Processadores 

O microprocessador é o principal componente de um computador. Um computador equipado com um processador Pentium, será ser chamado de "Pentium" e um outro com um processador 486 será chamado de "486". Porém, é importante entender que o desempenho de um computador não é determinado apenas pelo processador, e sim pelo trabalho conjunto de todos os componentes: placa mãe, memória RAM, HD, Placa de Vídeo, etc. Caso apenas um desses componentes ofereça uma performance muito baixa, o desempenho do computador ficará seriamente prejudicado. Não adianta colocar um motor de Ferrari num Fusca. Um mero Pentium MMX com bastante memória RAM, um HD Rápido e uma boa placa de vídeo pode facilmente bater em performance um Pentium II com um conjunto fraco.

Vamos agora falar sobre as características dos microprocessadores utilizados nos micros PC’s, tanto os produzidos pela Intel quanto por outros fabricantes como a Cyrix e a AMD.
 

Processadores Risc x Processadores Cisc

Sempre houve uma grande polêmica em torno de qual dessas plataformas é melhor. Talvez você ache inútil estarmos falando sobre isso, mas é interessante compreender a diferença entre estas duas plataformas, para entender vários aspectos dos processadores modernos.

Um processador Cisc (Complex instruction set computer), é capaz de executar várias centenas de instruções complexas, sendo extremamente versátil. Exemplos de processadores CISC, são o 386 e o 486.

No começo da década de 80, a tendência era construir chips com conjuntos de instruções cada vez mais complexos. Mas alguns fabricantes resolveram seguir o caminho oposto, criando o padrão Risc (Reduced instruction set computer). Ao contrário dos complexos Cisc, os processadores Risc são capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples. Justamente por isso, os chips baseados nesta arquitetura são mais simples e muito mais baratos. Outra vantagem dos processadores Risc, é que por terem um menor número de circuitos internos, podem trabalhar com clocks mais altos. Um exemplo são os processadores Alpha que em 97 já operavam a 600 Mhz.

Pode parecer estranho que um chip que é capaz de executar algumas poucas instruções, possa ser considerado, por muitos, mais rápido do que outro que executa centenas delas. Seria como comparar um professor de matemática com alguém que sabe apenas as quatro operações. O que acontece, é que um processador Risc é capaz de executar tais instruções muito mais rapidamente. Assim, em conjunto com um software adequado, estes processadores são capazes de desempenhar todas as funções de um processador Cisc, compensando suas limitações com uma velocidade maior de operação.

É indiscutível porém, que em instruções complexas, os processadores Cisc saem-se muito melhor. Por isso, ao invés da vitória de uma das duas tecnologias, atualmente vemos processadores híbridos, que são essencialmente processadores Cisc, porém que possuem internamente núcleos Risc. Assim, a parte Cisc do processador pode cuidar das instruções mais complexas, enquanto que o núcleo Risc pode cuidar das mais simples, nas quais é mais rápido. Parece que o futuro nos reserva uma fusão destas duas tecnologias. Um bom exemplo de processador híbrido é o Pentium Pro.
 

Do 8086 ao Pentium

Talvez você ache pouco interessante ler sobre estes processadores obsoletos, mas é interessante conhecer seu funcionamento para entender muitos dos recursos utilizados nos processadores mais modernos. Na pior das hipóteses, você irá aprender um pouco mais sobre a história da Informática :-)
 

Intel 8086

Lançado em 1978, foi o primeiro processador de 16 bits a ser criado. Acabou sendo um grande fracasso, pois na época não existiam circuitos de apoio que pudessem trabalhar a 16 bits, sendo utilizado apenas em alguns sistemas corporativos. O 8086 podia acessar até 1 MB de memória RAM e permitia o uso de um coprocessador aritmético externo, o 8087 que poderia ser adquirido separadamente.
 

Intel 8088

O 8086 era idêntico ao 8086, mas apesar de internamente funcionar com palavras binárias de 16 bits, externamente trabalhava com palavras de 8 bits. Isto permite seu uso em conjunto com periféricos como placas de vídeo e discos de 8 bits, que eram muito mais baratos na época, sendo justamente este o motivo da sua popularização. O 8088 foi usado nos micros IBM PC e IBM XT, e também em clones de outros fabricantes, e possuía velocidade de operação de 4,77 Mhz
 

Intel 286

O i286 trabalhava usando palavras de 16 bits tanto interna quanto externamente. Foi lançado quando já existiam circuitos de apoio 16 bits a preços acessíveis, conseguindo uma espantosa aceitação. O 286 permitia também o uso de um coprocessador aritmético, o 80287 que deveria ser adquirido à parte. O 286 foi utilizado nos micros PC-AT da IBM e em clones de vários concorrentes.

