Processador

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL CATARINENSE CAMPUS SÃO BENTO DO SUL

CURSO TÉCNICO EM INFORMÁTICA INTEGRADO AO ENSINO MÉDIO

PROCESSADORES

Cecilia Madalena Ribeiro Valim Leticia Baum Hilgenstieler Arthur Augusto Rodrigues Weiss Any Carolini Alves Zavaglio Jaqueline Veiga Alexandre

São Bento do Sul 2020 SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO 3 2. CARATERÍSTICAS TÉCNICAS 4 2.1 Soquete 4 2.2. Clock Interno 5 2.3. Overclock dinâmico 5 2.4. Núcleos 5 2.5. Memória Cache 5 2.6. Hyper-threading 6 2.7. Controlador de Vídeo Integrado 6 2.8. Thermal Design Power (TDP) 6 2.9. Sobre os Processadores 6 2.9.1. Processadores Core i3 7 2.9.2. Processadores Core i5 8 2.9.3. Processadores Core i7 extreme 9 2.9.4. Processadores Core i7 10 2.9.5. Processadores Core i9 12 3. PROCESSADORES AMD 13 4. INSTALAÇÃO 13 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS 18

1. INTRODUÇÃO

O processador é considerado o cérebro do computador. Quando comparado com um carro, pode-se dizer que é o motor, pois sem ele o computador não desempenha as suas funções. Ele é o centro das atividades. O processador é também conhecido como Unidade Central de Processamento (CPU) e é composto por circuitos eletrônicos que interpretam e executam as instruções dos programas e comunica-se com os dispositivos de entrada e saída (CAPRON; JOHNSON, 2004). No celular, um bom processador, sozinho, não faz milagre. Para saber se um smartphone roda com fluidez é preciso observar um conjunto de especificações, que incluem o sistema operacional e as modificações que a marca fez nele, a quantidade de memória RAM (quanto mais, melhor), a Unidade de Processamento Gráfico (GPU) e, claro, o processador. Atualmente duas empresas detém o domínio pela fabricação de processadores para desktops: Intel e AMD. A Intel, mais famosa, divide seus produtos em sete linhas principais: Atom, Celeron, Pentium, Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, Intel Core i7 Extreme e i9. Já a AMD possui as seguintes linhas de produtos: Ryzen, Ryzen Pro, Ryzen Threadripper, Série A, Pro Série A, EPYC, FX, A12, Athlon, Sempron, Phenom II (X2, X4, X6). A Intel começou a fabricar a família de processadores Core em 2010 e, de lá para cá, foram lançadas oito gerações de Intel Core i3, i5, i7 e i9. Por isso é comum encontrar nas lojas desktops com i3 de quarta geração e outros com i3 de sexta geração, o que explica, em partes, a diferença de processamento e preço. Quanto mais nova é a geração, mais atual é o processador. Para identificar qual é a geração do processador, a Intel coloca um número logo depois do i3, i5, i7 e i9. É ele que determina o quão novo é aquele modelo. Um processador identificado como Intel Core i3-4370 pertence a quarta geração, enquanto que um i3-8100 pertence a oitava geração. Um processador funciona da seguinte forma: para abrir um programa, o sistema operacional interpreta a ação e envia para o processador que acessa o dispositivo de armazenamento instalado no computador, encontra os dados referentes ao programa, traz para a memória RAM e depois exibe para o usuário. Na sequência, o processador pega as informações enviadas pelos dispositivos de entrada (teclado, mouse) envia para o programa que está em execução e exibe o resultado para o usuário. A memória RAM é a grande aliada neste processo, pois ela carrega os dados importantes para o processador trabalhar (SUMARES, 2017). Já nos processadores para smartphones, costuma-se ter de um a oito núcleos. Eles são responsáveis por dividir as tarefas, e isso quer dizer que quanto mais núcleos, melhor, pois o aparelho ficará mais veloz e será capaz de abrir mais aplicativos ao mesmo tempo, por exemplo. Atualmente, é comum os smartphones terem pelo menos dois núcleos. Entre os processadores de celular mais conhecidos estão os das famílias Exynos (Samsung), AX (Apple), Tegra (NVIDIA), Snapdragon (Qualcomm) e Atom (Intel).

2. CARATERÍSTICAS TÉCNICAS 2.1 Soquete O soquete é o arranjo de conexões físicas entre o processador e a placa-mãe. Cada fabricante (AMD e Intel) possuem os seus próprios para encaixar os processadores na placa-mãe. A Intel trabalha com três tipos: LGA, BGA e PGA.

