma instrução, mais rápido será o 
processador. Seguindo o mesmo exemplo usado anteriormente para o clock, se um acesso a memória levar 2 ciclos 
de processamento, um microprocessador de 40 MHz poderá executar 20 milhões de acessos à memória a cada 
segundo. Se este mesmo processador utilizasse apenas 1 ciclo de processamento para fazer o mesmo acessa a 
memória, poderia executar 40 milhões de acessos a cada segundo, ou seja, seria duas vezes mais rápido. 
 
 
 7 – Execução de instruções em paralelo. 
 
Existem processadores que conseguem executar mais de uma instrução ao mesmo tempo em um ciclo de clock. 
 
 
 8 – Avanços tecnológicos 
 
Desenvolvimento de tecnologias específicas de cada fabricante com o objetivo de aumentar o desempenho do 
processador. 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 16 
5 – EVOLUÇÃO DA ARQUITETURA DOS PROCESSADORES 
 
Os processadores passaram a possuir internamente alguns circuitos que inicialmente eram externos: 
 
- Co-processador matemático 
 
Como o processador não é capaz de realizar cálculos complexos, esses eram desmembrados em uma seqüência de 
operações mais simples, o que tornava a execução mais lenta. Os Co-processadores possuem um conjunto de 
instruções específicas para cálculos complexos, executando-as de uma só vez. 
 
 
 
 
 
 
 
Placa-mãe com processador 80386 e soquete 
para instalação de co-processador 80387 
externo 
 
 - Cache de memória L1 (Level 1) 
 
Também chamada de cache interna de nível 1, esta é uma memória bem mais veloz que uma memória RAM 
convencional. Inicialmente, a memória cache foi instalada na placa-mãe, ou seja, externa ao processador. Quando 
passou a ser colocada dentro do processador (chache L1), o acesso a ela ficou bem mais rápido já que o clock interno 
e o barramento interno do processador são bem mais rápidos que os externos. 
 
 
Placa-mãe para o processador 80486 com a presença de 
memória Cache L2 Externa. 
 
Placa-mãe para o processador 80386 com a 
presença de memória cache L1 Externa 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 17 
 
 
 - Cache de memória L2 (Level 2) 
 
Quando surgiu a memória cache interna, não foi possível colocar toda ela dentro do processador. Sendo assim, uma 
parte ficou instalada na placa-mãe e passou a ser chamada de cache L2. Desta forma, utilizavam o clock e o 
barramento externos do processador. Ou seja, mesmo a memória cache sendo mais rápida que as convencionais 
memórias RAM, quando colocada na placa mãe (externa) era acessada de forma mais lenta do que aquela colocada 
dentro do processador (cache L1). Com a evolução dos processadores, a cache L2 também passou a ser instalada 
dentro do processador, e a cache externa, quando existe, passou a ser chamada de L3. Atualmente, existem 
processadores que possuem internamente as caches L1, L2 e L3, e neste caso, se existir cache externa, é chamada de 
L4. 
 
 
 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 18 
6 - GERAÇÃO DOS PROCESSADORES (família Intel) 
 
Os processadores foram inventados na década de 70 pela Intel. A família Intel se refere ao conjunto de processadores 
que seguem o conjunto de instruções x86 criado pela Intel. Outros fabricantes de processadores utilizam também este 
conjunto de instruções, ou seja, são 100% compatíveis com este padrão criado pela Intel, portanto, pertencem 
também à família Intel. Estão entre estes fabricantes a AMD e a Cyrics. 
 
 
 
Os processadores da família Intel sofreram evoluções ao longo dos anos, mas além de seu novo conjunto de 
instruções, mantêm o conjunto de instruções dos processadores anteriores, de modo que os novos processadores são 
compatíveis com os anteriores. Sendo assim, um programa desenvolvido para um processador mais antigo da família 
Intel poderá ser executado normalmente em um processador mais moderno da mesma família 
 
1a. Geração: processadores 8086 e no 8088: 
 
O 8086 era de 16 bits interna e externamente. Já o 8088 é um processador de 16 bits mas acessa a memória de 8 em 
8 bits por vez (8 bits externos). Isto porque na época do lançamento do 8086 existiam poucos circuitos de apoio 
externos ao processador de 16 bits no mercado, e eram muito caros, o que tornaria o custo do PC muito alto. 
 
Acessavam até 1MB de RAM. 
 
2a. Geração – processador 80286: 
 
Introduziu um modo de operação chamado Modo Protegido, que permitia ao processador acessar até 16 MB de 
memória RAM e permitia multitarefa. Apesar de conseguir acessar até 16 MB de RAM, possuía um outro modo de 
operação chamado Modo Real que acessava somente 1 MB de RAM para manter a compatibilidade com os 
processadores anteriores 8086 e 8088. 
 
Era de 16 bits tanto interna quanto externamente. 
 
3a. Geração – processador 80386: 
 
Foium verdadeiro marco na evolução dos processadores x86. Era de 32 bits tanto interna quanto externamente. 
 
Acessava até 4GB de RAM e possuía recursos multitarefa e uso de memória virtual. 
 
Com este processador foi introduzido o uso de memória Cache, que é uma memória mais rápida que a memória 
RAM, localizada na placa mãe (Cache Externa) 
 
4a. Geração – processadores 80486: 
 
Alguns destes processadores foram os primeiros a terem o Clock interno maior que o externo, com isto, alguns 
componentes foram colocados internamente para aumentar a velocidade de processamento. São eles o Co-
processador matemático e uma pequena quantidade de memória Cache. 
 
O máximo de memória RAM que pode acessar é 4 Gbytes. 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 19 
 
5a. Geração – processadores Pentium e Pentium MMX: 
 
Também são processadores de 32 bits internos, mas passaram a ter 64 bits externos. Além disto, conseguem 
transmitir externamente 2 dados por vez. 
 
Este processador possui uma arquitetura chamada Superescalar, ou seja, passou a ter mais de uma unidade de 
execução interna. Com isto, pode executar duas instruções simultaneamente por pulso de clock. 
 
Assim como na 4a. geração, continuaram com o limite de acesso a memória RAM de 4 GB. 
 
6a. Geração – Processadores Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium II Xeon e Pentium III 
Xeon: 
 
Apesar de continuarem a utilizar o nome Pentium, estes processadores são de geração diferente do Pentium original. 
Passaram a ter dois caches de memória interna, uma chamada nível 1 (L1), que já fora adicionado na 4a. geração, e 
outra chamada nível 2 (L2), que era o cache que antes estava localizado na placa-mãe. 
 
Conseguem acessar até 64 Gbytes de memória RAM e atingem 133 MHz de clock no barramento externo (Pentium 
III). 
 
Tem um pipeline de 10 estágios. Pipeline é uma lista de todos os estágios que uma dada instrução precisa percorrer 
para ser executada. 
 
 
Mas a principal inovação foi o uso de uma arquitetura CISC/RISC. Os processadores anteriores eram somente CISC 
(Complex Instruction Set Computer) isto significa que seu conjunto de instruções é bastante complexo, ou seja, tem 
muitas instruções que são usadas com pouca freqüência. Um processador com um conjunto de instruções muito 
complexo perde muito tempo para decodificar cada instrução. Além disso, um maior número de circuitos internos 
seria necessário para a implementação de todas essas instruções. Muitos desses circuitos são pouco utilizados a 
acabam apenas ocupando espaço e consumindo energia. Maior número de transistores resulta em maior 
aquecimento, o que impõe uma limitação no clock máximo que o processador pode utilizar. 
 
