Se você está apenas aprendendo sobre o mundo dos computadores e da eletrônica, a terminologia usada para se referir a diferentes partes pode ser confusa para navegar. Portanto, um termo de componente que você pode ter encontrado é “CPU”. Uma CPU é uma unidade fundamental para praticamente todos os dispositivos que você possui. 

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As CPUs, ou Unidades Centrais de Processamento, são responsáveis ??pelo processamento e execução das instruções. Dessa forma, continue lendo está matéria para descobrir como as CPUs interagem com outras partes dos seus dispositivos e o que as torna tão integrais no processo de computação.

O que torna uma CPU uma CPU?

A CPU é o componente principal do que define um dispositivo de computação, mas não é o único componente – novamente, são apenas os cérebros. É um chip que fica em um “assento especial” (soquete) localizado na placa de circuito principal (placa mãe ou placa principal) dentro do dispositivo. É distintamente separado da memória, que é onde armazena informações temporariamente. Além disso, também é separado da placa gráfica ou do chip gráfico, que renderiza todos os gráficos de vídeo e 3D exibidos na tela.

As CPUs são construídas colocando bilhões de transistores microscópicos em um único chip de computador. Esses transistores permitem que você faça os cálculos necessários para executar programas armazenados na memória do seu sistema. Dessa forma, eles são efetivamente portões minúsculos que se ligam ou desligam, transmitindo os que se traduzem em tudo o que você faz com o dispositivo, seja assistindo vídeos ou escrevendo um e-mail.

Um dos avanços mais comuns da tecnologia da CPU é tornar esses transistores cada vez menores. Isso resultou na melhoria da velocidade da CPU ao longo das décadas, geralmente chamada Lei de Moore.

No contexto de dispositivos modernos, um desktop ou notebook possui uma CPU dedicada que executa muitas funções de processamento para o sistema. Em vez disso, os dispositivos móveis e alguns tablets utilizam um SoC (System on Chip), que é um chip que contém sua CPU ao lado de outros componentes. Além disso, a Intel e AMD também oferecem CPUs com chips gráficos e memória armazenada neles, o que significa que eles podem fazer mais do que apenas funções padrão da CPU.

O que é uma CPU?

A Unidade de processamento principal (CPU) é frequentemente referida como o cérebro do computador. Enquanto a CPU compõe apenas uma das muitas unidades de processamento, ela é também uma das mais importantes. É a parte de um computador que executa cálculos, ações e executa programas.

O que é CPU? Veja tudo sobre! - Foto: Reprodução/Digital Trends
O que é CPU? Veja tudo sobre! – Foto: Reprodução/Digital Trends

A CPU recebe entradas instrucionais da RAM do computador, decodifica e processa a ação, antes de fornecer uma saída. As CPUs estão em todos os tipos de dispositivos, desde computadores e notebooks a smartphones, tablets e TVs inteligentes. O chip pequeno e geralmente quadrado é colocado na placa-mãe do dispositivo e interage com o outro hardware para operar o seu computador. Se você quer se aprofundar um pouco mais na mecânica dos computadores, um ótimo lugar para começar é o livro de J. Clark Scott, But How Do It Know?

Como elas funcionam?

Houve muitas melhorias ao longo dos anos desde que as primeiros CPUs entraram em cena. Apesar disso, a função básica da CPU permaneceu a mesma, consistindo em três etapas: buscar, decodificar e executar.

Buscar

Assim como você pode esperar, buscar envolve receber uma instrução. A instrução é representada como uma série de números e é passada para a CPU a partir da RAM. Cada instrução é apenas uma pequena parte de qualquer operação, portanto a CPU precisa saber qual instrução vem a seguir. O endereço de instrução atual é mantido por um contador de programa (PC). O PC e as instruções são então colocados em um Registro de Instruções (IR). O comprimento do PC é aumentado para fazer referência ao endereço da próxima instrução.

Decodificar

Depois que uma instrução é buscada e armazenada no IR, a CPU passa a instrução para um circuito chamado decodificador de instruções. Isso converte a instrução em sinais a serem transmitidos para outras partes da CPU para ação.

