Processador AMD ATHLON 64 X2

Introdução

O componente de computador que teve a maior e mais rápida evolução foi o processador, também conhecido como CPU ou UCP (Unidade Central de Processamento). Esse processo evolutivo teve uma grande influência na popularização dos computadores. Pois a medida em que os processadores e outros componentes evoluíam, aumentando sua eficiência e diminuindo seus custos de produção, o computador se tornava mais acessível. Então pode-se afirmar que o CPU é sem dúvida um dos grandes responsáveis em tornar essa geração na “geração da tecnologia ou da informação”.
Os fabricantes mais populares destes componentes são a INTEL e a AMD, mas não são os únicos, temos também a VIA e a Cyrix. Havia também outros fabricantes, mas deixaram  de fabricar processadores para uso em computadores, como a Motorola e a SUN.

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A arquitetura de Von Neumann

Essa arquitetura faz menção ao sistema de computador que possibilita o armazenamento de arquivos na máquina. Sua estrutura é fundamental para o funcionamento desse aparelho, sendo constituída por fatores em seu diagrama.

Os componentes fundamentais para o funcionamento da arquitetura de Von Neumann são: memória, unidade aritmética lógica, registradores, unidade central de processadores, unidade de controle e dados de entrada. O seu funcionamento é bem complexo, mas se mostra um atributo fundamental no campo da informática.

Todos os elementos dessa arquitetura são alinhados da estrutura hardware do CPU, assim o sistema pode realizar todas as suas atividades sem apresentar erros no desempenho. Essas ferramentas possuem um funcionamento bastante complicado, mas fundamental para o desenvolvimento da informática.

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Arquitetura Externa de um processador.

Barramento de Dados:

O barramento de dados serve para o tráfego de dados que são transmitidos ou recebidos pelo processador. Os dados transmitidos podem ser enviados para a memória ou para um dispositivo de saída, como o vídeo. Os dados recebidos podem ser provenientes da memória ou de um dispositivo de entrada. Cada uma das “perninhas” do processador pode operar com um bit. Com isso, dizemos que o barramento de dados é bidirecional.

  

Barramento de Endereços:

O barramento de endereços serve para que o processador especifique qual é a posição de memória ser acessada ou qual é o dispositivo de entrada e saída a ser ativado. Esse barramento é unidirecional, somente saem do processador.

Podemos notar também dois sinais de controle que servem para definir se a operação a ser realizada é uma leitura ou uma gravação, e se deve atuar sobre a memória ou sobre um dispositivo de entrada ou saída. São eles:

• MIO: este sinal indica se a operação diz respeito à memória ou Entrada/ Saída.
•  RW: este sinal indica se a operação é uma leitura ou uma gravação. 

         Através desses sinais podemos definir quatro operações básicas: Leitura de memória/ escrita na memória/ Leitura de E/S / Escrita de E/S.

Barramento de Controle:

Os processadores possuem, além do barramento de dados e de endereços, o chamado barramento de controle, no qual existe uma miscelânea de sinais digitais com diversas finalidades. Os sinais RW e MIO são parte do barramento de controle. Outros exemplos são:

• INT: é uma entrada que serve para que dispositivos externos possam interromper o processador para que seja realizada uma tarefa que não pode esperar. O processador opera junto com o controlador de interrupções. Este chip é encarregado de receber requisições de interrupções de vários dispositivos e enviá-las ao processador, de forma ordenada, através do sinal INT
• NMI: este é um sinal de interrupção especial para ser usado em emergência. Significa Nom Maskable Interrupt ou Interrupção não mascarável. Ou seja, esta interrupção deve ser atendida imediatamente. Ao contrario do sinal INT, que pode ser ignorado pelo processador durante pequenos intervalos de tempo (mascarar a interrupção), o sinal NMI é uma interrupção não mascarável. Nos PC´s, o NMI é usado para informar erros de paridade na memória e outras condições catastróficas.
• INTA: Significa Interrupt Acknowledge, ou seja, reconhecimento de interrupção. Serve para o processador indicar que aceitou uma interrupção e que esta aguardando que o dispositivo que gerou a interrupção identifique-se, para que seja realizado o atendimento adequado.
•  VCC: é a entrada de corrente elétrica que alimenta os circuitos internos do processador. Os processadores modernos têm duas tensões (VCC1 e VCC2). A tensão externa é sempre de 3,3 V e é usada para alimentar os circuitos que se comunicam com o exterior do processador. A tensão interna é usada para alimentar o interior (núcleo) do processador, é sempre mais baixa.
• GND: significa Ground ou Terra. O processador possui vários pinos terra para que o fornecimento de corrente seja melhor distribuído.
• Reset: é um sinal que faz o processador parar tudo e atua como se tivesse acabado de ser ligado.
• Clock: serve para sincronizar todo o funcionamento do processador. Ele opera com valor entre 0 e 1, que é chamado de período de clock.

Sinal de clock.