Por outro lado, a arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computer – computador com conjunto de instruções 
reduzido) utiliza instruções mais simples, porém resulta em várias vantagens. Instruções simples podem ser 
executadas em um menor número de ciclos. Com menos instruções, a decodificação de instruções é mais rápida e os 
circuitos do decodificador passam a ocupar menos espaço. Com menos circuitos, torna-se menor o aquecimento, e 
clocks mais elevados podem ser usados. 
 
Sendo assim, um processador RISC consegue ser mais veloz que um CISC de mesma tecnologia de fabricação. 
Olhando por este lado, o ideal seria abandonar completamente o velho conjunto de instruções CISC da família x86 e 
adotar uma nova arquitetura, com um conjunto de instruções novo. Isto traria, entretanto, um grande problema, que é 
a incompatibilidade com os softwares já existentes. O que ocorreu na verdade é que os processadores a partir desta 
geração, adotaram um novo método de construção dos seus chips. Utilizam internamente um núcleo RISC, mas 
externamente comportam-se como máquinas CISC. Esses processadores aceitam as instruções x86 e as convertem 
para instruções RISC no seu interior para que sejam executadas pelo seu núcleo. O Pentium MMX foi o último 
processador totalmente CISC. Todos os novos processadores utilizam um núcleo RISC e tradutores internos de CISC 
para RISC. 
 
7a Geração – Processador Pentium 4: 
 
Nesta geração houve um aumento do desempenho do barramento externo, que passou a transferir quatro dados por 
pulso de clock, enquanto nas gerações anteriores, era transferido apenas um. Desta forma, o barramento externo 
passou a ter um clock 4 vezes maior já que são feitas 4 transferências por ciclo de clock (QDR = Quad Data Rate), 
ou seja 100MHz x 4 = 400MHz ou 200MHz x 4 = 800MHz. Tal fator tornou a comunicação com o meio externo 
bem mais rápida. 
 
Houve também uma mudança na arquitetura da memória cache L1 tornando-a mais eficiente. 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 20 
 
A Unidade Lógica e Aritmética passou a utilizar o dobro da freqüência do processador e foram acrescentadas 144 
novas instruções para processamento de sons, imagens e gráficos 3D. 
 
Tem um pipeline de 20 estágios na 1ª. e 2ª. versões e 31 estágios na 3ª. versão. 
 
A maioria dos processadores Pentium 4 é de 32 bits internos e que acessam até 64 Gbytes de memória RAM, mas 
existem algumas versões de 64 bits que podem acessar até 32 Tbytes de RAM. 
 
8ª. Geração – Processadores Intel Core: 
 
A arquitetura Core se trata de um Pentium M melhorado. O Pentium M é um processador voltado para o mercado de 
notebooks e foi criado baseado na arquitetura Intel de 6ª geração, que é a mesma arquitetura usada pelos 
processadores Pentium Pro, Pentium II, Pentium III e os primeiros modelos de Celeron. 
 
Tem um pipeline de 14 estágios. Criada com o conceito da tecnologia de múltiplos núcleos, ou seja, mais de um 
núcleo de processamento dentro de um único processador físico. 
 
O cache de memória L2 é compartilhado, o que significa que ambos os núcleos podem usar a mesma memória cache 
L2, configurando dinamicamente a quantidade que cada núcleo usará. No Pentium D, que foi o primeiro processador 
com dois núcleos da Intel, cada núcleo tem um cache próprio e um núcleo não pode utilizar o cache do outro. 
 
Capazes de enviar três microinstruções para serem executadas por pulso de clock, ao contrário de apenas duas, como 
ocorre nos processadores Pentium M. 
 
Um outro recurso novo encontrado na arquitetura Core é um caminho de dados real de 128 bits. Nos processadores 
anteriores, o caminho interno de dados era de apenas 64 bits. Isto era um problema para as instruções SSE 
(multimídia), já que registradores SSE, chamados XMM, são de 128 bits. Desta forma, quando uma instrução que 
manipulava dados de 128 bits era executada, esta operação tinha que ser quebrada em duas operações de 64 bits.
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 21 
16 – FAMÍLIA DE PROCESSADORES INTEL 
 
8086 
Lançado pela Intel em 1978, o primeiro processador de 16 bits. Operava interna e externamente com 16 bits e podia 
acessar até 1 MB de memória, o que era uma capacidade espantosa para a época. Inicialmente lançado em uma 
versão de 5 MHz, o 8086 era consideravelmente mais veloz que os processadores de 8 bits. Posteriormente foi 
produzido nas versões de 8 e 10 MHz. 
 
Podia trabalhar em conjunto com um co-processador matemático, o 8087, que era muito caro e utilizado apenas em 
computadores dedicados a aplicações científicas e de engenharia. 
 
 
Processador 8086 
 
- 16 bits 
 
- Até 1MB de RAM 
 
- Clock 5, 8 e 10 MHz 
 
- co-processador 8087 
 
- 29.000 transistores 
 
- Tecnologia 3 µ (microns) 
 
- 0,75 milhões de instruções por segundo 
(MIPS) 
 
- Consumo 2,5 W 
 
8088 
Lançado em 1979, internamente era quase idêntico ao 8086, mas externamente, tinha uma diferença fundamental: 
seu barramento de dados operava com 8 bits, ao invés de 16. Com isto podia operar com todo o hardware para 8 bits 
existente na sua época: placas, memórias e chips em geral. Foi o escolhido pela IBM para ser usado no seu IBM PC 
e no PC XT (Extended Tecnology), no início dos anos 80. 
 
Tanto o 8086 como o 8088 foram lançados inicialmente em versões de 5 MHz.Com o passar do tempo, a Intel 
lançou a versão com 8 MHz, e depois 10 MHz. 
gura 
 
Processador 8088 
- 16 bits internos e 8 bits externos 
 
- Até 1MB de RAM 
 
- Clock de 5, 8 e 10 MHz 
 
- co-processador 8087 
 
- Transistores 29.000 
 
- Tecnologia 3 µ 
 
- 0,75 MIPS 
 
- Consumo 2,5 W 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 22 
80286 
 
Lançado em 1982 sendo bem mais avançado que os anteriores. Foi inicialmente lançado em uma versão de 6 MHz, e 
depois nas versões de 8, 10 e 12 MHz. Com 8 MHz, era quase 6 vezes mais veloz que o 8088 usado no IBM PC XT. 
A IBM utilizou este processador no seu novo PC, o IBM PC AT (AT significa Advanced Technology). Sua 
memória poderia chegar a até 16 MB. Naquela época, o hardware sempre andava à frente do software, ou seja, 
mesmo os sistemas operacionais e softwares mais avançados não chegavam a explorar todo o potencial do hardware 
existente. Mesmo podendo chegar a 16 MB, durante muitos anos reinaram os micros com 640 kB, quantidade de 
memória mais que suficiente para executar os softwares dos anos 80. O 80286 podia operar em conjunto com um co-
processador aritmético chamado 80287. 
 
A Intel deixou de produzir o 286 quando o 386 passou a dominar o mercado, mas outras empresas como a AMD e a 
Harrys, sob licença da Intel, continuaram produzindo processadores 286, com clocks superiores, como 16 e 20 
MHz. 
 
 
 
Processador 80286 de 20 MHz, fabricado pela Harris, 
sob licença da Intel. 
 
