O processador é um dos componentes que mais determina a performance do sistema, o primeiro processador usado em um PC ( Personal Computer ) foi o 8086 que tinha 16 Bits e foi fabricado pela Intel no final dos anos 70, os computadores baseado neste processador eram chamados de PC-XT, antes do 8086 podíamos encontrar os seguintes processadores de 8 bits, tais como: 8080, 8085, Z80, 6502, 6800. Logo depois veio o PC-AT que foi baseado no 80286, a Intel de lá para cá vem dominando o segmento de processadores para PCs. Veja abaixo as gerações dos processadores Intel.
| Histórico dos Processadores Intel | ||
| Tipo | Geração | Lançamento |
| 8086 | Primeira | 1978 |
| 8088 | Primeira | 1979 |
| 80286 | Segunda | 1982 |
| 80386DX | Terceira | 1985 |
| 80386SX | Terceira | 1988 |
| 80486DX | Quarta | 1989 |
| 80486SX | Quarta | 1989 |
| 80486DX2 | Quarta | 1992 |
| 80486DX4 | Quinta | 1994 |
| Pentium | Quinta | 1993 |
| Pentium MMX | Quinta | 1997 |
| Pentium Pro | Sexta | 1995 |
| Pentium II | Sexta | 1997 |
| Celeron | Sexta | 1998 |
| Pentium III | Sexta | 1999 |
| Pentium 4 | Sétima | 2000 |
Barramento Interno e Externo
Por sua vez, o microprocessador também necessita se comunicar com dispositivos externos, tais como teclados, placa de vídeo, impressoras, scanner, etc. , para essas comunicações o processador possui o que chamamos de Barramento de dados para as operações de entrada e saída ou E/S ( I/O em inglês, Input/Output ). A quantidade de bits de seu barramento de comunicação externo indica com que velocidade o processador se comunica com os dispositivos externos, veja abaixo alguns exemplos:
- Chipsets controladores do acesso as Memórias SRAM ( Cache ) e DRAM
- Chipsets controladores dos barramentos de expansão ISA/PCI, etc.
- Chipsets de diversas funções ou onboards ( IDE, Interface de som, Vídeo, etc. ).
| Microprocessador | Bits Internos | Bits Externos |
| 8086 | 16 | 16 |
| 8088 | 16 | 8 |
| 80286 | 16 | 16 |
| 80386 SX | 32 | 16 |
| 80386 DX | 32 | 32 |
| 486 DLC, DX, DX2, SX, SX2, DX4 | 32 | 32 |
| 486 SLC | 32 | 16 |
| Pentium, Pentium Pro | 32 | 64 |
| Cyrix 5x86 e AMD 5x86 | 32 | 32 |
| Cyrix 6x86 e AMD-K5 | 32 | 64 |
Clock
O Clock ou freqüência é medido em ciclos por segundos, sua unidade atual é o MHz, Ex: 25 MHz significa 25 milhões de ciclos por segundo, ele indica a velocidade em que o microprocessador executa as instruções básicas que executam os programas, este item é que indica a velocidade do processador como conhecemos. O problema é que as instruções podem ser simples ou complexas levando mais ciclos ou menos ciclos para serem executadas, por isto o valor do clock não é constante, ou seja, um processador de 450 MHz não funciona sempre nesta velocidade para instruções diferentes. Os fabricantes colocam no mercado um determinado processador com um clock especifico e depois com o melhoramento tecnológico aumentam o clock interno deste processador, determinando assim uma "Família de Processadores", Ex.: Pentium celeron 266 MHz, 300, 333 MHz, etc., outro ponto muito importante é o clock externo do processador, pois é ele que define a velocidade do barramento externo de dados do microprocessador. | Quanto maior for o barramento externo maior será a velocidade de comunicação do processador com as memórias, chipsets e slots ( ex.: AGP ), veja abaixo alguns processadores atuais de clock externo igual a 100 MHz.
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Na tabela abaixo temos o multiplicador que é usado junto com o clock externo ( 50, 55, 60, 66, 75, 83, 90 e 100 MHz ) para configurar a placa Motherboard para funcionar com um determinado processador ( Ex: para o Pentium MMX 233 que utiliza o soquete 7, temos que multiplicar 66 x 3,5 = 231 ou 233 MHz ) resultando no clock interno do processador.
