O cérebro por trás da máquina: desvendando os processadores

Sem ele, os computadores seriam apenas peças inertes de metal e plástico.

Os processadores, também conhecido como CPU (Unidade Central de Processamento), são os componentes fundamentais de qualquer dispositivo eletrônico programável, como computadores, smartphones, tablets e até mesmo eletrodomésticos inteligentes.

Sendo assim, eles são responsáveis por executar as instruções e cálculos que permitem que esses dispositivos funcionem. Ficou curioso? Então, fique com a gente até o final e descubra tudo sobre os processadores.

O que são processadores?

Como dito, os processadores são o maestro silencioso que dá vida aos dispositivos eletrônicos. Sem eles, os computadores, celulares, videogames não funcionariam.

Sendo assim, ele é composto por várias peças. No interior, encontramos diversos componentes interligados, cada um com uma função específica. Os núcleos são as unidades de processamento individuais, como os músicos em uma orquestra.

Quanto mais núcleos um processador tiver, mais tarefas ele poderá executar ao mesmo tempo. Já o cache é uma memória de alta velocidade que armazena dados e instruções que o processador precisa acessar frequentemente. Seria como partituras musicais que o maestro precisa ter em mãos.

Assim, as unidades de controle são os maestros que coordenam todo o processo. Posto que elas buscam as instruções na memória, decodificando-as e enviando-as para as unidades de execução.

Dessa forma, as unidades de execução são os instrumentos da orquestra, que realizam as operações matemáticas e lógicas necessárias para completar as tarefas. Por fim, os barramentos são as vias de comunicação, os quais permitem que os diferentes componentes do processador se comuniquem entre si.

E como funcionam os processadores?

Os processadores funcionam processando instruções em uma ordem sequencial. Isto é, eles recebem dados brutos, realizam operações matemáticas e lógicas e entregam resultados rapidamente.

Conforme vimos antes, os núcleos são os componentes fundamentais dos processadores modernos. Dessa maneira, cada núcleo é capaz de realizar tarefas independentemente, o que permite a execução paralela de diferentes operações.

Assim sendo, os processadores multicore são comuns hoje em dia, possibilitando a execução eficiente de várias tarefas simultaneamente. Além dos núcleos, as unidades de execução são responsáveis por realizar operações específicas.

Além disso, os processadores também contam com caches, que são memórias de acesso rápido utilizadas para armazenar temporariamente dados frequentemente usados. Isso reduz a necessidade de acessar a memória principal, acelerando o processo de execução.

Então, o funcionamento de um processador envolve a busca, decodificação e execução de instruções. Na fase de busca, o processador procura as instruções na memória e as traz para a cache.

Em seguida, na fase de decodificação, as instruções são interpretadas e preparadas para execução. Finalmente, na fase de execução, as operações são realizadas e os resultados são enviados de volta à memória.

Assim, houve evolução dos processadores ao longo dos anos, com melhorias constantes na arquitetura, tamanho dos transistores e eficiência energética. Portanto, essas inovações têm impulsionado o avanço da computação, permitindo o processamento rápido e eficiente de grandes volumes de dados.

Como foram criados?

Tudo começou na década de 1940, quando cientistas e engenheiros pioneiros deram os primeiros passos em direção à criação de máquinas capazes de realizar cálculos complexos.

Sendo assim, o marco inicial pode ser atribuído a John Presper Eckert e John Mauchly, que desenvolveram o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), em 1946. Apesar de ser um colosso mecânico, o ENIAC sinalizou o início da computação eletrônica e trouxe consigo a ideia fundamental de processamento automático.

No entanto, foi somente na década de 1970 que os processadores como os conhecemos hoje começaram a tomar forma. A Intel, fundada por Robert Noyce e Gordon Moore, lançou o primeiro microprocessador comercial, o Intel 4004, em 1971.

A evolução rápida continuou com o lançamento de sucessores, como o Intel 8008 e o 8080. Em 1978, a Intel lançou o 8086, que posteriormente se tornaria a arquitetura x86 dominante no mercado de computadores pessoais.

O século XXI trouxe consigo avanços incríveis, com a Lei de Moore, formulada por Gordon Moore em 1965. Assim, os processadores tornaram-se mais potentes, eficientes em termos energéticos e integrados em dispositivos móveis, culminando na proliferação de smartphones e tablets.

O futuro dos processadores promete, com nanotecnologia, a computação quântica abrindo novas possibilidades de processamento e resolução de problemas complexos. E, claro, os processadores inteligentes, que serão adaptáveis a diferentes tarefas e necessidades.

Seja navegando na web, jogando um game ou editando fotos, os processadores são responsáveis por transformar instruções em ações que utilizamos diariamente. Aliás, para tornar tudo ainda mais rápido, a era do Wi-Fi 7 está chegando. Aproveite!