LGA (Land Grid Array) é um dos padrões disponíveis para o consumidor atualmente. CPUs com esse tipo de soquete podem ser instaladas manualmente e a troca ocorre com facilidade. Por exemplo, tomamos o soquete LGA1150 da Intel. LGA determina o modelo do e o número 1150 refere-se a quantidade de pinos.

O BGA é um padrão que normalmente não está disponível no mercado, pois o processador é soldado na placa-mãe. Muito utilizados por montadoras de computadores como HP, Samsung, Dell e outras. O PGA é pouco utilizado atualmente. Pode ser considerado como o inverso do LGA, neste caso os pinos estão presentes no processador e as conexões estão na placa-mãe. Vale destacar que o encaixe do processador no soquete pode causar danos irreversíveis quando mal executado, por esse motivo há mecanismos de travas que garantem o encaixe justo do processador correto. Importante também sempre olhar no manual do fabricante da placa-mãe para saber qual processador deve ser instalado. Os soquetes utilizados pelos processadores da AMD são: sTR4, AM4, AM3, AM3+, FM1, FM2 e FM2+. Já os utilizados pela Intel são o LGA1156; 1155; 1151; 1150; 1366 e 2011. Cada um desses soquetes é compatível com gerações distintas de processadores e são compatíveis com diferentes recursos e funcionalidades (ALENCAR, 2015). 2.2. Clock Interno Também conhecido somente como Clock, é o número de ciclos por segundo (frequência), medido em gigahertz (GHz), de um sinal de sincronismo utilizado dentro do processador. É o número de ações (ou pulsos de clock) que o processador consegue executar por segundo. Os processadores mais recentes tem clocks de mais de 2GHz, isto significa que eles são capazes de realizar cerca de dois bilhões de pulsos de clock por segundo. (SUMARES, 2017) Informações relacionadas ao Clock são comum nas propagandas de processadores com o propósito de indicar velocidade, capacidade ou potência. No entanto, ele vai muito além disso, podendo ser utilizado somente para comparar produtos similares de uma mesma família. 2.3. Overclock dinâmico Alguns processadores, tanto Intel quanto AMD podem aumentar o seu clock acima daquele definido como padrão toda vez que o processador percebe que o usuário está solicitando mais poder de processamento. Esta característica é chamada de Frequência Turbo Core ou Turbo Max, no caso da AMD, e Turbo Boots no caso da Intel. 2.4. Núcleos A maioria dos processadores existentes no mercado atualmente possuem mais de um núcleo de processamento. Internamente, isso quer dizer que eles tem mais de um processador. O núcleo é chamado de Core e pode ter dois, quatro, seis ou oito núcleos que são chamados de dual-core, quad-core, six-core ou eight-core. Importante destacar que processadores com quatro núcleos não são necessariamente mais rápidos que um de dois núcleos. Os fabricantes, muitas vezes, constroem processadores com núcleos diferentes, fazendo assim com que cada um dos núcleos seja usado para uma tarefa em específica. Para aproveitar o potencial completo dos processadores é importante que sejam executados programas que reconhecem e utilizem esses núcleos adicionais. 2.5. Memória Cache A grande aliada no trabalho de executar as tarefas realizadas pelo processador é a Memória RAM, que armazena as informações que o processador necessita consultar. Mas se o processador pudesse armazenar algumas dessas informações, em vez de sempre perguntar sempre para a memória RAM o processamento não seria ainda mais rápido? Essa é a ideia da Memória Cache. Trata-se de um pequeno espaço de armazenamento no processador em que ficam armazenados os dados acessados com frequência. Normalmente os processadores têm até três níveis de memória cache: L1, L2 e L3. Em geral cada núcleo de processamento tem a sua própria memória cache L1 e L2, sendo que a L3 é compartilhada entre todos os núcleos. Vale destacar que nem todos os processadores tem memória cache L3. Os níveis de memória Cache são conhecidos como L1, L2 e L3 (L significa Level). Significa a proximidade. Quanto mais próxima ela estiver do processador, menor será o seu número. L1 é o mais próximo. Depois o L2 e por último o L3. Sempre que o processador necessitar de algo ele primeiro vai buscar no L1, depois no L2 e por último no L3. Se os dados desejados não estiverem no Cache, o processador solicita a memória RAM. 2.6. Hyper-threading Alguns processadores da Intel possuem esse recurso com o propósito de simular dois processadores por núcleo de processamento físico. Desta forma, um processador com quatro núcleos é reconhecido como tendo oito núcleos pelo sistema operacional e programas. Vale destacar que processadores com essa tecnologia não possuem o mesmo desempenho daqueles que possuem núcleos processados “reais”. 2.7. Controlador de Vídeo Integrado Processadores com este componente oferecem a possibilidade de eliminar a compra de uma placa de vídeo avulsa, o que pode reduzir custos na montagem de um computador. Caso o computador seja utilizado para aplicações que não exigem muito poder de processamento de vídeo, um processador ou uma placa-mãe com controlador de vídeo integrado deverá resolver. Mesmo se o processador possui vídeo integrado, é possível instalar uma placa de vídeo externa no computador. Em alguns casos é possível combinar o controlador de vídeo integrado no processador à placa de vídeo externa, aumentando o desempenho. 2.8. Thermal Design Power (TDP) Trata-se da quantidade máxima de calor que o processador poderá dissipar. Medido em Watts (W), quanto menor o TDP, menos energia o chip consome, gerando menos calor, as ventoinhas trabalharão menos, gerando menos ruído e menos consumo de energia. |- 2.9. Sobre os Processadores As informações referentes aos processadores da Intel foram retiradas do site da empresa (https://www.intel.com.br/content/www/br/pt/support/articles/000005505/processors.html), assim como informações referentes aos processadores da AMD foram retirados a partir do site desta. |-