Tabela de Características
| Microprocessador | Clock Interno | Clock Externo | Multiplicador ( Fator ) |
| Intel | |||
| 486 SX 25 | 25 MHz | 25 MHz | 1,0 x |
| 486 DX 50 | 50 MHz | 25 MHz | 2,0 x |
| 486 DX2 66 | 66 MHz | 33 MHz | 2,0 x |
| 486 DX4 100 | 100 MHz | 33 MHz | 3,0 x |
| Pentium 75 | 75 MHz | 50 MHz | 1,5 x |
| Pentium 90 | 90 MHz | 60 MHz | 1,5 x |
| Pentium 100 | 100 MHz | 66 MHz | 1,5 x |
| Pentium 120 | 120 MHz | 60 MHz | 2,0 x |
| Pentium 133 | 133 MHz | 66 MHz | 2,0 x |
| Pentium 150 | 150 MHz | 60 MHz | 2,5 x |
| Pentium 166 | 166 MHz | 66 MHz | 2,5 x |
| Pentium 200 | 200 MHz | 66 MHz | 3,0 x |
| Pentium 233 | 233 MHz | 66 MHz | 3,5 x |
| Pentium II 233 | 233 MHz | 66 MHz | 3,5 x |
| Pentium II/Celeron 266 | 266 MHz | 66 MHz | 4,0 x |
| Pentium II/Celeron 300 | 300 MHz | 66 MHz | 4,5 x |
| Pentium II/Celeron 333 | 333 MHz | 66 MHz | 5,0 x |
| Celeron 366 | 366 MHz | 66 MHz | 5,5 x |
| Celeron 400 | 400 MHz | 66 MHz | 6,0 x |
| Celeron 433 | 433 MHz | 66 MHz | 6,5 x |
| Celeron 466 | 466 MHz | 66 MHz | 7,0 x |
| Celeron 500 | 500 MHz | 66 MHz | 7,5 x |
| Pentium II 350 | 350 MHz | 100 MHz | 3,5 x |
| Pentium II 400 | 400 MHz | 100 MHz | 4,0 x |
| Pentium II/III 450 | 450 MHz | 100 MHz | 4,5 x |
| Pentium III 500 | 500 MHz | 100 MHz | 5,0 x |
| Pentium III 550 | 550 MHz | 100 MHz | 5,5 x |
| Pentium III 600 | 550 MHz | 100 MHz | 6,0 x |
| AMD | |||
| AMD-K5-PR75 | 75 MHz | 50 MHz | 1,5 x |
| AMD-K5-PR90 | 90 MHz | 60 MHz | 1,5 x |
| AMD-K5-PR100 | 100 MHz | 66 MHz | 1,5 x |
| AMD-K5-PR120 | 90 MHz | 60 MHz | 1,5 x |
| AMD-K5-PR133 | 100 MHz | 66 MHz | 1,5 x |
| AMD-K6-PR166 | 166 MHz | 66 MHz | 2,5 x |
| AMD-K6-PR200 | 200 MHz | 66 MHz | 3,0 x |
| AMD-K6-PR233 | 233 MHz | 66 MHz | 3,5 x |
| AMD-K6-PR266 | 266 MHz | 66 MHz | 4,0 x |
| AMD-K6-PR300 | 300 MHz | 66 MHz | 4,5 x |
| AMD-K6-2-PR266 | 266 MHz | 66 MHz | 4,0 x |
| AMD-K6-2-PR300 | 300 MHz | 100 MHz | 3,0 x |
| AMD-K6-2-PR333 | 333 MHz | 95 MHz | 3,5 x |
| AMD-K6-2-PR350 | 350 MHz | 100 MHz | 3,5 x |
| AMD-K6-2-PR400 | 400 MHz | 100 MHz | 4,0 x |
| AMD-K6-3-PR400 | 400 MHz | 100 MHz | 4,0 x |
| AMD-K6-3-PR450 | 450 MHz | 100 MHz | 4,5 x |
| IBM/Cyrix | |||
| 6x86-PR120+ | 100 MHz | 50 MHz | 2,0 x |
| 6x86-PR133+ | 110 MHz | 55 MHz | 2,0 x |
| 6x86-PR166+ | 133 MHz | 66 MHz | 2,0 x |
| 6x86-PR200+ | 150 MHz | 75 MHz | 2,0 x |
| 6x86MX-PR166 | 150 MHz | 60 MHz | 2,5 x |
| 6x86MX-PR200 | 166 MHz | 66 MHz | 2,5 x |
| 6x86MX-PR233 | 200 MHz | 66 MHz | 3,0 x |
| 6x86MX-PR266 | 225 MHz | 75 MHz | 3,0 x |
| 6x86MII-PR300 | 300 MHz | 66 MHz | 3,5 x |
| 6x86MII-PR300 | 300 MHz | 75 MHz | 3,0 x |
| 6x86MII-PR333 | 333 MHz | 83 MHz | 3,0 x |
Capacidade de Endereçamento
A capacidade de endereçamento indica qual e o máximo de células de memória que o microprocessador pode acessar, o microprocessador lê e grava os dados da memória acessando "baldes" as células ou posições que contém os conjuntos de bytes ( 0 e 1 ). O 8086 e 8088 possuíam um barramento de dados de 20 bits podendo acessar com isto 1 MB, para saber a quantidade de memória maxíma que um processador pode acessar eleve por 2 o barramento de endereços, veja o exemplo abaixo.220 bytes = 1.048.576 bytes = 1 MB ( para o 8085 e 8086 )