Executar

Na etapa final, as instruções decodificadas são enviadas para as partes relevantes da CPU para serem concluídas. Os resultados geralmente são gravados em um registro da CPU, onde podem ser referenciados por instruções posteriores. Pense nisso como a função de memória na sua calculadora.

O que uma CPU realmente faz?

O que é CPU? Veja tudo sobre! - Foto: Reprodução/Digital Trends
O que é CPU? Veja tudo sobre! – Foto: Reprodução/Digital Trends

Em sua essência, uma CPU recebe instruções de um programa ou aplicativo e executa um cálculo. Esse processo divide-se em três estágios principais: buscar, decodificar e executar. Uma CPU busca a instrução na RAM, decodifica qual é realmente a instrução e, em seguida, executa a instrução usando partes relevantes da CPU.

A instrução executada, ou cálculo, pode envolver aritmética básica, comparando determinados números ou movendo-os na memória. Como tudo em um dispositivo de computação é representado por números, essas tarefas simples equivalem ao que uma CPU faz. É o que facilita tudo, desde a inicialização do Windows até a exibição de um vídeo do YouTube.

Nos sistemas modernos, a CPU não faz tudo, mas ainda precisa alimentar com hardware especializado os números de que precisam para funcionar. Ele precisa informar à placa de vídeo para mostrar uma explosão porque você clicou em um barril de combustível (gritos) ou pedir ao seu disco rígido para transferir um documento do Office para a RAM do sistema para um acesso mais rápido.

Núcleos, relógios e custos

Originalmente, as CPUs tinham um único núcleo de processamento. A CPU moderna de hoje consiste em vários núcleos que permitem executar várias instruções ao mesmo tempo, comprimindo efetivamente várias CPUs em um único chip. Quase todas as CPUs vendidas hoje são pelo menos de núcleo duplo, mas na extremidade superior, você verá quatro CPUs de quatro núcleos e até seis, oito, 10, 12 e 16 núcleos em alguns casos.

Alguns processadores também empregam uma tecnologia chamada multithreading. Imagine um único núcleo físico da CPU que possa executar duas linhas de execução (threads) ao mesmo tempo, aparecendo assim como dois núcleos “lógicos” no final do sistema operacional. Esses núcleos virtuais não são tão poderosos quanto os núcleos físicos, mas compartilham os mesmos recursos. No geral, eles podem ajudar a melhorar o desempenho de multitarefa da CPU ao executar software compatível.

A velocidade do relógio é outro número que é altamente anunciado com as CPUs – a figura “gigahertz” (GHz) citada nas listagens de produtos. Ele denota efetivamente quantas instruções uma CPU pode manipular por segundo, mas esse não é o panorama geral sobre o desempenho. A velocidade do relógio entra em jogo principalmente ao comparar CPUs da mesma família ou geração de produtos. Quando tudo o resto é o mesmo, uma velocidade de clock mais rápida significa um processador mais rápido, mas um processador de 3GHz a partir de 2010 não será tão rápido quanto um processador de 2GHz a partir de 2018.

Quantos núcleos?

Nos primeiros dias da computação, uma CPU teria apenas um núcleo. Isso significava que a CPU estava limitada a apenas um único conjunto de tarefas. Essa é uma das razões pelas quais a computação geralmente é um processo relativamente lento e demorado, mas que muda o mundo. Depois de levar a CPU de núcleo único ao limite, os fabricantes começaram a procurar novas maneiras de melhorar o desempenho. Essa busca por melhorias de desempenho levou à criação de processadores com vários núcleos. Hoje em dia, é provável que você ouça termos como dual, quad ou até octo-core.

Um processador de núcleo duplo, por exemplo, é realmente apenas duas CPUs separadas em um único chip. Ao aumentar a quantidade de núcleos, as CPUs conseguiram lidar com vários processos simultaneamente. Isso teve o efeito desejado de aumentar o desempenho e reduzir o tempo de processamento. O núcleo duplo logo deu lugar a processadores quad-core com quatro CPUs e até processadores octo-core com oito. Adicione hyperthreading  e seu computador poderá executar tarefas como se tivessem até 16 núcleos.

