O microprocessador

O avanço seguinte mais significativo nos microprocessadores veio em 1982 com o aparecimento do Intel 80286, a 16bit. O i286, como ficou conhecido, permitia 1GB de memória virtual endereçável e tinha 130.000 transístores. Trabalhava a velocidades entre os 8 MHz e os 12MHz, e aumentava em seis vezes a potência do 8086. Endereçava até 16 MB de memória física, continha um barramento de endereços de 24 bits e um de dados de16 bits.

Em 1985, a Intel lançou outro dos seus trunfos, o 80386, ou i386 como ficou conhecido. Este chip permitiu a transição para a era moderna do computador pessoal. Não devemos esquecer que ainda existem muitos computadores a trabalhar com o i386. O processador trabalha a velocidades entre os 16 MHz e os 25 MHz no 386X e 20MHz a 40MHz no 386DX. Tem um desenho de 32 bits com 275.000 transístores. Foi o primeiro processador da Intel a ter ambos os barramentos, dados e endereços de 32 bits. Tem 4GB de espaço de endereçamento e foi o primeiro da família Intel a suportar endereçamento linear.

Em 1986, o projecto Stanford MIPS produziu o primeiro processador RISC comercial, o R2000. MIPS é uma abreviatura de Microprocessador Without Interlocked Pipeline Stages.

A Sun apresentou em 1987 o primeiro microprocessador SPARC, que trabalhava a 36 MHz e foi desenhado para correr aplicações de 32 bits.

Em 1989, novamente a Intel lançou o 486. Era um aperfeiçoamento do desenho do 386. Continha 1,2 milhões de transístores, um processador aritmético interno e incluía também uma memória cache interna de 8 KB. De notar que foi o primeiro processador a ter uma cache de nível 1. As frequências de relógio variam entre os 16MHz e os 100 MHz.

Em 1993, a Intel lança o Pentium, o primeiro chip a incorporar uma arquitectura superescalar, na qual o seu desenho de pipeline duplo permitia a execução de duas instruções simultâneas. O Pentium tem uma barramento de dados de 64 bits, assim como uma cache nível 1 de 16 KB. Este chip incorpora qualquer coisa como 3,1 milhões de transístores e é capaz de atingir uma frequência de relógio de 200MHz.

Também em 1993, a IBM e a Motorola, em conjunto apresentam o Power PC601, um processador que trouxe a arquitectura RISC para o vulgar PC. Este processador e os seus sucessores foram adoptados pela Apple para a sua gama Power Macintosh. Este processador trabalha a uma velocidade que vai desde os 50 MHz aos 120 MHz e contém no seu interior 2,8 milhões de transístores.

Em 1995, o Pentium Pro da Intel foi apresentado ao mundo. O processador foi optimizado para aplicações de 32 bits, a correr em sistemas operativos de 32 bits. É um processador de arquitectura superescalar, capaz de executar até três instruções simultâneas. Em relação aos seus antecessores, tem uma novidade que é o facto de ter no seu interior uma memória cache de nível 2, com a capacidade de 256 KB ou 512 KB. No seu núcleo, o CPU tem qualquer coisa como 5,5 milhões de transístores, as frequências de trabalho sãoo 60MHz, 66 MHz, 75 MHz, 90 MHz, 150 MHz, 166 MHz, 180 MHz ou 200 MHz e contém um barramento de 36 bits.

Em 1990, a Cyrix introduziu a família de processadores 6x86, com as denominações PR120+, PR133+, PR166+, e PR200+, o que já permite adivinhar as suas frequências de trabalho. Os 6x86 contêm uma cache primária de 16KB e uma unidade de vírgula flutuante, ou coprocessador aritmético, de 80 bits. Os processadores são superplined e superescalares, contêm também um barramento de dados de 64 bits, assim como um barramento de endereços de 32 bits. A família 6x86 foi optimizada para aplicações de 16 e 32 bits.

Em 1997, a Intel apresentou um outro trunfo, um processador Pentium com tecnologia MMX. Este chip tem no seu microcódigo 57 novas instruções, desenhadas especificamente para manipular e processar eficientemente vídeo, áudio e dados gráficos. Neste chip, a cache nível 1 passou também de 16 KB para 32KB, além de algumas alterações no seu desenho interno. As suas frequências de funcionamento eram de 166 MHz, 200 MHz e 233 MHz.

Em Abril de 1997, a AMD anuncia o AMD-K6/PR-233. Este chip tem uma cache primária de 64 KB e 3,3 milhões de transístores. Baseia-se numa microarquitectura superescalar RISC86 e inclui suporte para a tecnologia MMXda Intel. Este chip foi desenvolvido inicialmente pela NexGen e adquirido pela AMD na Primavera de 1996.

Também em 1997, a Intel lançou o Pentium II. Inicialmente baptizado Klamath, começou por trabalhar a 233 MHz e tinha uma cache nível 2 de 256 KB ou 512 KB. Incorporava tecnologia MMX, além de outras inovações tecnológicas, tais como a Dynamic Execution, a arquitectura DIB (Dual Independent Bus) e o Intelligent Input/Output. As suas velocidades de trabalho são 233 MHz, 266 MHz, 300 MHz, 333 MHz, 350 MHz, 400 MHz e 450 MHz.