224 bytes = 16.777.216 bytes = 16 MB
232 bytes = 4.294.967.296 bytes = 4 GB
| Microprocessador | Nº bits de endereço | Capacidade de endereçamento |
| 8086 e 8088 | 20 | 1 MB |
| 80286, 386 SX | 24 | 16 MB |
| 386 DX | 32 | 4 GB |
| 486 DX, DX2, SX, SX2, DX4 | 32 | 4 GB |
| 486 DLC | 32 | 4 GB |
| 486 SLC | 24 | 16 MB |
| Pentium, Pentium Pro | 32 | 4 GB |
| Cyrix 5x86 e 6x86, AMD 5x86 e K5 | 32 | 4 GB |
Soquetes/Encapsulamento
Os Microprocessador 486, Pentium e Pentium MMX são encaixados na motherboard utilizando-se o soquete ZIF ( Zero Insertion Force ) também chamado de soquete 7 criado pela Intel que foi usado inicialmente para possibilitar o Up-grade dos processadores 486 ( 168 pinos ) mantendo-se a mesma placa Motherboard, ele foi posteriormente usado pela família Pentium até o Pentium MMX com clock de 233 MHz ( 321 pinos ). O soquete Super 7 foi criado pela AMD para aproveitar o nicro deixado pela Intel ao interromper a produção de processadores para o soquete 7.Tipo Encapsulamento
O encapsulamento tem como finalidade proteger a pastilha de circuito impresso também chamado de núcleo ( CORE ), dissipar o calor gerado pelo núcleo, permitir a conexão física e eletrica com a motherboard- PGA - Pin Grid Array, encapsulamento quadrado que pode ser ceramico ou plástico
- CPGA - Ceramic Pin Grid Array, encapsulamento PGA de cerâmica
- PPGA - Plastic PGA, encapsulamento PGA de plástico
- SPGA - Staggered PGA, encapsulamento PGA com pinagem concentrada.
- SECC - Single Edge Contact Cartridge, encapsulamento tipo cartucho com embalagem
- SEPP - Single Edge Processor Package, encapsulamento tipo cartucho sem embalagem
| Processadores soquete 7 e Super 7 ( PGA ) | |
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| Características dos Soquetes | ||||
| Tipo | Nº de pinos | Tensão | Processadores | Encapsulamento |
| Soquete 3 | 237 | 5 a 3,0 V | 486 DX, SX, DX2, DX4 | PGA |
| Soquete 7 | 321 | 3,5 a 2,8 V | Pentium (54 e P55), K5, K6, C6, MII | CPGA e PPGA |
| Soquete 8 | 387 | 3,3 V | Pentium Pro | CPGA |
| Soquete Super 7 | 321 | 3,5 a 2,2 V | Pentium (54 e P55), K5, K6, MII, K6-2, K6-3 | CPGA e PPGA |
| Slot 1 | 242 | 2,8 a 2,0 V | Celeron, Pentium II, Pentium III | SECC e SEPP |
| Slot 2 | 330 | 2,8 a 2,0 V | Pentium II e Pentium III Xeon, Tanner | SECC |
| Soquete 370 | 370 | 2,8 ou 2,0 V | Celeron | SEPP e PPGA |
| Slot A | 330 | 2,8 a 2,0 V | AMD Athlon | SECC |
Slot1- Pentium II e III
 | Pentium II ( SECC ) |
Para "combater" os micros de baixo custo a Intel criou o Celeron que nada mais é do que um Pentium II sem cache L2, que por ter baixo desempenho e críticas nas primeiras versões teve um acréscimo de 128 Kb de L2 no Celeron 300 MHz ou 300A ( o "A" diferencia as versões anteriores ). O novo processador Xeon da Intel usa um slot 2 tipo SEC muito parecido com o slot 1, só que com mais pinos.
