Arquitetura CISC

 Microprocessadores CISC são fáceis de programar e permitem um uso eficiente de memória.

 A pouco tempo atrás as máquinas eram programadas única e exclusivamente em linguagem Assembly, e as memórias eram lentas e caras, o que justificou a filosofia CISC.

 Assim, projetos de microprocessadores clássicos, tais como o Intel 80x86 e o Motorola 68K series, seguiram a filosofia CISC.

 Mudanças recentes na tecnologia de software forçou uma reavaliação em termos de arquitectura.

Características de Processadores CISC

Possuem uma lógica de descodificação

CPU - Instruções

Definição de Instruções da Máquina

A operação de uma UCP é determinada pelas instruções que ela executa, conhecidas como instruções de máquina. A coleção das diferentes instruções que a UCP é capaz de executar é conhecida como o conjunto de instruções do processador, o qual pode variar de um fabricante para outro e mesmo de um modelos para outro processador.

Cada instrução deve conter toda a informação necessária para permitir a sua execução pela  UCP.

O projecto de um processador é condicionado ao conjunto de instruções de máquina as quais se deseja que ele execute. Uma das mais fundamentais análises e decisões do projecto envolve o tamanho e a complexidade do conjunto de instruções.

Formato das Instruções

Cada instrução consiste num grupo de bits que pode ser dividido em duas partes:
     

• A primeira parte indica o que é a instrução e como será executada, sendo constituída de um só campo.    

• A segunda parte refere-se ao dado ou dados que serão manipulados na operação, podendo ser constituída por mais de um campo.      

Tamanho das instruções

 A definição dos códigos de operação do conjunto de instruções de um processador pode ser feita por duas maneiras:

• Instruções com C.Op. de tamanho fixo;

• Instruções com C.Op. de tamanho variável.

No caso de implementação de instruções com um C.Op. de tamanho variável, há a possibilidade de redução de espaço ocupado na MP, já que permite a codificação de um número maior de instruções usando uma menor quantidade de bits.

Esse tipo de implementação permite maior versatilidade entre as quantidades de bits do código de operação e as dos campos operandos, objectivando criar um conjunto de instruções com maior número de instruções.

Tipos de Instruções

Um computador deve ter um conjunto de instruções que permita ao usuário formular qualquer tarefa de processamento de dados.

Portanto, o conjunto de instruções da máquina deve ser suficiente para expressar qualquer comando de uma linguagem de alto nível.

Podemos, então, classifica as instruções de máquina nos seguintes tipos. dependendo da sua função :

• Processamento de dados: instruções aritméticas aritméticas e lógicas.

• Armazenamento de dados: instruções de memória.

• Movimentação de dados: instruções de E/S.

• Controle: instruções de teste e desvio.

Ciclo de Instrução

Ciclo de Instrução sem Interrupção

Ciclo de Busca

AMD

A AMD (Advanced Micro Devices) é uma empresa norte-americana fabricante de circuitos integrados, especialmente processadores. Seus produtos concorrem directamente com os processadores fabricados pela Intel.

O seu produto mais famoso na década de 1990 foi o processador Athlon, utilizado em computadores pessoais.

A AMD também passou a fabricar processadores gráficos, após eliminar a marca ATI Technologies, passando a chamar somente AMD.

Intel

Intel Corporation (Intel) é uma empresa multinacional de tecnologia dos Estados Unidos, que fabrica circuitos integrados como microprocessadores e outros chipsets.

O primeiro produto da empresa foi o circuito integrado de memória RAM, e a mesma logo se tornou líder neste mercado nos anos 70.

Originalmente desenvolvido para a companhia japonesa Busicom a fim de substituir o ASIC's da calculadora já produzida pela Busicom, o Intel 4004 foi introduzido no mercado para produção em massa em 15 de novembro 1971.

Em 1983, alvorecer da era do computador pessoal, os lucros de Intel vieram sob pressão aumentada dos fabricantes japoneses de cicuitos integrados de memória.

Definição de CPU ou UCP

CPU é as operações de hardware dentro de um sistema de computador, que executa as instruções de um programa do computador por executar a aritmética básica, lógica, e entrada ou saída do sistema.

O termo tem sido usado na industria de computadores pelo menos desde a década de 1960.

A forma, desenho e implementação de CPU's têm mudado ao longo da sua história, mas o seu funcionamento fundamental permanece o mesmo.

Em computadores pessoais e estações de trabalho de pequeno porte, o CPU está alojado num único chip de silício chamado de microprocessador.

Definição de ALU ou ULA

Unidade lógica e aritmética (ULA) é um circuito digital que realiza operações lógicas e aritméticas. A ULA é uma peça fundamental da unidade central de processamento (CPU), e até dos mais simples micro processadores. É na verdade, uma "grande calculadora electrónica" do tipo desenvolvido durante a II Guerra Mundial, e a  sua tecnologia já estava disponível quando os primeiros computadores modernos foram construídos.

A ULA executa as principais operações lógicas e aritméticas do computador. Ela soma, subtrai, divide, determina se um número é positivo ou negativo ou se é zero.

Além de executar funções aritméticas, uma ULA deve ser capaz de determinar se uma quantidade é menor ou maior que outra e quando quantidades são iguais. AULA pode executar funções lógicas com letras e com números.

Definição de UC

Unidade de Controle é responsável por gerar todos os sinais que controlam as operações no exterior do CPU, e ainda por dar todas as instruções para o correcto funcionamento interno do CPU.

