Processador – Arquitetura 32 e 64 bits

Um dos principais encaixes, ou socket, internos da placa-mãe de um computador é o encaixe do processador. O processador ou a Unidade de Processamento Central (CPU) é o gerenciador de tarefas de todas operações complexas que ocorrem no computador, e para isto milhares de instruções são realizados por ele.

A medida que a tecnologia foi evoluindo, novos modelos de processadores foram surgindo, capazes de executar cada vez mais instruções em intervalo menores de tempo. A arquitetura básica de um processador atualmente é de 64 bits, mas ainda há processadores de 32 bits. Mas o que seria esta arquitetura e o que influencia em um sistema?

Do ponto de vista técnico, processadores de 32 bits são capazes de processar (interpretar) instruções de até 32 bits de uma única vez, ou seja, em uma única via, como a largura de uma estrada, comportando 32 carros em uma única pista. Um processador de 64 bits possui o dobro de capacidade de processamento de um processador de 32 bits.

Sistemas operacionais mais antigos, como Windows 98, Windows 2000, operam somente em 32 bits e até mesmo sistemas atuais como Windows 7 e 8 possuem versões 32 bits. Entretanto, esses sistemas atuais também possuem versões de 64 bits. Então, no momento de adquirir o processador, deve-se também ser levado em consideração qual o sistema que deverá ser escolhido para ser instalado na máquina, de forma compatível.

Processadores de 32 bits não suportam sistemas de 64 bits, mas sistemas de 64 bits suportam processadores de 32 bits, porém não aproveitando seu máximo desempenho.

Uma característica muito importante: processadores de 32 bits só conseguem reconhecer no sistema até 4GB de memória. Então, mesmo que você queira aumentar a capacidade de memória primária interna, ou memória RAM, para 8GB por exemplo, se tiver um processador ou sistema de 32 bits, os 4GB a mais não serão reconhecidos.

Mas como saber se o processador que irá adquirir possui arquitetura de 32 ou 64 bits? Procure pelas informações técnicas que especificam esta arquitetura. Muito cuidado para não confundir arquitetura de tamanho, medida em “nm” ou nanômetros, com número de bits.

Refrigeração do processador

Em um computador desktop, o processador é o item que mais consome energia e portanto, o que mais aquece.

O aquecimento descontrolado causa perda de desempenho, diminuição do tempo de vida útil do componente e até mesmo falhas. Quando o computador apresenta problemas como desligamentos espontâneos, como máquina desligando sozinha, ou reiniciando, esses problemas podem estar relacionados com a proteção da placa-mãe, para impedir que o processador queime, ou que o processador literalmente “frite”, devido à alta temperatura. Para isso, há, nos modelos atuais, instruções de proteção que a uma certa temperatura ele desliga sozinho, impedindo sua queima.

Desenho de dois coolers e seus dissipadores
Fonte: http://www.tetolar.com.br/linux/refrig.htm Fonte: www.tomshardware.com Acesso em 21 jul 2015.

De acordo com a tarefa executada, é normal que a temperatura do CPU suba até um certo nível e que também varie de acordo com cada modelo. Jogos com gráficos pesados ou aplicativos de alta performance elevam a temperatura do CPU até seu limite. Para ajudar a controlar essas altas temperaturas, há um conjunto de peças que devem ser instaladas juntamente como processador, e fixas na placa-mãe.

Esse sistema de refrigeração é composto por três componentes: um cooler ou ventoinha, também chamada de FAN, um dissipador de calor, que é uma peça de alumínio revestida de cobre, e pasta térmica, que é aplicada entre o processador e o dissipador de calor, para auxiliar a condução de calor, diminuindo o aquecimento.

Para cada soquete há um conjunto de coolers e dissipadores compatíveis. Um cooler, para um processador Intel 775, não é o mesmo que um processador AMD Phenom.

Normalmente quando se adquire um processador, há a opção da compra do “box”, ou seja, na caixa do processador já é incluso este conjunto de refrigeração: o cooler, o dissipador e até mesmo a pasta térmica. O encaixe na placa-mãe depende do modelo e, geralmente, é usado presilhas de metal encaixadas ou até mesmo parafusos especiais presentes na própria peça. Também, há manuais de instruções que exemplificam e explicam a instalação destas peças.

Barramento em memórias

Além de identificar o tipo básico de encaixe (slot), relativo ao tipo de memória RAM (SDR ou DDR), existem outros tipos de memórias DDR, como veremos a seguir, que se diferenciam com base nas suas velocidades e desempenho.

Mesmo transmitindo dois bits por pulso, não é somente este fator que determinará a velocidade real das memórias.