Para coordenar as atividades entre os componentes básicos que compõem o sistema de um computador existe um componente eletrônico que gera um sinal de clock. Mais especificamente gera um sinal periódico que alterna entre tensões altas e baixas (0s e 1s). A velocidade do clock é medida em hertz ou ciclos por segundo. Um sinal de 1 Hz alterna valores altos e baixos uma vez em cada segundo. Já um sinal de 1 MHz alterna esses valores um milhão de vezes por segundo. Diz-se, portanto, que a freqüência destes sinais é igual a 1 Hz e 1 MHz, respectivamente. O tempo entre duas repetições sucessivas do clock é denominado período do clock, sendo o período o inverso da freqüência. A Figura 1.4 mostra um ciclo de clock.

O período do sinal de clock é a menor unidade de tempo perceptível por um sistema digital. Em outras palavras, em sistemas digitais, todas as ações ocorrem em intervalos de tempo que são múltiplos inteiros do período do clock da máquina. Portanto, o ciclo de execução de instruções é realizado em um tempo que é um múltiplo inteiro do período do clock da máquina.

Os processadores modernos conseguem executar milhões de instruções em um segundo. A freqüência do sinal de clock gira em torno de 800 MHz nas máquinas com um custo acessível à maioria dos usuários. Embora já estejam disponíveis processadores com mais de 1 GHz, porém com custo ainda elevado para a maioria dos usuários comuns.

  

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Estrutura Interna do Processador.

A estrutura interna do processador é formada por vários componentes; dentre eles estão registradores, memória cachê, ULA e UC.

Registrador:

O registrador é um dispositivo de armazenamento de dados existente dentro do processador. O tamanho do registrador é medido em bits, variando de 32 a 256 bits nos processadores atuais. O conjunto de todos os registradores forma uma memória interna do processador, de alta velocidade, mas de baixa capacidade se comparada com outras memórias (cachê, principal, disco rígido, CD). O registrador é a memória mais rápida da hierarquia de memória do computador; é possível ler e escrever rapidamente nele.

Todo dado a ser processado precisa estar armazenado no registrador. Antes de executar uma instrução, todos os dados que a instrução precisa são lidos da memória cachê e armazenados nos registradores. A instrução indica quais registradores devem ser usados e qual operação (soma, subtração, multiplicação...) deve ser executada sobre eles. Os valor dos registradores é processado pelos circuitos internos do processador para gerar como resultado um novo valor, o qual é armazenado num registrador. Como exemplo, temos a instrução add al,cl do processador 80386, Figura 71, em linguagem assembly ( linguagem de programação). O processador não executa código assembly diretamente. É necessário converter um programa escrito em assembly para linguagem de máquina, a qual pode ser executada pelo processador.Por exemplo, 0000 0000 1100 1000 (código binário de máquina). A instrução add soma os registradores al e cl e coloca o resultado em al, portanto, add al,cl corresponde a al=al+cl cl.

Quando se diz que um processador é de 32 bits ou 32-bit, significa que ele possui registradores de 32 bits. Os processadores Intel 80386, Intel Pentium 4 e AMD Athlon XP são de 32 bits. Os processadores Intel Itanium e AMD Athlon 64 são de 64 bits. A tendência no mercado de PCs desktop (computador de mesa de menor custo e poder computacional que uma workstation) é a substituição gradativa de processadores de 32 bits pelos de 64 bits.

Memória Cachê:

A memória cachê é uma memória intermediária entre a memória principal e os registradores do processador. Ela é dividida em níveis LX ( level X), onde X é um número natural. É bastante comum haver CPUs com 2 níveis de cachê: cachê L1 e cachê L2, mas há CPUs com 3 níveis: L1, L2 e L3. Geralmente as cachês L1 e L2 estão embutidas ( on-chip ou on-die) no chip do processador. Nos computadores antigos, era possível encontrar a cachê L2 fora do chip da CPU, pois isso reduzia o custo de fabricação do processador.

A cachê L2 estava em um chip da placa-mãe e existia um barramento conectando esse chip à CPU. Atualmente, a cachê L2 é incorporada ao chip da CPU, dessa forma, a transferência de dados é mais rápida entre a cachê L2 e a L1, fazendo com que a CPU fique mais rápida.

ULA:

 A Unidade Lógica e Aritmética (ULA) é um dos núcleos de processamento do processador. A ULA processa os dados dos registradores para gerar outros dados que são resultados de uma operação. A ULA realiza operações aritméticas (soma, subtração, multiplicação, divisão) e operações lógicas (AND, OR, XOR, NOT, SHIFTS, ROTATES).

UC:

A Unidade de Controle (UC) é um componente do processador responsável por gerar sinais elétricos que controlam outros componentes, como a ULA e os registradores. Os sinais são gerados com base na instrução que está sendo processada. A ULA recebe esses sinais para saber qual operação executar (soma, divisão, AND, OR...), quais registradores fornecerão dados de entrada para ULA e qual será o registrador que armazenará o resultado da operação. Seja a instrução de soma add al, cl de um processador hipotético; para executar esta instrução, a UC envia um sinal para a ULA indicando que ela deve realizar uma operação de soma. A UC também envia um sinal para os registradores al e cl, indicando que eles devem fornecer seus dados para a ULA somá-los. A UC gera outro sinal para indicar que o registrador al deve armazenar o resultado da soma gerado pela ULA.