O 286 trouxe um grande avanço sobre o 8086, seus dos modos de operação: o "Modo Real" e o "Modo Protegido". No modo real, o 286 se comporta exatamente como um 8086 (apesar de mais rápido) oferecendo total compatibilidade com os programas já existentes. Já no modo protegido, ele incorpora funções mais avançadas, como a capacidade de acessar até 16 megabytes de memória RAM, multitarefa e memória virtual em disco.

Assim que ligado, o processador opera em modo real, e com uma certa instrução passa para o modo protegido. O problema é que, quando em modo protegido, o 286 deixa de ser compatível com os programas escritos para 8088. E uma vez em modo protegido, não havia uma instrução que o fizesse voltar para o modo real, (somente reiniciando o micro). Assim, apesar de oferecer os recursos do modo protegido, poucos foram os programas capazes de usa-lo. Por este motivo, o computadores equipados com processadores 286 eram geralmente utilizados simplesmente como XT's mais rápidos.
 

Intel 386

Lançado pela Intel em 85, o 386 trabalha interna e externamente com palavras de 32 bits, sendo capaz de acessar até 4 gigabytes de memória RAM e ao contrario do 286, ele pode alternar entre o modo real e o modo protegido. Foram então desenvolvidos vários sistemas operacionais como o Windows 3.1, OS/2, Windows 95 e Windows NT que funcionavam usando o modo protegido do 386.

O 386 era muito rápido para as memórias RAM existentes na época. Por isso, muitas vezes ele tinha que ficar "esperando" os dados serem liberados pela memória RAM para poder concluir suas tarefas, perdendo muito em desempenho. Para solucionar esse problema, foram inventadas as memórias cache (SRAM) que são utilizadas em pequena quantidade na grande maioria das placas mãe para micros 386 e superiores. Esta memória cache é um tipo de memória ultra-rápida que armazena os dados da memória RAM mais usados pelo processador, de modo que mesmo uma pequena quantidade dela melhora bastante a velocidade da troca de dados entre o processador e a RAM.

O 386 exige o uso de periféricos de 32 bits, que eram muito caros na época, por isso, a Intel lançou uma versão do 386 de baixo custo, chamada de 386 SX, que internamente trabalhava à 32 bits, porém externamente funcionava à 16 bits, possibilitando a fabricação de placas mãe mais baratas usando basicamente os mesmos componentes das placas de 286. Para não haver confusão, o 386 original passou a ser chamado de 386 DX.

O 386 permite o uso dos coprocessadores aritméticos 80387SX (para o 386 SX) e o 80387DX (para o 386 DX). Outros fabricantes como a AMD também lançaram seus modelos de 386.
 

486DLC e 486SLC

Lançados pela Cyrix, esses processadores nada mais são do que processadores 386 (respectivamente o DX e o SX) que possuíam um cache interno de 8 KB, usando inclusive placas mãe de 386. Apesar disso, devido ao cache, o seu desempenho era bastante superior aos processadores 386, e como se podia trocar apenas o processador num upgrade, acabou se tornando uma boa opção para Upgrades de baixo custo.
 

Modo real e modo protegido

Operando em modo real, o processador opera exatamente como um 8086, apenas funcionando a um clock maior. Não somente o 286 e o 386, mas todos os processadores atuais, podem alternar entre o modo real e o modo protegido. No modo real, rodamos o MS-DOS e alguns aplicativos mais antigos, enquanto no modo protegido rodamos o Windows e seus programas.

Com certeza, alguma vez ao tentar rodar um programa antigo, você já se deparou com uma enigmática mensagem de falta de memória, apesar dos manuais do programa dizerem que ele precisa apenas de 500 ou 600 KB de memória e você ter instalados 16, 32, 64 ou mesmo 128 megabytes no seu computador. Estas mensagens surgem por que estes programas rodam com o processador operando em modo real, onde -como o 8086- ele é capaz apenas de reconhecer o primeiro megabyte da memória RAM. Este primeiro megabyte é subdividido em dois blocos, chamados de memória convencional e memória estendida.

A memória convencional corresponde aos primeiros 640 KB da memória e é a área de memória usada pelos programas que operam em modo real. Os 384 KBytes restantes, são chamados de memória superior, e são reservados para uso do Bios. Nesta faixa de memória, são gravadas as ROMs de vários dispositivos, como da placa vídeo e também do próprio Bios.

Mesmo assim, o programa não deveria rodar, já que ele precisa apenas de 600 Kbytes, e eu possuo 640 Kbytes de memória convencional? A resposta é não, pois apesar de possuirmos 640 bytes de memória convencional, pronta para ser usada por qualquer programa que opere em modo real, nem toda esta memória fica disponível, já que parte dela é usada pelo MS-DOS e drivers de dispositivos de modo real. Mas de qualquer forma e possível liberar mais memória convencional, editando os arquivos de inicialização do DOS ou do Windows 95, conseguindo assim rodar estes programas.