Soquete 370
Este soquete é mais uma tentativa da Intel de não permitir o avanço da AMD na área dos PC de baixo custo ( nos EUA, os PCs de 1000 dolares ), ele permite a conexão de processadores Celeron com encapsulamento PPGA, Os processadores Pentium II de Formato SEPP ( Single Edge Processor Package ) são usados no slot 1 e slot 2. Os processadores Celeron usam o formato PPGA ( Plastic Pin Grid Arrays ) para o soquete 370 e SEPP para o slot 1. Adaptador de Slot 1 para soquete 370
Tensões
Como os microprocessadores Pentium MMX funcionam com dupla voltagem ( Dual Power ou simplesmente Dual ), a placa motherboard que os usa deve ser selecionada para P55C, ou selecione voltagem simples no caso do Pentium normal ( P54C ), a tensão correta ( 3,5 a 2,8 volts ) evita travamentos no processamento por super aquecimento ou a queima do microprocessador. Os processadores que usam o soquete 7 necessitam de um ventilador ( cooler ) para refrigeração.| Tabela de Tensão ( V ) | |||
| Fabricante | Processador | Simples | Dupla |
| Intel | P54C, P54CS | 3,5 V (VRE) | --- |
| AMD | K5 | 3,5 V (VRE) | --- |
| IBM/Cyrix | 6x86 | 3,5 V (VRE) | --- |
| Intel | P54C, P54CS | 3,4 V (STD) | --- |
| AMD | K5 | 3,4 V (STD) | --- |
| AMD | K6-PR 233 | --- | 3,2 V |
| AMD | K6-166, 200 | --- | 2,9 V |
| IBM/Cyrix | 6x86MX | --- | 2,9 V |
| Intel | P55C-MMX | --- | 2,8 V |
| AMD | K6-2 | --- | 2,2 V |
Memória cache
Os microprocessadores modernos são componentes que se desenvolveram muito ao longo dos anos, hoje temos processadores com clock interno na faixa dos Giga ( ex: Xeon da Intel ), porém, o seu desempenho é muito prejudicado quando o microprocessador acessa os dispositivos externos, como as memórias, tem de esperar muito tempo. As memórias também tiveram um bom desenvolvimento com relação a sua velocidade e capacidade, este problema de desempenho passou a existir nos anos 90, pois antes os processadores tinham clock inferior à 25 MHz e eram mais lentos que as memórias DRAM.A solução foi colocar uma pequena quantidade de memória SRAM para auxiliar as memórias DRAM a aumentar a velocidade do conjunto de memórias em relação ao microprocessador. A memória Cache é um pequeno conjunto de memórias SRAM de baixa capacidade que pode está dentro do microprocessador não podendo ser modificado ou na motherboard que pode ser alterado ( Cache L2 ), porém, com alta velocidade.
Os dados armazenados na memória DRAM ( Pentes ) são lidos e executados pelo processador, porém, as DRAM são lentas, é para resolver este problema um circuito chamado controlador de cache transfere os dados da DRAM para a memória SRAM, ou seja, o processador acessa a Cache que é mais veloz ao invéz de acessar as memórias DRAM. enquanto o controlador de cache carrega mais dados da DRAM.
O primeiro microprocessador a utilizar memória cache interna foi o 486 com 8 kB de memória SRAM, podemos chamar-la de:
- Cache interna
- Cache primária
- Cache de nível 1 ou L1
Os 80386 até 20 MHz não possuíam cache, porém, com o lançamento das versões 25, 33 e 40 MHz a cache foi acrescentada na motherboard para aumentar o desempenho e não no interior processador, como no 486, está cache na motherboard é baseada em conjuntos de chips de memória SRAM ou SDRAM com tamanho máximo de 64, 128, 256, 512, 1024 e 2048 kB por placa motherboard que foi chamada de:
- Cache externa
- Cache secundária
- Cache de nível 2 ou L2
| Nas Motherboards Pentium a Cache Pipeline Burst SRAM é a mais indicada devido ao seu desempenho 50% superior as memórias Assynchronous SRAM. |
As motherboard atuais possuem cache interna e externa para auxiliar o microprocessador, a quantidade de cache externa depende do fabricante da placa motherboard, em alguns casos ela pode ser aumentada ( up-grade ).
| Processador | Cache interno |
| 8088, 8086, 80286 | --- |
| 80386DX, 80386SX | --- |
| 80486DX, 80486SX, 80486DX2 | 8KB |
| 80486DX4, Pentium | 8KB + 8KB |
| Pentium MMX | 16KB + 16KB |
| Pentium Pro | 8KB + 8KB |
| Pentium II, Celeron | 16KB + 16KB |
| Cyrix e AMD 486 DX4 | 8KB |
| Cyrix 5x86, 6x86, AMD 5x86 | 16KB |
| AMD K5 | 24 kB* |
*Obs.: O AMD K5 possui 24 kB de cache interna, divididas em duas partes, sendo 16 kB para código ( programas ) e 8 kB para dados.
Tamanho da cache externa ( Típica )
| Motherboard | Memória Cache Externa disponível | Cache Ext. Típica |
| 386 DX | 16, 32, 64, 128 ou 256 kB | 128 kB |
| 486 | 128, 256, 512, 1024 kB | 256 kB |
| Pentium | 256, 512, 1024 kB | 512 kB* |
| Pentium II | 512, 1024 kB | 512 kB |
* Já são disponíveis placas Pentium com 1024 e 2048 kB.A desvantagem da cache é que por usar chips SDRAM ela ocupa muito espaço físico, tem pouca capacidade (kB) e também é mais cara.