 
Processador 80286 
- 16 bits 
 
- Até 16MB de RAM 
 
- Clock 8,10,12 / 16, 20 MHz 
 
- co-processador 80287 
 
- 134.000 transistores 
 
- Tecnologia 1,5 µ 
 
- 3 MIPS 
 
- Consumo 3,3 W 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 23 
80386 
 
Lançado em 1985, mas somente por volta de 1990 tornou-se comum nos PCs. O 80386 abriu a era dos 32 bits em 
micros da classe PC. Durante o seu ciclo de vida, foram lançadas versões de 16, 20, 25, 33 e 40 MHz. Permitia o uso 
de Memória Virtual e poderia utilizar Memória Cache externa. Era multitarefa , ou seja, capaz de controlar na 
memória a execução de mais de um programa por vez, como se os executasse simultaneamente. Podia 
opcionalmente operar em conjunto com o co-processador 80387. 
 
Para facilitar a transição das plataformas de 16 bits para 32 bits, a Intel lançou uma versão simplificada do 80386, 
chamado de 80386SX. Internamente, o 80386SX operava com 32 bits, mas externamente com apenas 16. Depois 
disso, o 80386 original, com 32 bits internos e externos, passou a ser chamado de 80386DX. 
 
 
 
 
Processador Am386DX-40. 
 
 
 
Processador 80386 
 
- 32 bits 
 
- Até 4 GB de RAM 
 
- Cache Externa 
 
- Memória Virtual 
 
- Multitarefa 
 
- Clock 16,20,25,33 e 40 MHz 
 
- co-processador 80387 
 
- 275.000 transistores 
 
- Tecnologia 1,5 µ / 1µ 
 
- 6 – 15 MIPS 
 
- Consumo 2,5 W 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 24 
80486 
 
Lançado em 1989, operava inicialmente com um clock de 25 MHz. Era cerca de duas vezes mais rápido que o 
386DX-25, e 40 vezes mais rápido que o 8088 usado nos primeiros XTs. Em seu interior, apresentava duas grandes 
inovações: um co-processador matemático interno, e 8 kB de memória cache interna. Em muitos aspectos, o 
80486 pode ser considerado como uma versão moderna do 386DX. 
 
A Intel lançou posteriormente versões de 33 e de 50 MHz. A AMD e a Cyrix lançaram tempos depois os seus 
próprios processadores 486. Entre eles, o Am486DX-40 (40 MHz) e o Cx486DX-40 (40 MHz). 
 
 
 
Processador 80486 
 
- 32 bits 
 
- Até 4 GB de RAM 
 
- Cache interna de 8 KB (L1) 
 
- Co-processador interno 
 
- Multiplicação de Clock: 
 Clock 25 a 50 MHz (DX) 
 Clock 50 a 80 MHz (DX2) 
 Clock 75 a 100 MHz (DX4) 
 
- Transistores : 1.200.000 (DX e DX2) 
 1.600.000 (DX4) 
 
- Tecnologia 1 µ (DX) / 0,8 µ (DX2) / 0,6 µ (DX4) 
 
- 20 - 40 MIPS (DX) 
- 54 - 80 MIPS (DX2) 
- 53 - 70 MIPS (DX4) 
 
- Consumo 3 a 6 W 
 
- Utiliza soquete 3 
 
Multiplicação de Clock 
 
O 486 inaugurou uma característica de hardware que está presente até hoje nos modernos processadores. Há muito 
tempo os processadores já evoluíam muito mais que as memórias. Quando chegou o 486DX-50, o desequilíbrio 
tornou-se muito crítico. Apesar de ser tecnologicamente viável, seguro e estável um processador operar internamente 
a 50 MHz, era muito difícil, com a tecnologia da época (1992), uma placa de CPU funcionar com uma freqüência tão 
elevada. Tanto as memórias como os chipsets não podiam suportar de forma segura o funcionamento a 50 MHz. O 
resultado é que as placas de CPU baseadas no 486DX-50 eram muito problemáticas, apresentando baixa 
confiabilidade, e em alguns casos, desempenho similar ao das placas de 33 MHz. 
 
Em 1991, para resolver esses problemas, a Intel utilizou dois clocks separados, um para o funcionamento interno do 
processador, e outro para o funcionamento externo. Todas as operações eram realizadas internamente comandadas 
por um clock de 50 MHz, enquanto externamente tudo ocorria à velocidade de 25 MHz. Isto resolveu todos os 
problemas decorrentes da elevada velocidade externa ao processador, e curiosamente não causou queda de 
desempenho. Mesmo acessando a memória de forma duas vezes mais lenta, ainda assim esta nova versão do 486 era 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 25 
capaz de manter a cache interna sempre com instruções prontas para serem executadas. Este chip foi chamado de 
486DX2-50. A Intel parou então de produzir o 486DX-50, ficando apenas com a versão DX2. Foram mantidos o 
486DX-33 e o 486DX-25. 
 
Em 1994 a Intel, lançou a versão DX4 do 486 com 75 e 100 MHz. Nestes modelos de processadores, o clock externo 
normalmente era de 25 ou 33 MHz. Em seguida suas concorrentes, a ADM e Cyrics, também lançaram suas versões 
do 486 DX4. 
 
 
processador 486DX2 de 80 MHz 
 
processador 486DX4 de 100 MHz. 
 
 
 
 
Pentium 
 
Foi lançado em 1993, nas versões de 60 e 66 MHz. Este processador era na época muito caro, ainda reinavam no 
mercado os processadores 486. Processadores 486 continuaram a ser lançados pela própria Intel, e ainda eram os 
mais vendidos. Um 486DX4 de 100 MHz, por exemplo, era tão veloz quanto um Pentium-66 e custava muito menos. 
Apenas em 1995 o Pentium começou a se tornar comum no mercado, quando a Intel reduziu os seus preços ao 
mesmo tempo em que deixou de fabricar o 486. Foram lançadas em seguida versões de 75, 90, 100, 120, 133, 150, 
166 e 200 MHz. 
 
O Pentium é um processador de 32 bits, mas opera externamente, com a memória, a 64 bits. Esta é uma forma de 
compensar a lentidão das memórias, um dos problemas que mais dificulta a obtenção de velocidades elevadas. 
 
Todas as versões do Pentium possuíam 16 kB de cache L1 (cache interna) a cache L2 externa, das placas-mãe 
variava entre 256kB, 512 kB e 1024 kB. 
 
Processadores Pentium foram lançados entre 1993 e 1997. Neste período a tecnologia de fabricação sofreu vários 
melhoramentos. As primeiras versões ainda utilizavam a tecnologia de 0,8 micron. As versões finais já usavam 0,35 
micron, o que resultava em chips menos quentes, com menor consumo de energia e mais baratos. 
 