Quando o computador é ligado, o processador está operando em modo real. Quem dá o comando para que ele mude para o modo protegido é o sistema operacional. No caso do Windows, este comando é dado durante o carregamento do sistema.

Em modo protegido, o processador é capaz de reconhecer toda a RAM instalada no sistema, além de incorporar recursos como a multitarefa e a memória virtual em disco, é neste modo que usamos a interface gráfica do Windows e rodamos seus aplicativos.
 

Intel 486

Ao contrario dos processadores anteriores, fora a maior velocidade de processamento, o 486 não trouxe nenhuma grande inovação. Como o 386, ele trabalha a 32 bits e é capaz de acessar até 4 gigabytes de memória RAM. A diferença ficou por conta do acréscimo de um cache interno (L1) de 8KB e da adoção de um coprocessador aritmético interno. Apesar disso, devido às brutais mudanças na arquitetura, o 486 é cerca de duas vezes mais rápido do que um 386 do mesmo clock.

Como anteriormente, a Intel criou um 486 de baixo custo, chamado de 486 SX, que era idêntico ao original, porém sem o coprocessador aritmético interno, podendo ser acoplado a ele o 80487SX. O 486 original passou então a ser chamado de 486 DX.

Foram lançadas versões do 486 à 25 Mhz, 33 Mhz e 40 Mhz, porém criou-se uma barreira, pois não haviam na época circuitos de apoio capazes de trabalhar a mais de 40 Mhz. Para solucionar esse problema, foi criado o recurso de Multiplicação de Clock no qual o processador trabalha internamente à uma velocidade maior do que a da placa mãe. Foram lançados então os 486 DX-2 (que trabalhavam ao dobro da freqüência da placa mãe) e logo depois os 486 DX-4 (que trabalhavam ao triplo da freqüência da placa mãe)
 

Com isso, surgiram também as placas mães "up-gradable" que suportavam a troca direta de um DX 33 por um DX-2 66 por exemplo, simplesmente mudando-se a posição de alguns jumpers localizados na placa.

Mais uma novidade trazida pelo processadores 486, é a necessidade do uso de um ventilador (cooler) sobre o processador para evitar que ele se aqueça demais. O uso do cooler é obrigatório em todos os processadores 486 DX-2 e posteriores.
 

Multiplicação de Clock

Este recurso consiste em fazer o processador trabalhar internamente a uma freqüência maior do que a placa mãe e os demais componentes do micro. Assim, apesar do processador trabalhar à sua velocidade nominal, ele comunica-se com os demais componentes na freqüência da placa mãe, que geralmente é de 66 ou 100 Mhz nos processadores mais recentes, sendo geralmente de 40 Mhz nos micros 486.

O uso da multiplicação de clock permite atingir velocidades elevadas, pois é muito mais fácil desenvolver processadores velozes do que placas mãe e circuitos de apoio que funcionem a tal velocidade. Claro que existe um limite, pouco adianta criar um processador super veloz e utilizar um multiplicador muito alto para faze-lo funcionar, se a todo momento o processador tem que ficar esperando para acessar dados na memória RAM ou HD, ou mesmo ficar esperando a placa de vídeo terminar de exibir uma imagem para poder enviar a próxima. Devido a isto, um computador equipado com um processador Pentium de 200 Mhz não é duas vezes mais rápido do que um de 100 Mhz com configuração semelhante, pois em ambos a placa mãe funciona a 66 Mhz. Na prática, o Pentium 200 mal chega a ser 70% mais rápido.
 

Coprocessador Aritmético

A função deste processador é auxiliar o processador principal no cálculo de números fracionários, ou de ponto flutuante. Em aplicações que fazem uso intenso deste tipo de cálculo, como programas gráficos e jogos com gráficos poligonais, a presença deste auxiliar é indispensável. Apesar do processador principal também ser capaz de executar tais funções, isto prejudicaria muito o desempenho. Por isso, apartir dos micros 486, o coprocessador passou ser um item obrigatório. O desempenho do coprocessador aritmético é tratado como "fpu" em benchmark comparativos.

Este recurso de criar chips auxiliares do processador principal é um recurso muito usado. Pois é muito mais racional usar chips baratos para executar ações simples que antes congestionavam o processador principal, do que investir em processadores mais velozes. Por exemplo, todos os modems atuais possuem Uart, que é um conjunto de circuitos que permitem ao modem gerenciar ele mesmo o envio e recebimento de dados, deixando o processador principal livre para executar outras tarefas. Como não poderia deixar de ser, alguns fabricantes "espertos" lançaram versões de modems sem a Uart, que obrigam o processador a fazer todo o trabalho, degradando muito o desempenho geral do sistema. Tais modems são chamados de WinModems e não são uma boa opção de compra.
 

