Processadores Multi-Core: Entenda como Funciona - Dicas da Net

Dicas da Net

Tudo sobre o Mundo da Tecnologia.

quinta-feira, 29 de janeiro de 2009

Processadores Multi-Core: Entenda como Funciona

Olá amigos!! Estou iniciando a minha participação dentro da seção de blogs da Intel. Estive pensando qual seria um assunto para começar esta nova aventura. Escrever um blog de negócios de TI ou sobre uma tecnologia. Decidi seguir o segundo caminho. Quero tratar o tema dos processadores Multi-Core e explicar algumas das terminologias que aparecem associadas a eles, pois isso tem sido alvo de perguntas constantes. Em geral, estarei focando os exemplos em processadores de desktops. Mas estes conceitos se aplicam para notebooks e servidores também. Vamos lá?

Primeiramente, preciso explicar quais são as principais partes de um processador. Até pouco tempo, os processadores da Intel eram formados por dois componentes básicos:1) Núcleo (em inglês, Core): local onde as instruções são executadas. Ou seja, é aqui que a coisa realmente acontece. Que tipo de coisas? Execução de instruções, cálculos, etc. 2) Cache: é uma memória que se encontra dentro do processador. Ao invés de termos o processador indo buscar dados na memória principal o tempo todo, ele possui um memória interna onde os dados são armazenados temporariamente. O processador sempre procura por um dado dentro da sua memória cache antes de ir buscar o dado na memória principal. Por este motivo, o cache também tem influência no desempenho do processador.

Note que a palavra Núcleo em inglês é Core. Quando colocamos dentro de um processador mais do que um núcleo, ele se torna um processador Multi-Núcleos ou Multi-Core. No caso dos processadores que possuem dois núcleos, eles são chamados de Dual-Core. Não esqueça, qualquer que seja o processador, quando ele for identificado como sendo Dual Core, terá dois núcleos de execução. Quando os processadores Dual-Core começaram a aparecer no mercado, dizia-se que tinhamos colocados dois processadores em 1. Isso não era verdade, mas serve muito bem como analogia. Há também, os processadores que possuem 4 núcleos. Estes processadores são chamados de Quad Core e estão presentes hoje em desktops e servidores.


A existência de vários núcleos dentro dos processadores é uma tendência e deve-se esperar que o número de núcleos cresça para além dos quatro existentes hoje. Colocar vários núcleos dentro de um processador foi uma das formas encontradas para aumentar ainda mais o seu desempenho. Isso gerou uma quebra de paradigma (tabú). O desempenho dos processadores sempre foi definido pelo clock, ou o popular Ghz (gigahertz). Esta foi um boa medida durante muito tempo. Quando vamos para processadores com multiplos núcleos, a coisa muda de figura. Você verá processadores com dois núcleos funcionando em um clock bem menor e tendo um desempenho melhor do que os anteriores, com somente um núcleo. Ou seja, analisar somente o clock do processador como indicador de desempenho poderá levar à uma escolha errada. Um comentário. Por favor, não digam que um processador de dois núcleos, funcionando, por exemplo, com clock de 1.8 Ghz equivale à um processador de um núcleo funcionando com clock de 3.6 Ghz. Pode parecer absurdo para alguns, mas vi este tipo de analogia com uma certa frequência. Na cabeça de muitos de vocês deve estar a seguinte pergunta: "Por que um processador Intel® Pentium® D tem um desempenho menor que um processador Intel® Core™ 2 Duo, sendo que os dois são Dual Core e o primeiro apresenta núcleos com um clock maior? Para isso, preciso definir mais um conceito: Microarquitetura.

Os processadores têm um ou mais núcleos e uma ou mais memórias cache. Internamente, o núcleo ainda é subdivido em vários componentes. A forma como os elementos internos do núcleo estão dispostos, como eles irão se comunicar, a maneira como o cache será acessado, como as instruções serão executadas – linear ou parelelo -,etc, tudo isso define o que chamamos de MicroArquitetura. É a partir de uma Microarquitetura que os processadores são criados. Os processadores criados a partir de uma mesma microarquitetura terão as mesmas características básicas, apesar de poderem ter pequenas alterações para funcionamento em desktops, notebooks ou servidores. Por que a Microarquitetura é importante? A mudança de uma microarquitetura pode fazer com que uma nova geração de processadores chegue a ter desempenho (performance) muito melhor e consiga, por exemplo, ter um consumo muito menor de energia. Abaixo eu apresento uma tabela com microarquiteturas da Intel e processadores que foram criados a partir delas.

A Microarquitetura mais recente da Intel é a Intel® Core®. Note que a Intel usou o nome Core (Núcleo) em português para identificar a microarquitetura a partir da qual estão sendo criados os processadores mais modernos da empresa, e que trazem os maiores benefícios de desempenho e consumo de energia. O principal processador criado a partir desta nova microarquitetura é o processador Intel® Core® 2. Note que novamente a Intel usou a palavra em inglês Core para dar nome a alguns processadores de desktops e notebooks. O número 2 indica que esta é a segunda versão deste produto. Você deve estar se perguntando quando foi que saiu a primeira, certo? Respondendo, a primeira versão do processador Intel® Core saiu no início de 2006 e equipava somente notebooks. Além disso, ele não era baseado na arquitetura Intel® Core®. Quando se criou a nova arquitetura e os novos processadores de desktops e notebooks, resolveu-se identificá-los com o 2 para dizer que era a segunda geração do processador. Ainda é possível encontrar notebooks no mercado com o processador Intel® Core™ Duo. A propósito, o Duo, que vem após o nome, indica que é um processador Dual Core e o Quad indica que é um processador Quad Core.Quais são os processadores Dual Core da Intel para desktops? Hoje temos os processadores Intel® Pentium® D, baseado na microarquitetura Intel® Netburst, e os processadores Intel® Core™ 2 Duo e o Pentium® Dual Core, baseados na microarquitetura Intel® Core®. O Pentium® D começa a ser substituido pelo processadore Pentium® Dual Core.Como os processadores são de microarquitetura diferentes, a forma como eles executam as instruções e a organização interna dos processadores mudou (certo?). Com isso, consegue-se ter um processador Core™ 2 Duo, com núcleos funcionando em um clock mais baixo, sendo muito mais rápidos do que um processador Intel® Pentium® D, que também é Dual Core e tem clock mais rápido. Outros fatores afetam o desempenho dos processadores e dos computadores. Mas acho que podemos deixar este assunto para uma próxima vez.

Espero que este blog tenha ajudado a entender um pouco mais sobre os processadores de multiplos núcleos. Se você entendeu os conceitos de processadores multi-core e de microarquitetura, bem como as diferenças entre os processadores Intel® Core(tm) 2 Duo e Intel® Pentium® D, fico satisfeito.


Nenhum comentário:

Postar um comentário

Tire suas dúvidas, deixe um comentário!