Arquitetura superescalar 
 
A partir do Pentium, todos os processadores são capazes de executar mais de uma instrução ao mesmo tempo, 
como se possuísse mais de um processador internamente. O Pentium possui duas unidades de processamento, ou 
seja, executa até duas instruções simultâneas. 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 26 
 
 Pentium Soquete 7 
 
 
 
Pentium 
 
- 32 bits internos 
 
- 64 bits externos 
 
- Até 4 GB de RAM 
 
- Arquitetura Superescalar 
 
- Cache interna de 16 KB (L1) 
 
- Cache externa: 256, 512 e 
1024 KB (L2) 
 
- Clock interno 60 à 200 MHz 
 
- Clock externo 50, 60 ou 66 
MHz 
 
- 3,1 a 3,3 milhões de 
transistores 
 
- Tecnologia 0,8 µ / 0,35 µ 
 
- 100 a 300 MIPS 
 
- Consumo8 a 16 W 
 
- Utiliza Soquete 7 
 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 27 
Pentium MMX 
 
Lançado em 1997 e para aumentar o desempenho de programas que fazem processamento de gráficos, imagens e 
sons, a Intel adicionou ao Pentium, 57 novas instruções específicas para a execução rápida deste tipo de 
processamento. São chamadas de instruções MMX (MMX=Multimedia Extensions). Uma única instrução MMX 
realiza o processamento equivalente ao de várias instruções comuns. 
 
O Pentium MMX tem uma cache L1 de 32 kB. As placas de CPU para Pentium MMX apresentam 256 kB, 512 kB e 
1024 kB de cache L2 externa. 
 
O Pentium MMX utiliza o Socket 7, ou seja, possui o mesmo conjunto de sinais digitais que o Pentium comum. 
Porem, não é possível instalar um Pentium MMX em qualquer placa de CPU Pentium porque o Pentium MMX 
utiliza voltagens menor (2,8 v) que as usadas no Pentium comum (3,3 – 3,5 v). 
 
 
 
Pentium MMX 
 
- 32 bits internos 
 
- 64 bits externos 
 
- Até 4 GB de RAM 
 
- Clock interno 166 à 233 MHz 
 
- Clock externo 66 MHz 
 
- 4.500.000 Transistores 
 
- Tecnologia 0,35 µ 
 
- Consumo 13 a 17 W 
 
- Utiliza soquete 7 
 
 
 
Pentium Pro 
 
Lançado em 1995, foi o primeiro processador de 6a geração lançado pela Intel. Inicialmente chamado de P6 e 
voltado para o mercado de servidores. Este processador opera com 32 bits, e utiliza memórias de 64 bits, da 
mesma forma como ocorre com o Pentium. Seu projeto foi otimizado para realizar processamento de 32 bits, sendo 
neste tipo de aplicação, mais veloz que o Pentium comum. Entretanto, perde para o Pentium ao realizar 
processamento de 16 bits, comum em muitos programas do Windows e nos jogos para MS-DOS, comuns na época 
do seu lançamento. Desta forma o Pentium Pro não poderia ser usado de forma eficiente e competitiva para os PCs 
de uso pessoal. 
 
Sua Arquitetura Superescalar foi melhorada possibilitando executar mais instruções simultaneamente. O 
clock externo era de 66 MHz. 
 
A Cache L1 continuou com 16 KB e a cache L2 de 256 ou 512 kB passou a ser integrada dentro do processador. 
O Pentium Pro era muito caro, e um dos motivos do preço elevado era ter a cache L2 integrada ao processador. 
 
Apesar de não ter sido muito conhecido pelos usuários comuns, o Pentium Pro deu origem aos populares Pentium II, 
Celeron e Pentium III. 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 28 
 
 
Pentium Pro 
 
Detalhe do 
processador com o 
núcleo e a 
cache L2. 
 
 
 
Pentium Pro 
 
- 32 bits internos 
 
- 64 bits externos 
 
- Até 64 GB de RAM 
 
- Clock 150 a 200 MHz 
 
- Clock externo 66 MHz 
 
- 5.500.000 Transistores no núcleo 
 
- Tecnologia do núcleo 0,35 µ 
 
- Transistores na cache de 256 kB 
15.500.000 (0,6µ ) 
 
- Transistores na cache de 512 kB 
31.000.000 (0,35µ ) 
 
- Consumo 29 a 38 W 
 
- Cache L1 16 kB 
 
- Cache L2 256 kB ou 512 kB 
 
- Utiliza Soquete 8 
 
 
Figura 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 29 
Pentium II 
 
Lançado em 1997, o Pentium II é considerado uma nova versão do Pentium Pro, com novas características e um pior 
desempenho devido à dificuldade de colocação do cache L2 dentro do processador. Suas principais características 
são: 
 
Encapsulamento – Passou a utilizar um formato de cartucho chamado SECC. No interior deste cartucho metálico 
existe uma pequena placa contendo o processador e os chips de memória SRAM que formam a cache L2 de 512 KB. 
O Pentium II introduziu um recurso chamado arquitetura DIB (Dual Independent Bus). Consiste em usar circuitos 
independentes para acesso à cache L2 e para o barramento externo. Enquanto o barramento externo opera com 66 
MHz, a cache de nível 2 opera com a metade do clock interno do processador, usando um barramento 
independente. Por exemplo, em um Pentium II de 400 MHz, a cache de nível 2 opera a 200 MHz. 
 
Novo conector – Ao invés de utilizar o tradicional Socket 7, utiliza o Slot 1. Trata-se de um conector linear, parecido 
com os slots das placas de CPU. Seus sinais digitais são derivados do Socket 8, usado no Pentium Pro. 
 
MMX – As novas instruções introduzidas no Pentium MMX vieram para ficar, e foram adicionadas à arquitetura P6 
usada no Pentium II. 
 
Cache L1 – Passou a ter 32 kB, contra apenas 16 KB do Pentium Pro. 
 
Otimizações para 16 bits – O microcódigo do Pentium Pro, otimizado para aplicações de 32 bits foi aumentando, 
passando a executar também com mais eficiência as aplicações de 16 bits, de uso bastante comum nos PCs para uso 
pessoal. 
 
O Pentium II sofreu evoluções durante seu período de produção. Inicialmente era utilizada a tecnologia de 0,35µ, e 
posteriormente foi adotada a tecnologia de 0,25µ. O resultado imediato foi a redução da dissipação de calor. Além 
disso, as primeiras versões operavam com barramento externo de 66 MHz, passando a usar posteriormente o 
barramento externo de 100 MHz. 
 
 
Pentium II 
 
- 32 bits internos 
 
- 64 bits externos 
 
- Até 64 GB de RAM 
 
- Clock interno 233 a 450 MHz 
 
- Clock externo 66 ou 100 MHz 
 
- Transistores no núcleo 7.500.000 
 
- Tecnologia do núcleo 0,35µ / 0,25µ 
 
- Consumo 19 a 43 W 
 
- Cache L1 32 kB 
 
- Cache L2 512 kB 
 
- Utiliza Slot 1 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 30 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium II 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 31 
Celeron 
 
Lançado também em 1998, o Celeron era um modelo que foi produzido também a partir do Pentium II mas com um 
perfil para atender PCs mais simples. A principal diferença está na cache L2 que no Celeron não existe. Portanto, 
como operava apenas com seus 32 kB de cache L1, o Celeron era bem mais lento que o Pentium II. 
 
Um outro fator que prejudicava o seu desempenho era o barramento externo de 66 MHz, usado mesmo na época em 
que o Pentium II já operava com 100 MHz externos. 
 
Pode ser instalado nas mesmas placas de CPU projetadas para o Pentium II, ou seja, no Slot 1, mas o nome do 
encapsulamento do Celeron é o SEPP (Single Edge Processor Package). O Celeron era uma alternativa barata em 
relação ao Pentium II. 
 
 
 
 
 
 
Primeira versão do Celeron 
usando o encapsulamento SEPP 
para Slot 1. 
 