Intel Pentium

Sucessor do 486, o Pentium ainda é um processador de 32 bits. Pode-se pensar, então, que já que ele continua trabalhando com palavras binárias de 32 bits, qual seria a vantagem dele sobre o 486. São basicamente duas:

A primeira, é que ao contrário do 486, o Pentium acessa a memória usando palavras binárias de 64 bits. São acessados dois bits por vez ao invés de apenas um, o que melhora a velocidade de acesso às memórias, ajudando a solucionar o antigo problema da lentidão da memória RAM. Outra novidade é sua arquitetura superescalar. O Pentium funciona internamente com dois processadores de 32 bits distintos, sendo capaz de executar 2 instruções por ciclo de clock, preservando também a compatibilidade com programas escritos para processadores mais antigos.

A segunda é que o Pentium possui um cache L1 de 16 KB embutido e trabalha com velocidades de barramento de 50 à 66 Mhz, o que somado à maior velocidade de acesso à memória RAM, o torna cerca de 2 vezes mais rápido do que um 486 do mesmo clock.

Como no 486, os processadores Pentium possuem um coprocessador aritmético embutido e usam multiplicador de clock:

Como nos 486, as placas mãe para Pentium mais recentes suportam várias freqüências de barramento e vários multiplicadores distintos, podendo ser configuradas para o uso com todos os processadores da família.
 

Processadores In-a-Box

"In-a-Box" significa numa tradução livre "numa caixa". Geralmente, um mesmo processador é vendido em duas versões, a In-a-Box e a OEM. Na versão in-a-box o processador vem dentro de uma caixa, acompanhado de holografias, manuais, e de uma garantia maior. A versão OEM é vendida para integradores, e não acompanha nenhuma das quinquilharias da versão in-a-box, tendo também uma garantia bem menor, passando segundo as más línguas, também por um controle de qualidade menos rigoroso.

A principal vantagem dos processadores in-a-box, é o fato de virem acompanhados de um cooler de ótima qualidade, que é fixo sobre o processador.

Apesar de um pouco mais caros, vale investir um pouco a mais num processador in-a-box, pois além do ótimo cooler, temos a certeza de não se tratar de um processador remarcado.
 

AMD "586"

Este processador foi lançado pela AMD pouco depois do lançamento do Pentium pela Intel. Porém, ao contrário do que se pode pensar pelo nome, de Pentium esse processador não tem muita coisa. Ele usa placas de 486 utilizando barramento de 33 Mhz e multiplicador de 4x, totalizando os seus 133 Mhz. Devido à estratégia de Marketing, muitos pensavam se tratar de um "Pentium Overdrive" porém este processador não passa de um 486 um pouco mais rápido. Comparado com um 486 DX-4 100 a diferença de performance é de apenas 33%, servindo apenas como uma alternativa barata de upgrade. A Cyrix também lançou um processador muito parecido, chamado de Cyrix 586.
 

AMD K5

Pentium Compatível da AMD, oferece um desempenho bastante semelhante ao Pentium da Intel. Perde apenas no desempenho do coprocessador aritmético que é lento se comparado ao da concorrente. O K5 não chegou a se tornar muito popular devido ao seu lançamento atrasado. Quando finalmente saíram as versões de 100 e 133 Mhz do K5, a Intel já havia lançado as versões de 166 e 200 Mhz do Pentium, ficando difícil a concorrência.
 

Pentium Overdrive

Como fez com os antigos 386 SX, a Intel lançou também um Pentium "Low Cost". Este processador apesar de internamente ter um funcionamento idêntico a um Pentium, utiliza placas mãe para processadores 486, sendo por isso chamando de Overdrive. Foi lançado em duas versões: de 63 Mhz (25 Mhz x 2,5) e 83 Mhz (33 Mhz x 2,5).

Devido à baixa velocidade de barramento e à compatibilidade com os antigos componentes das placas de 486, estes processadores perdem feio em performance se comparados com um Pentium "de verdade": o de 63 Mhz apresenta performance idêntica ao 486 DX4 100 e o de 83 Mhz uma performance pouco superior. Não fizeram muito sucesso devido a serem muito caros considerando-se o ganho em performance, por isso é quase impossível encontrar um. Em termos de custo-beneficio o 586 da AMD é muito melhor.
 

Nos dias de Hoje

Finalmente acabamos a nossa "aula de história" e vamos agora falar sobre os processadores mais modernos. Note que as tecnologias que já discutimos, como a multiplicação de clock, modo real e modo protegido, coprocessador aritmético, Risc, Cisc e cache, entre outras, continuarão sendo utilizadas.
 

Pentium MMX

Lançado no inicio de 1997, o MMX é muito parecido com o Pentium clássico na arquitetura. Foram porém adicionadas 57 novas instruções ao conjunto x86, que era o mesmo desde o 8086. As novas instruções visam melhorar o desempenho do processador em aplicações multimídia e processamento de imagens. Nestas aplicações, algumas rotinas podem ficar até 400% mais rápidas com o uso das instruções MMX. É necessário porém que o software adotado faça uso de tais instruções, caso contrário não haverá nenhum ganho de performance.