2.9.1. Processadores Core i3 Com exceção dos modelos i3-8350K e i3-8100, todos os outros contam com a tecnologia de Hyper-threading, além disso nenhum deles possui o overclock dinâmico e todos possuem controlador de vídeo integrado.

Processador	Soquete	Clock Interno	Qtd Núcleos	Memória Cache	Thermal Design Power (TDP)
i3-8350K	LGA1151	4	4	8	91W
i3-8100 LGA1151	3.6	4	6	65W
i3-7350K	LGA1151	4.2	2	4	60W
i3-7320	LGA1151	4.1	2	4	51W
i3-7300	LGA1151	4	2	4	51W
i3-7100	LGA1151	3.9	2	3	51W
i3-6320	LGA1151	3.9	2	4	51W
i3-6300	LGA1151	3.8	2	4	51W
i3-6100	LGA1151	3.7	2	3	51W	i3-6098P	LGA1151	3.6	2	3	54W
i3-4370	LGA1150	3.8	2	4	54W
i3-4360	LGA1150	3.7	2	4	54W
i3-4350	LGA1150	3.6	2	4	54W
i3-4340	LGA1150	3.6	2	4	54W
i3-4330	LGA1150	3.5	2	4	54W
i3-4170	LGA1150	3.7	2	3	54W
i3-4160	LGA1150	3.6	2	3	54W
i3-4150	LGA1155	3.5	2	3	54W
i3-4130	LGA1150	3.4	2	3	54W

2.9.2. Processadores Core i5 Nos processadores Core i5, todos possuem Controlador de Vídeo Integrado e nenhum possui a tecnologia Hyper-threading. Os únicos que possuem 6 núcleos são os modelos i5-8400 e i5-8600K.