Pouco depois foi lançada uma segunda versão do Celeron que sofreu melhoramentos e passou e incluir uma cache 
L2 de 128 kB integrada ao núcleo, e não formada por chips de memória isolados como era no Pentium II. Esta 
nova versão do Celeron foi o primeiro processador a integrar a cache L2 diretamente no núcleo, e operando com a 
mesma freqüência interna do processador. 
 
Nesta versão o processador era conectado diretamente à placa-mãe através do soquete 370, que possuía os mesmos 
sinais digitais do Slot 1, porém com formato similar aos usados nos processadores mais antigos. Seu soquete é do 
tipo ZIF. Este encapsulamento é chamado de PPGA (Plastic Pin Grid Array). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Segunda versão do Celeron com 
encapsulamento PPGA para 
Socket 370 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 32 
Ainda existiu uma terceira versão do Celeron, mas agora baseada no núcleo do novo processador da Intel, o Pentium 
III. Esta versão passou também a utilizar o encapsulamento FC-PGA (Flip-Chip Pin Grid Array), o mesmo das 
primeiras versões do Pentium III. Nesta versão de Celeron os últimos modelos produzidos possuíam um Clock 
externo de 100 Mhz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Terceira versão do Celeron com 
encapsulamento FC-PGA para Socket 370 
 
 
 
Celeron 
- 32 bits internos 
- 64 bits externos 
- Até 64 GB de RAM 
- Clock interno 266 a 900 MHz 
- Transistores no núcleo 7.500.000 
- Consumo 14 a 27 W 
 
1ª. Versão 2ª. Versão 3ª. Versão 
- Baseado no Pentium II - Baseado no Pentium II - Baseado no Pentium III 
- Clock externo 66 MHz - Clock externo 66 MHz - Clock externo 100 MHz 
- Cache L2 0 KB - Cache L2 128 KB (integrada) - Cache L2 128 KB (integrada) 
 - Transistores na cache L2 
19.000.000 (128 Kb cache L2 
integrada ao núcleo) 
- Transistores na cache L2 
19.000.000 (128 Kb cacheL2 
integrada ao núcleo) 
 
- Tecnologia do núcleo 0,25 µ - Tecnologia do núcleo 0,25 µ - Tecnologia do núcleo 0,18 µ 
- Slot 1 - Soquete 370 - Soquete 370 
 
- Encapsulamento SEPP - Encapsulamento PPGA - Encapsulamento FC-PGA 
 
 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 33 
Pentium III 
 
Lançado em 1999, inicialmente como um melhoramento do Pentium II, foi incorporada a tecnologia SSE (Streamed 
SIMD Extensions), também conhecida como MMX2, que é um conjunto de instruções MMX novas e especiais 
para aplicações 3D. Passou a ter co-processador superescalar, permitindo executar duas ou mais instruções 
matemáticas simultâneas. 
 
Utilizava o encapsulamento em forma de cartucho chamado SECC2 (Single Edge Contact Cartridge 2), uma versão 
derivada do SECC, usado pelo Pentium II. Também foram produzidas versões com encapsulamento SECC, idêntico 
ao do Pentium II. Outro ponto idêntico é o conector da placa de CPU, o conhecido Slot 1. 
 
Possuía cache L2 de 512 KB mas, como no Pentium II, não era integrada ao seu núcleo e operava com a metade 
da freqüência do processador. O clock externo inicialmente era de 100 MHz e depois passou a ser de 133 MHz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium III com encapsulamento 
SECC2 
 
Em meados do ano 2000 foi lançada uma nova versão do Pentium III que passou a utilizar a tecnologia de 0,18µ com 
a cache L2 integrada ao núcleo, no tradicional encapsulamento SECC2 e também no novo FC-PGA (Flip Chip Pin 
Grid Array). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium III com encapsulamento FC-PGA 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 34 
Em meados de 2001 a Intel lançou um novo Pentium III com tecnologia de 0,13µ, resultando em menor custo de 
produção e menor dissipação de calor. Possuia encapsulamento FC-PGA2, e cache L2 integrada ao núcleo com 256 
kB ou 512 kB. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium III com encapsulamento FC-PGA2. 
 
 
PENTIUM III 
 
 - 32 bits internos - 64 bits externos - Até 64 GB de RAM - Cache L1 32 KB 
 
1ª. versão (Katmai) - 1999 2a. Versão (Coppermine) - 2000 3a. Versão (Tualatin) - 2001 
 
- Clock interno 400 a 600 MHz 
 
- Clock interno 500 a 1133 MHz - Clock interno 1,13 GHz ou mais 
- Clock externo 100 ou 133 MHz 
 
- Clock externo 100 ou 133 MHz - Clock externo 133 MHz 
- Transistores 9.500.000 
 
- Transistores 28.000.000 - Transistores 28.000.000 
- Tecnologia 0,25 µ 
 
- Tecnologia 0,18 µ - Tecnologia 0,13 µ 
- Consumo 26 a 36W 
 
- Consumo 16 a 36 W - Consumo a partir de 29 W 
- Cache L2 512 kB (operava com a 
metade do clock interno) 
 
- Cache L2 256 kB (integrada ao 
núcleo). 
- Cache L2 256 kB ou 512 kB 
(integrada ao núcleo) 
- Utilizava Slot 1 
 
- Utilizava Slot 1 ou soquete 370 - Utilizava soquete 370 
- Encapsulamento SECC ou 
SECC2 
 
- Encapsulamento SECC, SECC2 
e FC-PGA 
- Encapsulamento FC-PGA2 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 35 
Pentium 4 
 
Lançado no final do ano 2000 este processador inaugurou finalmente uma nova família de chips Intel de alto 
desempenho. A família anterior, formada pelos processadores Pentium Pro, Pentium II, Pentium III e Celeron, era 
baseada na microarquitetura P6. Cada um deles não era na verdade um projeto novo, mas um melhoramento do 
projeto anterior. 
 
O Pentium 4 é um projeto novo, utiliza uma nova arquitetura chamada de NetBurst. Principais melhorias desta 
arquitetura: 
 
- Barramento externo de 400 MHz, contra 133 MHz do Pentium III 
- Cache L1 melhorado e mais rápido 
- Unidade lógica e aritmética com o dobro da freqüência interna do processador 
- 20 estágios pipeline, contra apenas 10 do Pentium III 
- tecnologia SSE2 com 144 novas instruções para processamento de sons, imagens e gráficos 3D. 
O clock externo de 400 MHz é na verdade obtido a partir de um clock de 100 MHz, no qual são feitas 4 
transferências a cada ciclo (QDR = Quad Data Rate). 
 
Willamette 
 
O Pentium 4 foi lançado em sua primeira versão com 1.3 a 2.0 GHz e recebeu o nome de Willamette. O soquete era 
diferente do utilizado no Pentium III, utilizava o formato ZIF, mas possuia 423 pinos, o encapsulamento é chamado 
PGA423. São necessários coolers diferentes, e os gabinetes devem ter uma boa dissipação de calor, já que o Pentium 
4 é um chip bastante quente. Estas versões dissipam de 49 a 73 watts. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium 4 para Socket PGA423 
 
Hyper Pipelined Technology, todos os procesadores modernos executam suas instruções em modo pipeline. Ao 
invés de serem usadas unidades de execução complexas e lentas, são utilizadas várias unidades elementares, sendo 
cada uma delas mais simples e rápida, todas ligadas em série. É como uma linha de montagem. Imagine 20 pessoas 
ao mesmo tempo montando um automóvel. O grupo só poderia montar um carro de cada vez. Mais rápido seria 
colocar as pessoas em uma linha, cada uma responsável por uma etapa da montagem. Este é basicamente o princípio 
do pipeline. A arquitetura P6 tem 10 estágios pipeline, o Pentium 4 possui 20, o que o torna potencialmente mais 
veloz na execução de instruções. Em outras palavras, cada “GHz” do Pentium 4 tem mais capacidade de 
processamento que cada “GHz” do Pentium III e consegue atingir freqüências de clock mais elevadas. 
 