Foi aumentado também o cache primário (L1) do processador, que passou a ser de 32KB o que o torna cerca de 10% mais rápido do que um Pentium clássico, mesmo em operações que não façam uso das instruções MMX.

O Pentium MMX pode ser encontrado em versões de 166, 200 e 233 Mhz. Todas usando barramento de 66 Mhz.

A Intel lançou também modelos de MMX Overdrive, que podem substituir antigos processadores Pentium 120, 100 ou 75 simplesmente substituindo o processador. O problema é que estes processadores são mais caros e difíceis de encontrar, não sendo muito atraentes, em termos de custo-beneficio. Caso a sua placa não ofereça suporte aos processadores MMX vale muito mais à pena troca-la também.

Falando em suporte, muitas pessoas ainda tem muitas dúvidas sobre a instalação do MMX em placas mais antigas. A verdade é que na maioria delas o MMX não pode ser instalado devido ao seu duplo sistema de voltagem. No MMX, os componentes internos do processador, ou "core" funcionam utilizando voltagem de 2.8V, enquanto que os circuitos de I/O que fazem a ligação do processador com o meio externo continuam funcionando a 3.3V como no Pentium Clássico.

Este sistema duplo foi criado para diminuir o calor dissipado pelo processador. Acontece que placas mais antigas estão preparadas para fornecer apenas as voltagens de 3.3V e 3.5V utilizadas pelo Pentium Standart e VRE, sendo unicamente por isso incompatíveis com o MMX. Até podemos instalar um MMX nessas placas, setando a voltagem para 3.3V porém, este procedimento é arriscado, pois estaríamos obrigando o processador a trabalhar com uma voltagem bem superior à original. Isso fará com que o processador aqueça muito mais do que o normal podendo danifica-lo. Você pode tentar minimizar isso melhorando a refrigeração do processador, mas de qualquer forma este não é um procedimento recomendável.

Na verdade qualquer placa que suporta o Pentium comum, poderia suportar também o MMX, pois o que muda são apenas os circuitos reguladores de voltagem, que além dos 3.3, e 3.5V devem suportar a voltagem dual de 2.8 e 3.3V. As instruções MMX são apenas software, e não requerem nenhum tipo de suporte por parte da placa mãe. Justamente por isso, todas as placas mãe para MMX suportam também o Pentium clássico, bastando setar corretamente os jumpers que determinam a voltagem.
 

AMD K6

O K6, concorrente da AMD para o Pentium MMX, apresenta vantagens e desvantagens sobre ele. O K6 possui um cache L1 de 64 KB, contra os 32 KB do MMX, porem, é capaz de executar apenas uma instrução MMX por ciclo de clock contra duas do concorrente, perdendo em aplicativos que façam uso destas instruções. O coprocessador aritmético interno também é bem mais lento do que o encontrado nos processadores Pentium, por isso, o K6 perde também em aplicativos que façam muito uso de cálculos de ponto flutuante como a maioria dos jogos por exemplo.

Outro problema do K6 é o aquecimento exagerado apresentado por esse processador, que apesar de não oferecer problemas de operação, dificulta o overclock (overclock é um método para envenenar o processador, que vamos ver com detalhes no 13º capítulo deste livro).

Apesar das limitações, o K6 é mais veloz do que um MMX, de mesmo clock, em muitas aplicações. Usando o Business Winstone 97, famoso programa de benchmark para medir a performance do K6, obtemos os seguintes resultados:
 

Podemos notar através do Benchmark que a performance do K6 em ambiente Windows é levemente superior à do MMX. Em aplicações MMX porém ele perde, sendo um K6 233 mais lento até mesmo do que um 200 MMX. Como dito anteriormente, ele perde também em programas e jogos que façam uso intensivo de cálculos de ponto flutuante, como o Quake 2, por exemplo.

Para aplicações de escritório como o Office, o K6 é uma boa opção, pois nestas aplicações ele é mais rápido do que o MMX, sendo bem mais barato.

A escolha entre estes dois processadores, depende da aplicação à qual o micro se destina. Para jogos ou edição de imagens, o MMX é melhor, enquanto que para aplicações mais corriqueiras, o K6 é superior (e mais barato).

Quanto mais elevada for a velocidade de operação de um processador, maior será a quantidade de calor gerado. Justamente por isso, os fabricantes procuram desenvolver novas tecnologias de fabricação, que permitam produzir chips com transistores cada vez menores, a fim de diminuir o consumo de energia e consequentemente a dissipação de calor. As primeiras versões do K6 utilizavam a técnica de produção de 0.35 mícron, com transistores medindo 0.35 milésimos de milímetro, e utilizavam voltagem interna de 2.9 ou 3.2 volts com voltagem externa de 3.3V. Estas primeiras séries são chamadas de "modelo 6".

