Evolução e desempenho do computador

1ª Geração
1. Memória principal, ULA, E/S e unidade de controle
2. Compostos por válvulas
3. ENIAC/IAS
2ª Geração
1. Compostos por transistores
2. Menores, mais baratos, de silício e alto nível de programação
3ª Geração
1. Circuitos integrados de pequena e média escala
2. Surgimento da microeletrônica
  1. Portas, células de memória e interconexões
  2. Lei de Moore:
    1. Maior desempenho, flexibilidade e confiabilidade
    2. Ex: iPhone 6
3. Componentes discretos
Gerações posteriores
1. Grande e larga escala
2. Memória semicondutora e microprocessador
3. Máximo de desempenho:
  1. Velocidade do microprocessador
    1. Pipeling
      1. Linha de montagem no processamento das instruções
    2. Análise do fluxo de dados
      1. Sequência otimizada das instruções
    3. Previsão de desvio
      1. Antecipa as próximas instruções
    4. Execução especulativa
      1. Executa antecipadamente instruções necessárias
  2. Equilíbrio do desempenho
    1. Ajuste para compensar a diferença entre as capacidades dos componentes
      1. Barramento de dados mais largo
      2. Melhoria da interface da DRAM
      3. Redução da frequência de acesso a memória
      4. Aumento da largura de banda de interconexão CPU-DRAM
    2. Tratamento dos dispositivos de E/S
      1. Problemas de movimentar os dados entre o processador e o periférico
      2. Soluções:
        Ccaching, buffering
        Barramentos mais elaborados/maior velocidade
  3. Melhoria na organização e arquitetura do chip
    1. Aumentar velocidade de hardware do processador
    2. Aumentar o tamanho e velocidade dos caches
    3. Mudar a organização e arquitetura do processado.
4. Problemas com a velocidade do clock e densidade lógica:
  1. Solução: maior ênfase em abordagens de organização e arquitetura
    1. Aumento da capacidade do chip
    2. Multicore
      1. Processadores mais simples no mesmo chip compartilhando o cache
    3. Lógica de execução mais complexa
      1. Instruções em paralelo e pipelings dentro do mesmo processador
  2. Dissipação de calor e latência da memória
Evolução dos processadores da Intel
1. Década de 70:
  1. Velocidades de clock, largura de barramento, nº de transistores
  2. dimensão mínima de tecnologia de fabricação e memória endereçável
2. Década de 80 em diante:
  1. Acrescenta-se a memória virtual e o cache
Principais parâmetros:
1. Custo, tamanho, segurança, confiabilidade
2. consumo de potência e desempenho
  1. Medidas de desempenho:
    1. Benchmarks
      1. Amplamente distribuídos; alto nível de linguagem
      2. Ex: Games
    2. Clock
      1. Sincronismo das operações (ciclos)
      2. Medido em Hz e cada Hz é um ciclo por segundo
      3. MIPS = ic/(T x 10^6) = f/(CPI x 10^6)
    3. Lei de Amdahl
      1. Uso de processadores paralelos
      2. Speedup: 1/((1-f)+f/N)

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