Porém, foi percebido que o aumento da freqüência de operação não significa um ganho direto de potência. A 
diferença de desempenho entre o melhor modelo da primeira versão do Pentium 4 (Willamette de 2.0 GHz) e a 
ultima do Pentim III (Coppermine de 1 GHz) não é tão grande. Este Pentium 4, mesmo com todas as otimizações 
que foram aplicadas e equipado com memórias SDRAM (133 MHz), não conseguia ser sequer 50% mais rápido que 
tal Pentium III. Para melhorar o desempenho teria que utilizar memórias RDRAM (400 MHz) que eram muito caras, 
já que ainda não estavam disponíveis as DDR. 
 
A arquitetura do Pentium 4 foi claramente desenvolvida para operar a altas freqüências e assim compensar o baixo 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 36 
desempenho por ciclo de clock. Isso acabou se revelando um bom golpe de marketing, já que na época o público 
estava acostumado a relacionar a frequência do clock com o desempenho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium 4 Willamette 
 
 
Northwood 
 
Em Outubro de 2001 foi lançada a segunda versão do Pentium 4 chamada de Northwood, produzido em versões de 
1.6 a 3.06 GHz. Não inclui mudanças na arquitetura, mas a redução no tamanho físico dos transistores (0,13 
microns) permitiu que fossem adicionados mais 256 KB de cache L2, totalizando 512 KB. 
 
Foi introduzido o soquete 478, onde o processador utiliza um encapsulamento muito mais compacto que no soquete 
423 utilizado pelo Willamette. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium 4 para Socket 478 
Cache L2 de 512 KB 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 37 
Quanto à freqüência externa foram produzidos com 400 ou 533 MHz. Mais tarde foi lançada uma série com suporte 
a Hyper-Threading (HT), que incluiu modelos com de 2.4 a 3.4 GHz. Com exceção do modelo de 3.06 GHz, todos 
utilizam bus de 800 MHz. 
 
O Hyper-Threading foi introduzido no final de 2002, na forma de duas versões especiais do Pentium 4 Northwood, 
que operavam a 2.8 e 3.06 GHz. A partir daí, ele foi utilizado em diversas séries do Prescott. 
 
Com o Hyper-Threading, o processador se apresenta ao sistema operacional como um sistema dual-core. Com isso, o 
sistema ativa os módulos que ativam o suporte a SMP e passa a dividir o processamento dos aplicativos entre os dois 
processadores lógicos. Dentro do processador, as instruções são reorganizadas, de forma que o processador possa 
aproveitar os ciclos ociosos para incluir operações relacionadas ao segundo aplicativo. Aumentar o nível de 
utilização das unidades de execução resulta em um pequeno ganho de desempenho. 
 
o Hyper-Threading é uma faca de dois gumes. Em alguns aplicativos, ele pode resultar em ganhos de 10, ou até 
mesmo 20%, mas na maioria o ganhoé muito pequeno, abaixo de 2%. Existe ainda um grande número de aplicativos 
onde ativar o HT reduz substancialmente o desempenho, o que anula em grande parte o ganho obtido em outros 
aplicativos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentim 4 Northwood 
 
 
Prescott 
 
A partir de 2004 foi lançada a terceira versão do Pentium 4 chamada de Prescott. A técnologia de fabricação passou 
para 0.09 micron. A mudança arquitetural mais significativa foi a adição de 11 novos estágios ao já longo pipeline do 
Northwood. Com isso, o Prescott atingiu a impressionante marca de 31 estágios de pipeline. 
 
O Prescott ganhou também um novo bloco de instruções, o conjunto SSE3. Ele é composto por 13 novas instruções, 
que complementam os dois conjuntos anteriores, dando sua cota de contribuição em aplicativos otimizados. 
 
O cache L2 dobrou de tamanho, saltando de 512 KB para 1 MB, mas o aumento teve como efeito colateral o 
aumento dos tempos de latência, que aumentaram em aproximadamente 40%. Em outras palavras, o Prescott tem um 
cache L2 maior, porém mais lento, o que anula grande parte do benefício. 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Pentium 4 Prescott 
 
PENTIUM 4 
1ª. versão (Willamette) 2a. Versão (Northwood) 3a. Versão (Prescott) 
- Lançamento em Nov/2000 - Lançamento Out/2001 - Lançamento em 2004 
- 32 bits internos - 32 bits internos - 32 bits internos 
- 64 bits externos - 64 bits externos - 64 bits externos 
- Até 64 GB de RAM - Até 64 GB de RAM - Até 64 GB de RAM 
- Clock interno 1.3 a 2.0 GHz 
 
- Clock interno 1.6 a 3.4 GHz - Clock interno 2.8 a 3.8 GHz 
- Clock externo 400 MHz 
 
- Clock externo 400,533,800 MHz - Clock externo 533 ou 800 MHz 
- Transistores 42.000.000 
 
- Transistores 55.000.000 - Transistores 125.000.000 
- Tecnologia 0,18 µ 
 
- Tecnologia 0,13 µ - Tecnologia 0,09 µ 
- Encapsulamento PPGA 
 
- Encapsulamento PPGA 
 
- Encapsulamento PPGA ou LGA 
- Consumo 48 a 75 W 
 
- Consumo 38 a 89 W - Consumo 84 a 115 W 
- Cache L1 32 kB 
 
- Cache L1 32 kB - Cache L1 32 kB 
- Cache L2 256 KB 
 
- Cache L2 512 kB - Cache L2 512 kB , 1 ou 2 MB 
- Utilizava soquete 423 e 478 
 
- Utilizava soquete 478 
 
- Utilizava soquete 478 ou 775 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 39 
Pentium D 
 
O Pentium D foi o primeiro processador da Intel de dois núcleos. A primeira versão do núcleo deste processador 
recebeu o nome Smithfield é uma versão dual-core do Prescott (1 MB de cache para cada núcleo), produzido em 
uma técnica de 0.09 micron. Foi lançado com os clocks de 2.66 a 3.2 GHz. Possui 230 milhões de transistores 
 
 
 
 
 
 
 
 
Núcleo do Pentium D 
baseado no core Smithfield 
 
O núcleo Cedar Mill é uma versão atualizada do Prescott 2M, produzida utilizando uma técnica de 0.065 micron (65 
nanômetros). Ele também possui os 2 MB de cache e não inclui mudanças na arquitetura, nem para melhor, nem para 
pior. 
 
Foram lançadas apenas 4 versões Cedar Mill, operando a 3.0, 3.2, 3.4 e 3.6 GHz, todas em versão LGA775 e 
utilizando barramento externo de 800 MHz. 
 
O Presler, por sua vez, era uma versão dual-chip do Cedar Mill utilizada no Pentium D, onde dois chips eram 
instalados dentro do mesmo encapsulamento. Como os dois chips eram separados por uma distância de 5 mm, a 
dissipação de calor era um pouco mais eficiente do que no Smithfield. 
 