Em 1998 foi o lançamento do Pentium II Xeon, pensado para os servidores de média e alta gama, assim como para estações de trabalho. Apesar de manter a compatibilidade com os seus antecessores, ele trouxe algumas novidades. Foi lançado somente em duas versões, 400 MHz e 450 MHz.

Ainda em 1998, a Intel lançou um CPU que seria a partir desse momento o processador de gama baixa: o Celeron, inicialmente a trabalhar a 266 MHz e 300 MHz e sem cache nível 2. Algum tempo depois, cerca de quatro meses, a Intel apercebeu-se da asneira e lançou o Celeron A. A diferença básica era o facto de a versão A já ter uma cache nível 2, embora somente 128 KB. Esta versão começou com 300 MHz e acabou em 533 MHz. Enquanto o Celeron inicial tinha 7,5 milhões de transístores, na versão A passou a 19 milhões. O Celeron mantém as mesmas características do Pentium II, exceptuando a cache nível 2, é claro.

Em Fevereiro de 1999, apareceu o Pentium III, ou Katmai, que oferece um desempenho excelente para qualquer tipo de software e é totalmente compatível com todo o tipo de software baseado na arquitectura Intel. Tem no seu interior qualquer coisa como 9,5 milhões de transístores e velocidades entre os 400 MHz e os 600MHz.

Em Março do mesmo ano, a Intel lançou o Pentium III na sua versão musculada, isto é, o PIII Xeon, tendo no seu interior 9,5 milhões de transístores, com velocidades de 500 MHz e 550 MHz, e algumas diferenças substanciais em relação ao seu predecessor, o PIII, diferenças essas analisadas posteriormente.

Também em 1999, a AMD lança o K6®- III a 450 MHz, com a tecnologia 3Dnow e com o desenho TriLevel Cache, o que maximiza a performance dos PC através de uma cache interna nível 1 de 64 KB e uma cahe também interna nível 2 de 256 KB de alta velocidade, além de um barramento a 100 KHz para uma terceira cache opcional externa, o que permite ter uma capacidade de cache total até 2.368 KB.

Em Outubro de 1999, novamente a Intel lança o Pentium III E, com 28,1 milhões de transístores e velocidades entre os 600 MHz e 1,26 GHz. A partir desta versão, a Intel introduziu algumas diferenças no PIII e uma delas tem a ver com o aspecto físico do mesmo, tendo abandonado o cartridge SECC e voltado ao aspecto CHIP com o socket 370. Outra diferença é o facto de a cache ter passado de 512 KB a 256 KB.

Em Janeiro de 2000, apareceu a versão PIII EB, com barramento a 133 MHz e as mesmas características da versão E.

Em Fevereiro de 2000, a AMD lançou o K6®-2 a 500 MHz, 533 MHz e tecnologia 3DNow.

Em Março de 2000, a Intel lança uma nova versão do seu processador de entrada, o Celeron II. Mantém as mesmas características dos anteriores, mas desta vez vem com uma cache nível 2 de 512KB, tem 28,1 milhões de transístores e velocidades entre os 500 MHz e os 766 MHz.

Em Novembro de 2000, aparece o Pentium 4, tendo abandonado a arquitectura P6, que vinha a utilizar desde o Pentium Pro, e utilizando a nova arquitectura NetBurst. A Intel oferece um processador com 42 milhões de transístores no seu interior, 1,4 GHz de velocidade, cache nível 1 de 64 KB e cache nível 2 de 256 KB.

Em Janeiro de 2001, a AMDlança o Duron com 800 MHz, 850 MHz e 900 MHz, barramento de alta velocidade, um aarquitectura de cache sofisticada e FPU superescalar com tecnologia 3Dnow.

Como se não bastasse ainda, a AMD lança o Athlon, com velocidades entre os 900 MHz e 1,13 GHz. É um processador pensado para estações de trabalho de grande desenpenho.

Vejamos agora os CPU numa divisão de gerações (fig. 3.1)

FIGURA 3.1 – As gerações de processadores

Os computadores são desenhados à volta de diferentes gerações de CPU e na tabela 3.1 podemos ver um outro modo de dividir os CPU por geração, assim como o número de transístores que os compõem. Pode-se ver um nítido domínio da Intel, mas nas últimas gerações estão a mudar ligeiramente.

Gerações	CPU	Ano	Nº de Transístores
1ª Geração	8086 e 8088	1978-81	29.00
2ª Geração	80286	1984	134.000
3ª Geração	80386DX e 80386SX	1987-88	275.000
4ª Geração	80486DX, 80486SX 80486DX2 e 80486DX4	1990-92	1.200.000
5ª Geração	Pentium, Cyrix 6x86, AMD K5, IDT Winchip C6	1993-95 1996 1997	3.100.000 ………. 3.500.000
5ª Geração melhorada	Pentium MMX IBM/Cyrix 6x86MX IDT Wincip2 3D	1997 1997 1998	4.500.000 6.000.000 6.000.000
6ª Geração	Pentium Pro AMD K6 Pentium II AMD K6-2	1995 1997 1997 1998	5.500.000 8.800.000 7.500.000 9.300.000
6ª Geração Melhorada	Pentium II portátil Celeron portátil Pentium III AMD K6-3 Pentium III CuMine	1999	27.400.00 18.900.000 9.300.00 ? 28.000.000
7ª Geração	AMD Athlon AMD Athlon Thunderbird Pentium 4	1999 2000	22.000.000 37.000.000 42.000.000

Tabela 3.1 – As gerações de processadores