Apartir da versão de 233 Mhz, o K6 passou a ser produzido usando uma nova técnica de produção de 0.25 mícron, o que garante uma dissipação de calor bem menor. Estas versões são chamadas de "modelo 7" e operam com voltagem menor, de apenas 2.2V.

Note que apenas as placas mãe mais modernas oferecem a voltagem de 2.2V exigida pelos modelos mais recentes do K6. Ao comprar uma placa mãe para este processador, não se esqueça deste detalhe.

Todos os K6 de 166 e 200 Mhz são produzidos usando-se a técnica de produção de 0.35 mícron, enquanto que todos os processadores de 266 e 300 Mhz o são pela técnica de 0.25 mícron. O problema são os processadores de 233 Mhz, pois estes foram fabricados com ambas as técnicas. Para reconhecer um ou outro, basta olhar a voltagem que está estampada no processador, os de 0.35 mícron usam voltagem interna de 2.9 ou 3.2 e voltagem externa de 3.3, enquanto que os modelos de 0.25 mícron usam voltagem interna de 2.2V.
 

AMD K6-2

À exemplo da Intel ao incorporar as instruções MMX às instruções x86 padrão, a AMD incorporou 27 novas instruções aos seus processadores K6-2. Essas instruções são chamadas de 3D-Now! e tem o objetivo de agilizar o processamento de imagens tridimensionais, funcionando em conjunto com uma placa aceleradora 3D. A exemplo das instruções MMX, é necessário que o software adotado faça uso do 3D-Now!.

Além das novas instruções, os novos K6-2 trabalham com velocidade de barramento de 100 Mhz e tem versões apartir de 300 Mhz. Como o K6, ele é compatível com as instruções MMX, mas executa apenas uma instrução por ciclo de clock contra duas dos processadores Intel. Todos os K6-2 são fabricados usando-se a técnica de produção de 0.25 mícron, o que garante uma menor dissipação de calor. Como os K6 modelo 7, o K6-2 utiliza voltagem de 2.2V.

Apesar de funcionar com bus de 100Mhz, o K6-2 também pode ser utilizado em uma placa mãe mais antiga, que suporte apenas bus de 66 Mhz. Neste caso, um K6-2 de 300 Mhz, seria usado com bus de 66Mhz e multiplicador de 4,5x. perdendo um pouco em performance. Também é necessário que a placa mãe suporte a voltagem de 2.2V usada pelo K6-2.
 

Cyrix 686MX

O 686MX é o concorrente da Cyrix para o MMX da Intel. Como o K6, este processador possui um cache L1 de 64 KB, e funciona usando o soquete 7. A performance em aplicações Windows é muito parecida com um K6 do mesmo clock, porém o coprocessador aritmético é ainda mais lento do que o que equipa o K6, tornando muito fraco o seu desempenho em jogos e aplicativos que façam uso intenso de cálculos de ponto flutuante.

Para aplicações de escritório como o Office, o 6x86 é uma ótima opção devido ao seu baixo preço, mas ele não é muito adequado caso o principal uso do micro seja para programas gráficos ou jogos.

O 686MX usa voltagem dual de 2.9 e 3.3V, sendo 2.9 para o núcleo do processador e 3.3 para os circuitos de I/O. Caso a placa mãe não ofereça esta voltagem específica, podemos setar a voltagem para 2.8 e 3.3V, como no MMX, sem problemas.

O 686MX é encontrado nas versões PR150, PR166, PR200, PR233 e PR266. Note que nos processadores da família MX, o índice PR é diferente do clock do processador. O 686MX PR266 por exemplo, é vendido em versões com clock de 225 Mhz (3x 75Mhz) e 233 (3x 66Mhz). O Índice PR serve apenas como um comparativo, dizendo que apesar do clock, o PR266 tem desempenho 33% superior a um Pentium MMX de 200 Mhz.
 

Cyrix MII

O MII nada mais é do que uma continuação da série 686MX, alcançando agora índices PR 300, 333 e 350, já sendo anunciado também o PR400. Como o 686MX, o MII utiliza voltagem dual de 2.9/3.3V, mas que pode ser setada para 2.8/3.3 sem problemas.
 

Cyrix Media GX

O Media GX é um processador 6x86MX acrescido de circuitos controladores de memória e cache, assim como controladores de vídeo e som, que se destina ao mercado de PC’s de baixo custo e principalmente a notebooks. Quando usado em computadores portáteis o media GX traz a vantagem de consumir pouca eletricidade, proporcionando uma maior autonomia da bateria. Já os micros de mesa equipados com o media GX pecam por oferecerem poucas possibilidades de upgrade.