Processador Soquete Clock Interno Overclock dinâmico Memória Cache Thermal Design Power (TDP) i5-8600K LGA1151 3.6 GHz 4.3 GHz 9 MB 95 W i5-8400 LGA1151 2.8 GHz 4 GHz 9 MB 65 W i5-7600K LGA1151 3.8 GHz 4.2 GHz 6 MB 91 W i5-7600 LGA1151 3.5 GHz 4.1 GHz 6 MB 65 W i5-7500 LGA1151 3.4 GHz 3.8 GHz 6 MB 65 W i5-7400 LGA1151 3 GHz 3.5 GHz 6 MB 65 W i5-6600K LGA1151 3.5 GHz 3.9 GHz 6 MB 91 W i5-6600 LGA1151 3.3 GHz 3.9 GHz 6 MB 65 W i5-6500 LGA1151 3.2 GHz 3.6 GHz 6 MB 65 W i5-6402P LGA1151 2.8 GHz 3.40 GHz 6 MB 65 W i5-6400 LGA1151 2.7 GHz 3.30 GHz 6 MB SmartCache 65 W i5-5675C LGA1150 3.1 GHz 3.60 GHz 4 MB 65 W i5-4690K LGA1150 3.5 GHz 3.90 GHz 6 MB SmartCache 88 W i5-4690 LGA1150 3.5 GHz 3.90 GHz 6MB 84W i5-4670K LGA1150 3.40 GHz 3.80 GHz 6MB 84W i5-4670 LGA1150 3.40 GHz 3.70 GHz 6MB 84W i5-4590 LGA1150 3.30 GHz 3.70 GHz 6MB 84W i5-4570 LGA1150 3.20 GHz 3.60 GHz 6MB 84W i5-4460 LGA1150 3.20 GHz 3.40 GHz 6MB 84W i5-4440 LGA1150 3.10 GHz 3.30 GHz 6MB 84W i5-4430 LGA1150 3.00 GHz 3.20 GHz 6MB 84W 2.9.3. Processadores Core i7 extreme Nos processadores Core i7 extreme todos têm Hyper-threading e Controlador de Vídeo Integrado. Processador Soquete Clock Interno Overclock dinâmico Qtd Núcleos Memória Cache Thermal Design Power (TDP) i7-6950X LGA 2011-v3 3.50 GHz 3GHz 8 25 140 W i7-5960X LGA2011-3 3,00 GHz 3GHz 10 20 140 W i7-4960X LGA2011 3.70 GHz 3.4GHz 6 15 MB 130 W i7-3970X LGA2011 3.33GHz 4.6GHz 6 15 MB 150 W i7-3960X LGA2011 3.3GHz 3.9 GHz 6 15 MB 130 W 2.9.4. Processadores Core i7 Todos possuem Hyper-threading. Processador Soquete Clock Interno Overclock dinâmico Qtd Núcleos Memória Cache Controlador de Vídeo Integrado Thermal Design Power (TDP) i7-8700K LGA1151 3.7 GHz 4.70GHz 6 12MB Não 95 W i7-8700 LGA1151 3.2 GHz 4.60GHz 6 12MB Não 65 W i7-7700T LGA1151 2.9 GHz 3.80GHz 4 8MB Sim 35 W i7-7700K LGA1151 4.2 GHz 4.50GHz 4 8MB Não 91 W i7-7700 LGA1151 3.6 GHz 4.20GHz 4 8MB Sim 65 W i7-6900K LGA2011-3 3.2 GHz 3.70GHz 8 20MB Não 130W i7-6850K LGA2011-3 3.6 GHz 3.99 Mhz 6 15MB Não 140W i7-6800K LGA2011-3 3.4 GHz 3.80 GHz 6 15MB Não 140W i7-6700T LGA1151 2.8 GHz 3.60 GHz 4 8MB Não 35W i7-6700K LGA1151 4 GHz 4.20 GHz 4 8MB Sim 91W i7-6700 LGA1151 3.4 GHz 4.00 GHz 4 8MB Sim 65W i7-5930K LGA2011V3 3.5 GHz 2.0 6 15MB Sim 140W i7-5820K LGA2011V3 3.3 GHz 2.0 6 15MB Sim 140W i7-5775R LGA1150 3.3 GHz Não 4 15MB Sim 65W i7-5775C LGA1150 3.3 GHz Não 4 6MB Sim 65W i7-4930K LGA2011 3.4 HGz 2.0 6 6MB Sim 130W i7-4820K LGA2011 3.7 GHz 2.0 4 12MB Sim 130W i7-4790T LGA1150 2.7 GHz Não 4 10MB Sim 45W i7-4790S LGA1150 3.2 GHz Não 4 8 MB Sim 65W i7-4790K LGA1150 4 GHz 2.0 4 8MB Sim 88W i7-4790 LGA1150 3.6 GHz Não 4 8 MB Sim 84W i7-4785T LGA1150 2.2 2.0 4 8 Sim 35W i7-4771 LGA1150 3.5 2.0 4 8 Sim 84W i7-4770T LGA1150 2.5 2.0 4 8 Sim 45W i7-4770S LGA1150 3.1 2.0 4 8 Sim 65W i7-4770R BGA1364 3.2 2.0 4 8 Sim 65W i7-4770K LGA1150 3.5 2.0 4 8 Sim 84W i7-4770 LGA1150 3.4 2.0 4 8 Sim 84W i7-4765T LGA1150 2.0 2.0 4 8 Sim 35W 2.9.5. Processadores Core i9 Todos possuem Hyper-threading. Processador Soquete Clock Interno Overclock dinâmico Qtd Núcleos Memória Cache Thermal Design Power (TDP) i9-7960X FCLGA2066 2.80 GHz 4.20 GHz 16 22 MB 165W i9-7940X FCLGA2066 3.10 GHz 4.30 GHz 14 19.25 MB 165W i9-7920X FCLGA2066 2.90 GHz 4.30 GHz 12 16.5 MB L3 140W i9-7900X FCLGA2066 3.30 GHz 4.30 GHz 10 13.75 MB L3 140W 3. PROCESSADORES AMD Processador Soquete Clock Interno Overclock