Em teoria, utilizar dois chips separados resulta em um processador capaz de operar a freqüências mais baixas do que 
ao utilizar um processador dual-core "de verdade", como o Smithfield. 
 
O Presler foi lançado em versões de 2.8 a 3.6 GHz, todas com 2 x 2 MB de cache L2, 16 KB de cache L1, utilizando 
barramento externo de 800 MHz, 376 milhões de transistores e com um consumo de até 130 watts de energia. Ele 
representa a maior parte dos Pentium D vendidos. 
 
 
Pentium D com core Presler 
 
 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 40 
Core 2 Duo 
Lançado como substituto do Pentium 4 o Core 2 Duo é o primeiro processador para desktop a utilizar a arquitetura 
Intel Core 
 
 
As principais características técnicas dos processadores Core 2 Duo são as seguintes: 
• Arquitetura Core 
• 64 KB de cache L1 (32 KB de dados + 32 KB de instruções) por núcleo 
• Tecnologia de dois ou quatro núcleos. 
• Tecnologia de 65 ou 45 nm (nanômetros) 
• Soquete 775 
• Barramento externo de 533 até 1.333 MHz (333 MHz transferindo quatro dados por pulso de clock). 
• 2, 3, 4 ou 6 MB de cache de memória L2 compartilhado 
• Tecnologia de Virtualização (exceto o Core 2 Duo E4300) 
• Tecnologia Intel EM64T (compatibilidade com programas de 16, 32 e 64 bits) 
• Instruções SSE3 e novas instruções SSE4 (para versões de 45 nm) 
• Execute Disable Bit 
• Intelligent Power Capability 
• Tecnologia Enhanced SpeedStep 
 
 
 
 
 
 
 
Soquete LGA 775 
 
Virtualização 
 
Esta tecnologia permite que um processador funcione como se fossem vários processadores trabalhando em paralelo 
de modo a permitir que vários sistemas operacionais sejam executados ao mesmo tempo em uma mesma máquina. 
A tecnologia de virtualização não é uma idéia nova. Existem alguns programas no mercado que permitem 
virtualização e o VMware é o mais famoso deles. 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 41 
Execute Disable Bit 
 
A funcionalidade Execute Disable Bit pode ajudar a evitar algumas classes de ataques mal-intencionados de estouro 
do buffer quando combinada com um sistema operacional de apoio. 
 
O Execute Disable Bit permite que o processador classifique áreas na memória, baseando-se no local onde o código 
do aplicativo pode e não pode ser executado. Quando um vírus mal-intencionado tenta inserir um código no buffer, o 
processador desativa a execução do código, evitando prejuízos e a disseminação do vírus. 
 
Intelligent Power Capability 
 
Este recurso permite que o processador desligue unidades que não estão sendo usadas no momento. Esta idéia vai 
mais além, já que o processador pode desligar partes específicas dentro de cada unidade do processador de modo a 
economizar energia, para dissipar menos calor e para otimizar a utilização da bateria 
 
Tecnologia Enhanced SpeedStep 
 
Tecnologia que permite o sistema ajustar dinamicamente transformador de tensão e de freqüência do núcleo, o que 
resulta em diminuição consumo de energia e na produção de calor. 
 
 
Core 2 Duo 
 
- 32/64 bits internos 
 
- 2 Núcleos 
 
- 64 bits externos 
 
- Clock interno 1.8 a 3.16 GHz 
 
- Clock externo 533 a 1.333 MHz 
 
- Transistores no núcleo 167 a 291 milhões 
 
- Tecnologia 0,065 µ ou 0,045 µ 
 
- Consumo 65 W 
 
- Cache L1 64 kB 
 
- Cache L2 2, 3, 4 ou 6 MB 
 
- Utiliza soquete LGA 775 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 42 
Core i7 
 
 
 
Controlador de memória RAM integrado 
Nesta linha de processadores o controlador de memória está integrado dento da CPU eliminando a necessidade de 
FSB (Front Side Bus) e utilizando um barramento serial ponto-a-ponto chamado de QuickPath Interconnect, ou QPI. 
O controlador de memória integrado reduz substancialmente o tempo de latência da memória, resultando em um 
ganho de desempenho considerável. 
 
O FSB (front-side bus, ou barramento frontal), tem sido utilizado desde os primeiros processadores Intel. Ele 
consiste em um barramento compartilhado, que liga o processador ao chipset 
 
 
 
Triple-channel 
Em vez de utilizar um controlador dual-channel, como nos demais processadores, a Intel optou por utilizar um 
controlador triple-channel na versão inicial do Core i7, com memórias DDR3. Isso significa uma banda total que 
pode alcançar 38,4 GB/s (1600 Mhz x 3 x 64 bits / 8 = 38400 MB/s). Para tirar o melhor proveito do triple-
channel, é necessário usar os módulos em trios. Ao usar um único módulo, apenas um dos canais será ativado e, ao 
usar quatro, o último módulo compartilhará o mesmo canal com o primeiro. 
 
 
 
Soquete LGA 1156 e LGA 1366 
O Core i7introduziu o soquete LGA-1366, com quase o dobro de contatos que o LGA-775 do Core 2 Duo. 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 43 
 
 
 
 
 
Soquete LGA 1366 
 
 
Soquete LGA 1155 
A segunda geração dos processadores Core i7 passaram a utilizar o soquete LGA 1155 
 
 
 
 
Cache 
Além dos tradiconais caches L1 e L2, foi introduzido o chache L3. Os cache L1 e L2 armazenam cópias de dados 
também armazenados no cache L3. Embora reduza o volume total de dados que pode ser armazenado nos caches, o 
sistema oferece um pequeno ganho de desempenho, já que cada núcleo não precisa checar o conteúdo dos caches dos 
demais em busca de dados, basta verificar seu próprio cache L1 e L2 e, em seguida, o cache L3. O cache L1 continua 
sendo dividido em dois blocos (32 KB para dados e 32 KB para instruções), assim como em todos os processadores 
anteriores. O cache L2 possui 256 KB para cada núcleo, e o chache L3 pode ser de 4, 8 ou 12 MB compartilhado por 
todos os núcleos. 
 
Tecnologia Intel® Turbo Boost 2.0 
A Tecnologia Intel® Turbo Boost 2.0 permite que, automaticamente, os núcleos do processador trabalhem mais 
rápido que a freqüência básica de operação quando estiverem operando abaixo dos limites especificados para 
energia, corrente e temperatura. O processador pode aumentar a freqüência de operação quando apenas alguns dos 
núcleos estão ativos, em uma espécie de overclock automático. 
 
Tecnologia Hyper-Threading 
No i7 a intel retornou com a tecnologia Hyper Threading, criada nos processadores Pentium 4, chamado agora de 
SMT (Simultaneous Multi-Threading). Com ela o processador se apresente ao sistema operacional como tendo 8 
núcleos em vez de 4. Diferentemente dos processadores Pentium 4, no i7 esta função passou por uma série de 
melhorias, tornando-se mais eficiente. O ganho ao utilizar o SMT fica abaixo dos 10% na maioria das tarefas (em 
algumas situações, pode haver até mesmo uma pequena perda), mas existem alguns casos específicos onde ele 
representa ganhos expressivos, como no caso do 3DMark, onde o ganho chega aos 35%. 
 