Por exigir uma placa mãe específica, o media GX se destina somente aos computadores de arquitetura fechada. Justamente por isso, você nunca irá montar um micro usando este processador
 

Intel Pentium Pro

O Pentium Pro utiliza o soquete 8 e exige uma placa mãe especifica. A principal vantagem deste processador sobre o Pentium comum, é que nele o cache L2 é embutido no processador e utiliza a mesma freqüência que ele, o que garante um desempenho muito maior.

Justamente devido ao cache, o Pentium Pro era muito difícil de produzir, pois a complexidade do cache L2 resultava numa elevada taxa de rejeição. E, como no Pentium Pro o cache L2 está embutido no mesmo invólucro do processador, um defeito no cache L2 condenava todo o processador à lata de lixo. Estes problemas de fabricação contribuíam para tornar o Pentium Pro ainda mais caro.

Mais uma característica marcante do Pentium Pro é sua arquitetura otimizada para rodar aplicativos exclusivamente 32 bits como o Windows NT. Rodando o Windows 95, ou sistemas 16 bits como o DOS ou o Windows 3.x, ele apresenta uma performance pouco superior ou até mesmo inferior, em alguns casos, a um Pentium clássico do mesmo clock, sendo indicado apenas para servidores. Ele executa 3 instruções contra duas do Pentium comum por ciclo de clock mas não é compatível com as instruções MMX. Usando o Business Winstone para medir a sua performance, obtemos os seguintes resultados:

Para uso doméstico não faria muito sentido o uso de um Pentium Pro, porém num servidor, o cache L2 funcionando na mesma velocidade do processador faz muita diferença, pois o processamento de dados nestas máquinas é muito repetitivo. Tanto que mesmo com o surgimento do Pentium II, onde o cache L2 apesar de ser de 512 KB funciona a apenas metade da velocidade do processador, muitos ainda preferem continuar usando o Pentium Pro, pois além do cache, ele oferece recursos interessantes para uma máquina servidora como a possibilidade de usar até quatro processadores em paralelo (o Pentium II é limitado a dois processadores), além da maior quantidade de memória suportada, recursos que só foram superados pelo Pentium II Xeon.
 

O Pentium Pro foi produzido em versões equipadas com 256, 512 ou 1204 KB de cache L2, e em velocidades de até 200 Mhz.
 

Pentium II

O Pentium II utiliza um novo tipo de encapsulamento e novo tipo de soquete, chamado de Slot One, o que exige uma placa mãe específica para ele.

Isso não deixa de ser uma política predatória da Intel, pois como o Slot One foi criado e patenteado por ela, os outros fabricantes não podem usar essa tecnologia nos seus processadores.

O Pentium II apresenta 32 KB de cache L1 e 512 KB de cache L2 que é embutido no cartucho do processador. Ao contrario do L2 tradicional que fica na placa mãe, trabalhando na velocidade desta, o cache L2 do Pentium II trabalha à metade da velocidade do processador, o que melhora e muito o seu desempenho, pois no caso de um Pentium II de 266 Mhz por exemplo, o L2 funciona a 133 Mhz, ou seja, o dobro do barramento padrão de 66 Mhz utilizado pela maioria dos outros processadores. O Pentium II incorpora também as instruções MMX, executando 3 por ciclo de clock, além de várias características encontradas nos processadores Pentium Pro.

Estas características o tornam bastante rápido em ambientes exclusivamente 32 bits, proporcionados pelo Windows NT por exemplo, sem perder em performance rodando aplicativos 16 bits ou híbridos como ocorre no Pentium Pro.

O Pentium II é produzido usando-se duas arquiteturas diferentes. As versões de até 300 Mhz, utilizam a arquitetura Klamath, que consiste numa técnica de fabricação de 0.35 mícron, muito parecida com a utilizada nos processadores Pentium MMX. Nas versões apartir de 333 Mhz, é utilizada a arquitetura Deschutes de 0.25 mícron, que garante uma menor dissipação do calor, ocasionando uma maior durabilidade e confiabilidade do processador. Vale lembrar também que no Pentium II não precisamos nos preocupar em setar corretamente a voltagem do processador, pois isto é feito automaticamente pela placa mãe. Só por curiosidade, os processadores baseados na arquitetura Klamath utilizam 2.8volts, enquanto os baseados na arquitetura Deschutes utilizam 2.0volts.

Uma última consideração a respeito dos processadores Pentium II é sobre a velocidade de barramento utilizada pelo processador. As versões do Pentium II de até 333 Mhz, funcionam usando barramento de 66 Mhz, enquanto que as versões apartir de 350 Mhz utilizam barramento de 100 Mhz, o que acelera a troca de dados entre o processador e as memórias. Vale lembrar que apenas as placas mãe equipadas com chipsets i440BX ou i440GX suportam esta velocidade de barramento.
 