dinâmico Qtd Núcleos Memória Cache Thermal Design Power (TDP) AMD Ryzen™ 5 2400G AM4 3.6 GHz 3.9 GHz 4 6MB 65W AMD Ryzen™ 3 PRO 2200G with Radeon™ Vega Graphics AM4 3.5 GHz 3.7 GHz 4 6MB 384KB 65W FX-6200 AM3+ 3.8 GHz 4.1 GHz 6 14MB 288KB 125 W Athlon™ 5350 APU with Radeon™ R3 Series AD5350JAH44HM AM1 2.05 GHz Não 4 2MB 256KB 25 W 4. INSTALAÇÃO Passo 1: O primeiro passo é apenas identificar o tipo de placa-mãe que você possui, pois podem ter diferentes soquetes. É de extrema importância verificar se a CPU será aceita por sua placa-mãe, fonte de alimentação e componentes de refrigeração. Passo 2: Abrir o gabinete. Caso não consiga, consulte o manual de instruções. Sempre tenha uma chave de philips pequena em mãos, pois dependendo do modelo do seu computador, necessitará de uma chave dessas. Passo 3: Remover todos os componentes. É necessário tirar a fonte de alimentação ou a tampa do dissipador de calor, tendo acesso a placa-mãe. Passo 4: Remover o dissipador de calor (bloco de alumínio com aletas para dissipar o calor). Junto com esse dissipador, muitas vezes terá um ventilador, o qual é necessário desconectar da placa-mãe. Logo em seguida remova qualquer coisa que esteja prendendo o dissipador de calor na placa mãe/gabinete, para que assim a CPU fique exposta. Passo 5: Levantar a trava do soquete e removê lo. Passo 6: Inserir o processador no soquete, fazendo com que o menor número de pinos encaixe-se no canto superior esquerdo. Passo 7: Empurrar para baixo a trava do soquete, para que assim o processador fique presa ao soquete e a placa-mãe. Passo 8: Colocar a quantidade recomendável de pasta térmica no processador instalado, fazendo com que cubra a área superior. Passo 9: Substituir o dissipador de calor no processador que foi acabado de colocar e conecte o cabo de alimentação do ventilador ao soquete na placa-mãe. Passo 10: Substituir os componentes removidos anteriormente para ter acesso ao CPU ( a fonte, os cabos, etc). Passo 11: Remontar e fechar o gabinete certificando-se se todos os cabos internos foram presos em seus devidos lugares. 4. CONSIDERAÇÕES FINAIS A capacidade de processamento de um processador deve ser estabelecida aferindo-se a velocidade de execução de aplicativos, ou seja, testando o seu desempenho na execução de tarefas. De uma forma geral, uma boa forma de comparar o desempenho dos processadores é utilizar os resultados dos testes especializados dos “benchmarks”. Esses testes procuram verificar o desempenho do processador em diversas situações e fazem o ranqueamento dos produtos analisados (SUMARES, 2017). Os Benchmarks populares são CPUBench e o Novabench. Referências CAPRON, H. L.; JOHNSON, J. A. Introdução à Informática. 8. ed. São Paulo: Pearson, 2004. ALENCAR, Felipe. Entenda o significado das especificações técnicas dos processadores. 2015. Disponível em: <http://www.techtudo.com.br/noticias/noticia/2015/10/entenda-o-significado-das-especificacoes-tecnicas-dos-processadores.html>. Acesso em: 24 mar. 2018. SUMARES, Gustavo. Clock, cache e núcleos: saiba como eles afetam o desempenho do processador. 2017. Disponível em: <https://olhardigital.com.br/noticia/clock-cache-e-nucleos-saiba-como-eles-afetam-o-desempenho-do-processador/66010>. Acesso em: 24 mar. 2018. WIKIHOW. Como Instalar um Novo Processador. Disponível em: <https://pt.wikihow.com/Instalar-um-Novo-Processador>. Acesso em: 02 abr. 2018.