Performance do microprocessador e tendências

O número de transistores disponível tem forte influência sobre a performance de um processador. Como vimos anteriormente, uma mera instrução em um processador 8088 era executada em 15 ciclos de clock. O 8088 levava aproximadamente 80 ciclos para realizar uma multiplicação de números de 16 bits, devido ao projeto do multiplicador, com o aumento do número de transistores, multiplicadores mais potentes tornaram-se possíveis e os processadores conseguiram realizar esta tarefa mais rapidamente.

O aumento da quantidade de transistores permitiu a criação de uma tecnologia chamada pipelining. Em uma arquitetura pipeline, as instruções de execução são realizadas simultaneamente. Mesmo que o processador leve cinco ciclos de clock para executar cada instrução, podem existir cinco instruções simultâneas em diferentes estágios de execução. Por esta razão, a impressão que temos é que cada instrução leva um ciclo de clock para ser realizada.

Muitos processadores modernos possuem múltiplos decodificadores de instrução, cada um com seu próprio pipeline, permite múltíplos canais de execução de instruções. Dessa forma, mais de uma instrução é realizada durante cada ciclo de clock. Esta técnica pode ser de difícil implementação e requer muitos transístores.

Novas tendências
A tendência inicial em projeto de processadores era: ULA com 32 bits, processadores rápidos de pontos flutuantes e execução pipeline com múltiplos canais de execução de instrução. A novidade são os processadores de 64 bits, de com até quatro núcleos de processamento e três níveis de memória cache (L1, L2 e L3). Outra tendência é a miniaturização do processo de fabricaçãos dos processadores, obtida com a evolução da nanotecnologia. Hoje o processo está em 45 nm, mas em breve os chips serão fabricados em 22nm. Quanto menor esse número, maior o número de transistoresexistentes em um processador.

Foto cedida por AMD

Processador de 64 bits

Uma das razões pela qual o mundo precisa de processadores de 64 bits é o seu grande espaço de endereçamentos. O limite máximo de acesso à memória RAM em processadores de 32 bits é de 2 ou 4 GB. Parece ser bastante, já que a maioria dos computadores domésticos usa de  512 MB a 1 GB de memória RAM. Entretanto, um limite de 4 GB pode ser um grave problema para servidores e máquinas que gerenciam grandes bancos de dados. Em breve, até os computadores caseiros vão precisar de mais memória do que 2GB ou 4 GB. Um chip de 64 bits não tem restrições pelo fato de um endereçamento de espaço de memória RAM em 64 bits ser praticamente infinito para um futuro próximo. 2 elevado a 64 bytes de RAM é algo em torno de 1 bilhão de gigabytes de RAM.

Com um barramento de endereçamento e um barramento de dados em alta velocidade operando em placas-mãe de 64 bits, as máquinas também terão maior velocidade de entrada/saída e isso vai acelerar os discos rígidos e as placas de vídeo. Estes recursos vão aumentar drasticamente a performance dos computadores.

Os servidores certamente serão beneficiados com os 64 bits, mas e os usuários comuns?  As pessoas que trabalham com edição de vídeos e com grandes imagens serão beneficiadas por este tipo de computador. Os jogos modernos também irão melhorar, desde que sejam recodificados para tirar proveito dos recursos de 64 bits; mas o usuário comum que lê e-mails, navega na Internet e edita documentos de texto não precisa realmente deste tipo de processador.

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