Celeron

A fim de abocanhar também uma fatia do mercado de PC’s de baixo custo, onde estava perdendo terreno para o K6 e o 6x86MX, a Intel lançou uma versão de baixo custo do Pentium II, batizada de Celeron, do Latin "Celerus" que significa velocidade. O Celeron nada mais é do que um Pentium II desprovido do Cache L2 e do invólucro metálico, e foi produzido produzido em versões de 266 e 300 Mhz.

O Cache L2 é um componente extremamente importante nos processadores atuais, pois apresar da velocidade dos processadores ter aumentado mais de 1000 vezes nas últimas duas décadas, a memória RAM pouco evoluiu em velocidade. Isto aconteceu pois é muito mais difícil criar memórias mais rápidas a preços acessíveis, do que processadores rápidos. Pouco adianta um processador veloz, se ao todo instante ele tem que parar o que está fazendo para esperar dados provenientes da memória RAM. É justamente aí que entra o cache secundário, reunindo os dados mais importantes da memória, para que o processador não precise ficar esperando. Retirando o cache L2, a performance do equipamento cai em mais de 30%. Justamente por isso, além de perder feio para o seu irmão mais velho, o Celeron perde até mesmo para processadores mais antigos, como o MMX, o K6 e o 6x86 MX. De fato, um Celeron de 266 Mhz, perde até mesmo para um 233 MMX na maioria das aplicações.

Um ponto a favor do Celeron é seu coprocessador aritmético que, sendo idêntico ao do Pentium II, é muito mais rápido do que o do MMX ou do K6, o que lhe garante um bom desempenho em aplicações gráficas. O Celeron possui também uma outra vantagem da qual podem tirar proveito os usuários mais corajosos: ele pode funcionar sem maiores problemas a 400 ou até mesmo 450 Mhz, em uma placa mãe que suporte Bus de 100 Mhz, neste caso estaríamos fazendo um Overclock no nosso Celeron. Trataremos com detalhes desse assunto no capítulo 13 deste livro.
 

Celeron A (Mendocino)

Devido ao baixo desempenho, o Celeron não conseguiu uma boa aceitação no mercado. Por isso, a Intel resolveu equipar as novas versões do Celeron com 128 KBytes de cache L2 que, ao contrário do cache encontrado no Pentium II, funciona na mesma velocidade do processador.

Estes 128 KB de cache fazem uma diferença incrível na performance do processador. Enquanto que um Celeron antigo é mais de 30% mais lento do que um Pentium II do mesmo clock, o Celeron Mendocino é menos de 5% mais lento, empatando em algumas aplicações. Isto acontece pois, devido ao Mendocino possuir uma quantidade 4 vezes menor de cache, nele, este funciona ao dobro da velocidade.

Como o Celeron Mendocino possui apenas uma pequena quantidade de cache, a Intel resolveu inclui-lo no próprio núcleo do processador. Aliás, a única diferença visível entre o Celeron antigo e o Celeron Mendocino é justamente o tamanho maior da capa de metal que envolve o núcleo do processador.

 

Pentium Xeon

O Xeon usa basicamente a mesma arquitetura do Pentium II, ficando a diferença por conta do cache L2, que no Xeon funciona na mesma velocidade do processador (como acontece no Celeron Mendocino e no Pentium Pro) sendo vendido em versões com 512, 1024 e 2048 KB de cache e (até o fechamento deste livro) em velocidades de 400 e 450 Mhz. O Xeon foi especialmente concebido para equipar servidores, pois nestes ambientes o processamento é muito repetitivo, e por isso o cache mais rápido e em maior quantidade faz uma grande diferença, não fazendo porém muito sentido sua compra para uso doméstico, justamente devido ao seu alto preço. Outro recurso importante do Xeon é a possibilidade de se usar até 8 processadores numa placa compatível, o que criaria um sistema multiprocessado de incrível desempenho a um custo relativamente baixo.
 

Intel Merced

O Merced será a próxima geração de processadores Intel. Desde o 8086 até o Pentium II, todos os processadores até aqui são baseados na mesma arquitetura x86, sendo compatíveis entre sí. O Merced, porém, será o inicio de uma nova arquitetura de processadores, contendo instruções de processamento totalmente diferentes dos processadores x86.

Apesar de nativamente incompatível com qualquer programa antigo, ele incluirá um mecanismo de emulação via hardware que permitirá executar programas antigos neste processador. Segundo a própria Intel, porém, perderá muito da performance executando tais aplicativos.

Pelo menos inicialmente, a idéia da Intel é criar um processador destinado a servidores de alto desempenho, mas não estão descartadas, no entanto, futuras versões para uso doméstico. Está previsto ,apenas para o final do ano 2000, o lançamento dos primeiros processadores Merced, de modo que atualmente ainda se sabe pouco sobre eles. Boatos dizem que suas primeiras versões terão velocidade entre 800 e 1000 Mhz, serão fabricados usando uma técnica de 0.18 mícron e funcionarão com bus de 200 Mhz.
 

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