A unidade de controle executa três acções básicas intrínsecas e pré-programadas pelo próprio fabricante do processador.

O Relógio é um dispositivo gerador de pulsos cuja duração é chamada de ciclo.

Pode ser entendido com um dispositivo de controle.

Em geral o relógio é formado por um cristal de quartzo.

8ª Geração

Durante a Computex 2002, a AMD apresentou ao público alguns protótipos rodando seus processadores de 8ª Geração, que  utiliza uma nova arquitectura de 64 bits.

Esses Processadores receberam o nome-código Hammer, e AMD durante essa feira fez uma pesada campanha e divulgação dessa nova família, não só distribuindo martelos inflamáveis para o público, como também um martelo inflamável gigante no alto do New York New York.

7ª Geração

Athlon é o nome de uma série de processadores da plataforma x86 criados pela AMD. O processador Athlon original foi o primeiro processador x86 de sétima geração.

A AMD continuou utilizando o nome Athlon nos processadores Athlon 64, processadores de oitava geração que possuem a tecnologia AMD64, nos processadores de nona geração dual core, Athlon X2, e usará em seus produtos de entrada de linha na décima geração.

6ª Geração

Pentium II é um microprocessador x86 fabricado pela Intel introduzido no mercado em Maio de 1997. Com o aumento da concorrência também nos processadores desktops, assim criando um novo modelo.

A primeira mudança relativamente ao Pentium MMX é o novo formato de cartucho, semelhante ao de videojogo, chamado de SECC.

5ª Geração

O K5 foi o primeiro processador x86 da AMD desenvolvido independentemente, introduzido em Março de 1996. O seu principal concorrente era a família de processadores Intel Pentium. Contudo ele foi originalmente planeado para ser lançado em 1995, mas por atrasos no projecto, foi adiado até 1996.

A AMD na é poca era uma companhia que estava fabricando processadores há pouco tempo, mas mesmo assim as características do K5 se aproximavam muito do Pentium Pro quanto do Pentium "Clássico".

4º Geração

Em abril de 1991, a intel lançou o processador 186 no mercado e apresente poucas inovações em relação ao 386. Como o 386, ele trabalhava a 32 bits e era capaz de cessar até 4GB de memória RAM.

Entretanto, do ponto de vista do  hardware, a arquitectura do i486 é um grande avanço. Ele vem com um cache de dados e instruções no chip, uma unidade de ponto flutuante adicional, pela primeira vez dentro do chip, e uma unidade de interface de barramento aprimorada.

3ª Geração

O 386 foi lançado apenas em Outubro de 85, três anos e meio depois do 286. Desta vez, a IBM demorou muito para chegar a um acordo e desenvolver um sistema baseado no 386.

O 80386 foi um divisor na indústria de informática que dá suporte á plataforma PC, pois foi o primeiro a utilizar a multitarefa, instruções de 32 bits e memória em modo protegido de maneira realmente eficiente.

2ª Geração

Intel 80286 foi um microprocessador lançado pela Intel em 1982, mas somente a partir de 1984 passou a ser utilizado pela IBM no seu PC AT.

Inicialmente trabalhando entre 6 e 8 MHz e posteriormente chegando a 20MHz, o 80286 trouxe, além da velocidade, muitos avanços sobre o 8088, entre os quais podemos destacar:

• A utilização de palavras binárias de 16 bits tanto interna quanto externamente;
• Modos de operação 
• Acesso até 16 MB de memória

1ª Geração

Intel 8088 foi o processador criado para se adaptar aos recursos existentes no contexto da época para os usuários mais básicos. Aliás, a sua existência se deve exclusivamente a dois fatos: economia e velocidade dos circuitos e dispositivos existentes. 


Sua história é mais simples ainda que a do Intel 8086. Como criar um sistema para o 8086 consistia em utilizar componentes mais rápidos e mais caros que os disponíveis na época, criou-se um processador que se encaixava nas condições existentes.

Evolução dos Processadores

Resumo da Evolução dos Processadores

Evolução dos Processadores

Em 1945, a ideia de uma unidade central de processamento capaz de executar diversas tarefas foi publicada por john Von Neumann.

Essa ideia é a origem dos primeiros modelos "primitivos" de processadores da forma como os conhecemos.


Em 1965 um dos fundadores da Intel, Gordon Moore, publicou um artigo sobre o aumento da capacidade de processamento dos computadores. Seu conteúdo ficou conhecido como a Lei de Moore. Desde que essa lei veio a publico,todos os fabricantes de microprocessadores se sentiram na obrigação de dobrar a capacidade de processamento dos seus processadores a cada 18 meses, dando início a corrida pelo desempenho. Este artigo fornece um estudo sobre a historia evolutiva dos processadores, comparando os modelos criados por dois dos maiores fabricantes, desde as primeiras gerações de processadores até as mais recentes tecnologias.

Os primeiros processadores:

Um dos primeiros processadores a ser lançado foi o processador intel 4004 em 1971. Sendo esse desenvolvido para o uso em calculadoras, esse CPU operava com o clock máximo de 740 KHz e podia calcular até 92 mil instruções por segundo, ou seja, cada instrução gastava cerca de 11 microssegundos.

Em 1972 a Intel desenvolveu o processador 8008, esse era uma CPU de 8 bits, com barramento externo de 14 bits e a sua memória de 16 KB, o seu clock trabalhava na frequência máxima de 0,8 MHz.

Em 1974 a Intel desenvolveu o processador 8080, que substituiu o processador 8008, também era um processador de 8 bits.