Teoricamente cada pulso (medido em Hertz, ou Hz, pois pulso é frequência), equivale a um bit (1 b). Mas quantos bits são transmitidos de uma única vez? Esta largura de transmissão está relacionada à largura de banda da memória (bandwidth). Ou seja, se a largura de dados de uma memória é de 64 bits, significa que ela é capaz de transmitir de uma única vez 64 bits (64 bits por segundo).

Existem padrões de largura. Memórias antigas operavam a 8, 16 ou 32 bits. Todas memórias DDR atuais operam a 64 bits. Mas suas frequências (clocks¹ ) variam, ou seja, algumas conseguem transmitir em 800Mhz (ou seja, 800 milhões de pulso por segundo). Isto significa que ela possui velocidade de 800 milhões de bits por segundo. Considerando os 64 bits padrões temos 800 x 64 = 51.200 bits por segundo. Convertendo em bytes (leia o tópico de conversão de unidades de medida), temos 51.200 / 8 = 6400MB/s ou cerca de 6GB por segundo!!! E esse não é o padrão de velocidade de memória mais rápida atualmente.

¹O termo clock é sinônimo de frequência na informática e determina a velocidade de comunicação dos componentes.

Esta velocidade é a velocidade média de comunicação com o processador, pois a memória está em constante comunicação com o CPU, já que ele é quem gerencia para onde vão os dados que estão sendo utilizados e estão carregados na memória RAM. Esta via de comunicação é chamada de barramento. Todo componente interno que troca informações no computador possui barramento. Barramento, também muito conhecido como “bus”, é a via de comunicação, a “estrada” por onde percorrem as informações.

A unidade de medida de velocidade de qualquer barramento pode se expressa em MB/s (ou seja, quantidade de informações em bytes por segundo de tempo), ou mesmo em Hertz e seus múltiplos (Mhz, Ghz, etc.).

Como há inúmeras frequências diferentes, dependendo do modelo de memória RAM - pois a medida que a tecnologia de fabricação foi evoluindo, esta frequência foi sendo aumentada - há padrões que servem como indicação de compatibilidade.

Hoje, possuímos memórias com clock de 400, 533, 667, 800, 1066, 1333, 1600 e até valores maiores, de acordo com a tabela abaixo:

Memória Clock real Taxa de transferência máxima teórica Módulo de memória DDR2 - 400 200 MHz 3.200 MB/s PC2 - 3200 DDR2 – 533 266 MHz 4.266 MB/s PC2 – 4200 DDR2 – 667 333 MHz 5.333 MB/s PC2 – 5300 DDR2 – 800 400 MHz 6.400 MB/s PC2 – 6400 DDR2 – 1066 533 MHz 8.533 MB/s PC2 - 8500 DDR3 - 800 400 MHz 6.400 MB/s PC3 - 6400 DDR3 - 1066 533 MHz 8.500 MB/s PC3 - 8500 DDR3 – 1333 666 MHz 10.666 MB/s PC3 -10600 DDR3 - 1600 800 MHz 12.800 MB/s PC3 -12800

Tabela de relação entre tipos de memória, velocidades de barramento, clock real e taxa de transferência em MB/s
Fonte: https://bootblockbios.wordpress.com/hardware/memoria-ram/memorias-ddr3/

Acima, observamos detalhes sobre o clock de uma memória, no exemplo de 200Mhz, o que acontece na prática é que as memórias DDR atuais podem transmitir dois bits por pulso, então, o valor de cálculo é de 400Mhz. Nas especificações técnicas de compra, já é considerado este valor já com o dobro do clock real.

Na figura temos o exemplo de uma página com a descrição de um modelo de memória ram (Kingston 4GB DDR3 1600 MHz – PC3-12800) de um site que comercializa diferentes hardwares para computadores e notebooks. Na mesma página são apresentadas algumas imagens da mesma memória, juntamente com o seu valor e suas especificações técnicas. Dentre todas as especificações (marca, modelo, capacidade, tipo, latência, tensão) a frequência está em destaque, pois de acordo com o texto a principal diferença de compatibilidade entre as memórias está relacionada a este item. Na sequência temos o tipo, a capacidade, a latência e a tensão como características que devem ser analisadas, e/ou comparadas com outras memórias antes mesmo de realizar a compra, com o objetivo de adquirir um hardware que ofereça o bom desempenho durante sua utilização

Exemplo de descrição técnica de uma memória RAM em uma loja de componentes de informática, de barramento de 1600Mhz Fonte: https://www.hardstore.com.br/index.php?view=detalhes.produto&c_produto=10328&cat=1

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