O Quão importante é a CPU?

Embora a CPU não seja tão importante para o desempenho geral do sistema como era antes, ainda desempenha um papel importante na execução de um dispositivo. Portanto, como ele é o único responsável pela execução de comandos dentro dos programas, quanto mais rápida sua CPU, mais rápido o número de aplicativos executados.

Dessa forma, uma CPU rápida não é tudo. Um processador, por mais poderoso que seja, não pode renderizar facilmente os jogos 3D mais recentes, nem pode armazenar informações. É aí que outros componentes, como placas gráficas e memória, entram em cena.

Em resumo, a CPU não é tudo, mas é altamente importante. Em geral, uma CPU mais rápida significa que seu sistema ou dispositivo será executado mais rapidamente. No mínimo, não será um gargalo por si só. Vários núcleos e threads podem ajudá-lo a fazer mais coisas ao mesmo tempo.

Compreendendo as especificações

Ter conhecimento do funcionamento de uma CPU juntamente com as diferentes marcas e números principais é útil. No entanto, existem muitas opções por aí, mesmo com as mesmas especificações de alto nível. Existem outras especificações que podem ajudá-lo a decidir entre CPUs quando chegar a hora de comprar.

Celular x computador

Tradicionalmente, os computadores eram grandes dispositivos eletrônicos estáticos alimentados por um fornecimento constante de eletricidade. No entanto, a mudança para o celular e a ascensão do smartphone fizeram com que essencialmente transportássemos um computador conosco aonde quer que fosse. Dessa forma, os processadores móveis são otimizados para eficiência e consumo de energia, para que a bateria do dispositivo dure o maior tempo possível.

O que é CPU? Veja tudo sobre! – Foto: Reprodução/Digital Trends

Os fabricantes passaram a nomear seus processadores móveis e de desktop com o mesmo nome, mas com vários prefixos. Isso apesar de serem produtos diferentes. Os prefixos de processadores móveis têm “U” para potência ultra baixa, “HQ” para gráficos de alto desempenho e “HK” para gráficos de alto desempenho com capacidade de overclock. Os prefixos da área de trabalho incluem “K” para capacidade de overclock e “T” para potência otimizada.

32 ou 64 bits

Um processador não recebe um fluxo constante de dados. Em vez disso, ele recebe os dados em pedaços menores, conhecidos como “palavra”. O processador é limitado pela quantidade de bits em uma palavra. Quando os processadores de 32 bits foram projetados, parecia um tamanho de palavra incrivelmente grande. A Lei de Moore continuou em vigor, no entanto, e de repente os computadores podiam suportar mais de 4 GB de RAM – deixando a porta aberta para um novo processador de 64 bits.

Projeto de energia térmica

O projeto de energia térmica é uma medida da potência máxima em watts consumida pela CPU. Embora um baixo consumo de energia seja claramente bom para as suas contas de eletricidade, ele pode ter outro benefício surpreendente – menos calor.

Tipo de soquete da CPU

Para criar um computador totalmente funcional, a CPU precisa ser conectada aos outros componentes através da placa-mãe. Ao escolher uma CPU, é necessário garantir que os tipos de soquete da CPU e da placa-mãe correspondam.

Cache L2 / L3

O cache L2 e L3 é uma memória on-board rápida para a CPU usar durante o processamento. Quanto mais você tiver, mais rápido o desempenho da sua CPU.

Frequência

A frequência refere-se à velocidade de operação do processador. Antes dos processadores com vários núcleos, a frequência era a métrica de desempenho mais importante entre diferentes CPUs. Apesar da adição de recursos, ainda é uma especificação importante a ser levada em consideração. É possível que uma CPU dual-core muito rápida supere uma CPU quad-core mais lenta, por exemplo.

Fonte: Digital Trends

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