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PROCESSADOR OU MICRO-PROCESSADOR
O microprocessador, popularmente chamado de processador, é um circuito
integrado que realiza as funções de cálculo e tomada de decisão de
um computador. Todos os computadorese equipamentos eletrônicos baseiam-se
nele para executar suas funções, podemos dizer que o processador é o cérebro do
computador por realizar todas estas funções, é tornar o computador inteligente.
Um microprocessador incorpora as funções de uma unidade central de
computador (CPU) em um único circuito integrado, ou no máximo alguns
circuitos integrados. É um dispositivo multifuncional programável que aceita
dados digitais como entrada, processa de acordo com as instruções armazenadas
em sua memória, e fornece resultados como saída. Microprocessadores operam
com números e símbolos representados no sistema binário.
O microprocessador moderno é um circuito integrado formado por uma camada
chamada de mesa epitaxial de silício, trabalhada de modo a formar um cristal de
extrema pureza, laminada até uma espessura mínima com grande precisão,
depois cuidadosamente mascarada por um processo fotográfico e dopada pela
exposição a altas temperaturas em fornos que contêm misturas gasosas de
impurezas. Este processo é repetido tantas vezes quanto necessário à formação
da microarquitetura do componente.
Responsável pela execução das instruções num sistema, o microprocessador,
escolhido entre os disponíveis no mercado, determina, em certa medida a
capacidade de processamento do computador e também o conjunto primário de
instruções que ele compreende. O sistema operativo é construído sobre este
conjunto.
O próprio microprocessador subdivide-se em várias unidades, trabalhando em
altas freqüências. A ULA(Unidade Lógica Aritmética), unidade responsável pelos
cálculos aritméticos e lógicos e os registradores são parte integrante do
microprocessador na família x86, por exemplo.
Embora seja a essência do computador, o microprocessador diferente
do microcontrolador, está longe de ser um computador completo. Para que possa
interagir com o utilizador precisa de: memória, dispositivos de entrada/saída,
um clock, controladores e conversores de sinais, entre outros. Cada um desses
circuitos de apoio interage de modo peculiar com os programas e, dessa forma,
ajuda a moldar o funcionamento do computador.
O primeiro microprocessador comercial foi inventado pela Intel em 1971 para
atender uma empresa japonesa que precisava de um circuito integrado especial
para as suas atividades.1 A Intel projectou o 4004, que era um circuito
integrado programável que trabalhava com registradores de 4 bits, 46 instruções,
clock de 740Khz e possuía cerca de 2300 transistores. Percebendo a utilidade
desse invento a Intel prosseguiu com o desenvolvimento de novos
microprocessadores: 8008 (o primeiro de 8 bits) e a seguir o 8080 e o
microprocessador 8085. O 8080 foi um grande sucesso e tornou-se a base para os
primeiros microcomputadores pessoais na década de 1970 graças ao sistema
operacional CP/M. Da Intel saíram alguns funcionários que fundaram a Zilog,
que viria a lançar o microprocessador Z80, com instruções compatíveis com o
8080 (embora muito mais poderoso que este) e também de grande sucesso.
A Motorola possuía o 68000 e a MOS Technology o 6502. A Motorola ganhou
destaque quando implantou oMC68000P12, de 12 MHz com arquitetura de 32 bits
(embora seu Barramento fosse de 24 bits e seu Barramento de endereços de 16
bits), no Neo-Geo, um poderoso Arcade da SNK que posteriormente ganharia a
versão AES (console casero) e CD (versão CD), todos eles com o mesmo
hardware inicial. Todos os microprocessadores de 8 bits foram usados em muitos
computadores pessoais (Sinclair, Apple Inc., TRS, Commodore, etc).
Em 1981 a IBM decidiu lançar-se no mercado de computadores pessoais e no
seu IBM-PC utilizou um dos primeiros microprocessadores de 16 bits,
o 8088 (derivado do seu irmão 8086lançado em 1978) que viria a ser o avô dos
computadores atuais. A Apple nos seus computadores Macintosh utilizava os
processadores da Motorola, a família 68000 (de 32 bits). Outros fabricantes
também tinham os seus microprocessadores de 16 bits, a Zilog tinha o Z8000,
a Texas Instruments o TMS9900, a National Semiconductor tinha o 16032,mas
nenhum fabricante teve tanto sucesso como a Intel, que sucessivamente foi
lançando melhoramentos na sua linha 80X86, tendo surgido assim (por ordem
cronológica) o 8086, 8088, 80186, 80188, 80286,80386, 80486, Pentium, Pentium
Pro, Pentium MMX, Pentium II, Pentium III, Pentium IV, Pentium M, Pentium
D, Pentium Dual Core, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core i3, Core i5 e Core i7. Para
o IBM-AT foi utilizado o 80286, depois um grande salto com o 80386 que podia
trabalhar com memória virtual e multitarefa, o 80486 com coprocessador
matemático embutido e finalmente a linha Pentium, com pipeline de
processamento.
Como grande concorrente da Intel, a AMD aparece inicialmente como fabricante
de microprocessadores da linha x86 alternativa mas a partir de um certo
momento deixou de correr atrás da Intel e partiu para o desenvolvimento de sua
própria linha de microprocessadores:
K6, Athlon, Duron, Turion, Sempron, Phenom. Paralelamente à disputa entre
Intel e AMD, a IBM possuía a linha PowerPC utilizada principalmente pelos
microcomputadores da Apple.
A evolução tecnológica envolvida é surpreendentemente grande, de
microprocessadores que trabalhavam com clock de dezenas de kHz e que podiam
processar alguns milhares de instruções por segundo, atingiu-se clocks na casa
dos 7 GHz e poder de processamento de dezenas de bilhões de instruções por
segundo. A complexidade também cresceu: de alguns milhares de transístores
para centenas de milhões de transístores numa mesma pastilha.
O CPU tem como função principal unificar todo o sistema, controlar as funções
realizadas por cada unidade funcional, e é também responsável pela execução de
todos os programas do sistema, que deverão estar armazenados na memória
principal.