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Uma breve história da AMD.

A Advanced Micro Devices também conhecida com (AMD), lançou o seu primeiro processador no ano de 1982 o 286A, esse não representou grande avanço. Ele tinha suporte para apenas 16 bits. E 3 anos depois a AMD lança o 386 (SX) que ainda funcionava a 16 bits e o 386 (DX) que já representava uma nova geração de processadores, com suporte a 32 bits.

E a AMD durante muitos anos vivia a sombra da INTEL, pois seus produtos tinham características muito parecidas e a INTEL sempre lançava e divulgava seus produtos antes que a AMD. Mais hoje a AMD já tem uma clientela fiel e bem significativa.

 

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O grande foco é o AMD Athlon 64 X2

Este pertence a uma família de processadores Dual-Core da nova geração que é do K8, também pertence a essa geração o conhecidíssimo Athlon 64. Os processadores Athlon 64 X2 possuem dois núcleos (Dual-Core) e por isso pode realizar várias tarefas simultâneas, tendo assim ganhos significativos de eficiência e eficácia, diminuindo o período de execução das tarefas ou processos.

Características dos processadores Athlon 64 X2.

Produzido em: 2005 até o presente.
Freqüência do Processador: 2000 MHz a 3000 MHZ
Arquitetura: 90 ou 65 nm.
Conjunto de instruções: x86-64, MMX, SSE, SSE2, SSE3.
Soquetes: Soquete 939/Soquete AM2.
Núcleos: Manchester, Toledo, Windsor e Brisbane.

Imagem Interna de Um Processador.                         

Modelos de Athlon 64 X2.

 Para Soquete 939.

Manchester

Modelo	Freqüência	Cachê L2	TDP	Tecnologia
Athlon 64 X2 3800+	2000 MHz	512 + 512	89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4200+	2200 MHz	512 + 512	89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4600+	2400 MHz	512 + 512	110 W	90 nm

 

Toledo

Modelo	Freqüência	Cachê L2	TDP	Tecnologia
Athlon 64 X2 3800+	2000 MHz	512 + 512	89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4200+	2200 MHz	512 + 512	89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4600+	2400 MHz	512 + 512	110 W	90 nm

 

Para Soquete AM2

Windsor

Modelo	Freqüência	Cachê L2	TDP	Tecnologia
Athlon 64 X2 3600+	2000 MHz	256 + 256	65EE W	90 nm
Athlon 64 X2  3800+	2000 MHz	512 + 512	35 Eesff /65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4000+	2000 MHz	1024 + 1024	65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4200+	2200 MHz	512 + 512	65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4400+	2200MHz	1024 + 1024	65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4600+	2400 MHz	512 + 512	65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 4800+	2400 MHz	1024 + 1024	65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 5000+	2600 MHz	512 + 512	65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 5200+	2700 MHz	1024 + 1024	65EE /89 W	90 nm
Athlon 64 X2 5400+	2800 MHz	512 + 512	89 W	90 nm
Athlon 64 X2 5600+	2800 MHz	1024 + 1024	89 W	90 nm
Athlon 64 X2 6000+	3000 MHz	1024 + 1024	89/125 W	90 nm
Athlon 64 X2 6400+ Black Edition	3200 MHz	1024 + 1024	125 W	90 nm

Obs.: ^EE: Energy Efficient/ ^EEsff: Energy Efficient small form factor

Brisbane

Modelo	Freqüência	Cachê L2	TDP	Tecnologia
Athlon 64 X2 3600+	1900 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 4000+	2100 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 4400+	2300 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 4800+	2500 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 5000+	2600 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 5000+ Black Edition	2600 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 5200+	2700 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 5400+ Black Edition	2800 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 5400+	2800 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 5600+	2900 MHz	512 + 512	65 W	65 nm
Athlon 64 X2 5800+	3000 MHz	512 + 512	89 W	65 nm
Athlon 64 X2 6000+	3100 MHz	512 + 512	89 W	65 nm

O que é?

Tecnologia NM: Significa NanoMetros, ou seja o tamanho das peças internas do núcleo do processador, quanto menor melhor: gasta menos energia, esquenta menos, tem mais espaço para memória cachê e recursos.

Cachê L2: Cachê é um dispositivo de acesso rápido, interno a um sistema, que serve de intermediário entre um operador de um processo e o dispositivo de armazenamento. Em um processador tem Cachê L1 e o L2, onde o Cachê L2  tem muito mais memória que o Cachê L1. A memória cache L2 é, sobretudo, um dos elementos essenciais para um bom rendimento do processador mesmo que tenha um clock baixo.

TDP: O Projeto de Força Térmica (TDP, do inglês Thermal Design Power) representa a quantidade máxima de energia em que um sistema refrigerando de um computador necessita dissipar.