Tecnologia Gráficos HD Intel 
Os Gráficos HD Intel habilitam qualidade superior para games convencionais e experiências em 3D sem que seja 
necessária uma placa gráfica discreta. Os Gráficos HD Intel integram gráficos de alto desempenho e processamento 
de mídia diretamente no processador, reunindo os dois principais componentes para games - processamento da CPU 
e gráficos - em um único chip. Há duas versões dos Gráficos HD Intel disponíveis: Gráficos HD Intel® 3000 e 
Gráficos HD Intel® 2000. 
 
 
 
 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 44 
Core i7 
 
 
- 32/64 bits internos 
- 64 bits externos 
- 2, 4 ou 6 núcleos 
- Clock interno até 3.4 GHz 
- Clock externo 1066 a 1600 MHz 
- 731 milhões de transistores 
- Tecnologia 65, 45 e 32 nm 
- Consumo de 18w 
(notebook) a 130w (extreme 
edition) 
- Cache L1 64 kB 
- Cache L2 256 KB para cada núcleo 
- Cache L3 4 a 12 MB compartilhado 
pelos núcleos 
- soquete LGA 1156 e LGA 1366 
LGA 1155 (2ª. geração) 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 45 
Visão Geral da geração de processadores Intel Core 
 
Marca 
Desktop Notebook 
Codinome Núcleos Tran-sistor 
Data 
lançamento Codinome Núcleos 
Tran-
sistor 
Data 
lançamento 
Core Solo Não disponível para desktop Yonah 1 65 nm Jan 2006 
Core Duo Não disponível para desktop Yonah 2 65 nm Jan 2006 
Core 2 
Solo 
Não disponível para desktop 
Merom-L 
Penryn-L 
1 
1 
65 nm 
45 nm 
Set 2007 
Maio 2008 
Core 2 
Duo 
Conroe 
Allendale 
Wolfdale 
2 
2 
2 
65 nm 
65 nm 
45 nm 
Ago 2006 
Jan 2007 
Jan 2008 
Merom 
Penryn 
2 
2 
65 nm 
45 nm 
Jul 2006 
Jan 2008 
Core 2 
Quad 
Kentsfield 
Yorkfield 
4 
4 
65 nm 
45 nm 
Jan 2007 
Mar 2008 
Penryn 4 45 nm Ago 2008 
Core 2 
Extreme 
Conroe XE 
Kentsfield XE 
Yorkfield XE 
2 
4 
4 
65 nm 
65 nm 
45 nm 
Jul 2006 
Nov 2006 
Nov 2007 
Merom XE 
Penryn XE 
Penryn XE 
2 
2 
4 
65 nm 
45 nm 
45 nm 
Jul 2007 
Jan 2008 
Ago 2008 
Core i3 
Clarkdale 
Sandy Bridge 
2 
2 
32 nm 
32 nm 
Jan 2010 
Fev 2011 
Arrandale 
Sandy Bridge 
2 
2 
32 nm 
32 nm 
Jan 2010 
Fev 2011 
Core i5 
Lynnfield 
Clarkdale 
Sandy Bridge 
Sandy Bridge 
4 
2 
4 
2 
45 nm 
32 nm 
32 nm 
32 nm 
Set 2009 
Jan 2010 
Jan 2011 
Fev 2011 
Arrandale 
Sandy Bridge 
2 
2 
32 nm 
32 nm 
Jan 2010 
Fev 2011 
Core i7 
Bloomfield 
Lynnfield 
Gulftown 
Sandy Bridge 
4 
4 
6 
4 
45 nm 
45 nm 
32 nm 
32 nm 
Nov 2008 
Set 2009 
Jul 2010 
Jan 2011 
Clarksfield 
Arrandale 
Sandy Bridge 
Sandy Bridge 
4 
2 
4 
2 
45 nm 
32 nm 
32 nm 
32 nm 
Set 2009 
Jan 2010 
Jan 2011 
Fev 2011 
Core i7 
Extreme 
Edition 
Bloomfield 
Gulftown 
4 
6 
45 nm 
32 nm 
32 nm 
Nov 2008 
Mar 2010 
Clarksfield 
Sandy Bridge 
4 
4 
45 nm 
32 nm 
Set 2009 
Jan 2011 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 46 
7 – MEMÓRIAS 
 
As memórias são as responsáveis pelo armazenamento de dados e instruções em forma de sinais digitais em 
computadores. Para que o processador possa executar suas tarefas, ele busca na memória todas as informações 
necessárias ao processamento. Existem 2 tipos de memória, ROM e RAM, cujas características serão mostradas a 
seguir. 
 
7.1 - MEMÓRIA ROM 
 
ROM significa read only memory, ou seja, memória para apenas leitura. É um tipo de memória que, em uso normal, 
aceita apenas operações de leitura, não permitindo a realização de escritas. Outra característica da ROM é que seus 
dados não são perdidos quando ela é desligada. Ao ligarmos novamente, os dados estarão lá, exatamente como foram 
deixados. Dizemos então que a ROM é uma memória não volátil. Alguns tipos de ROM aceitam operações de 
escrita, porém isto é feito através de programas apropriados, usando comandos de hardware especiais. 
 
 
ROM com encapsulamento DIP 
 
 
ROM com encapsulamento PLCC 
 
 
Um software quando armazenado em ROM é chamado de Firmware. Dento de um computador há basicamente 3 
programas gravados em ROM (firmwares): 
 
 BIOS 
 A sigla significa Basic Input/Output System, ou sistema básico de entrada e saída de dados. A 
função dela é ensinar o processador a trabalhar com os periféricos mais básicos do sistema, tais como circuitos de 
apoio a unidade de disquete e o vídeo em modo texto. 
 
 POST 
 A sigla significa Power-On Self-Test, ou autoteste ao ligar. É um autoteste que é feito sempre que 
ligamos o computador executando as seguintes rotinas: 
- Identifica a configuração de hardware instalada 
- Inicializa todos os circuitos periféricos de apoio (chipset) da placa-mãe. 
- Inicializa o vídeo. 
- Testa a memória 
- Testa o telcado. 
- Carrega o sistema operacional para a memória. 
- Entrega o controle do microprocessador ao sistema operacional. 
 
SETUP 
 Programa de configuração de hardware do computador. Através deste programa é possível alterar o 
conteúdo da memória de configuração chamada CMOS. Esta memória é do tipo RAM e, por isto, seu 
conteúdo pode ser alterado pelo SETUP e na falta de energia, perde os dados armazenados. Para que não 
ocorra tal perda, as placas-mãe possuem uma bateria que alimenta esta memória. Atualmente, a CMOS vem 
embutida no chipset da placa-mãe (circuito Ponte Sul). 
 
Apostila de Arquitetura de Computadores - Air Rabelo 47 
7.2 - MEMÓRIA RAM 
 
Significa random access memory, ou seja, memória de acesso aleatório. Este nome não dá uma boa idéia da 
finalidade deste tipo de memória, talvez fosse mais correto chamá-la de RWM (read and write memory, ou memória 
para leitura e escrita). Entretanto o nome RAM continua sendo utilizado por questão de tradição. Em operação 
normal, o computador precisa fazer não apenas o acesso a dados e instruções, através de leituras na memória, mas 
também guardar resultados, através de operações de escrita na memória. Além de permitir leituras e escritas, a RAM 
tem outra característica típica: trata-se de uma memória volátil, ou seja, seus dados são apagados quando é desligada. 
Por isso