A MCST (Moscow Center for SPARC Technologies) acaba de disponibilizar um novo processador denominado Elbrus-4C com quatro núcleos que tem como objetivo evitar que o país dependa das americanas Intel e AMD para obter os processadores para as suas máquinas pessoais e corporativas.
O novo processador usa o conjunto de instruções Elbrus ISA em vez do SPARC, o que contradiz o nome da empresa. O Elbrus usa tecnologia fechada e proprietária, por isso não existem muitos detalhes sobre o novo chip. No entanto, sabe-se que, para ser compatível com software desenhado para processadores Intel ou AMD, o Elbrus-4C usa um método semelhante ao Crusoe da Transmeta: Uma máquina virtual que traduz as instruções X86 para o conjunto de instruções do Elbrus para que possam ser executadas.
Esta solução não é tão eficaz como ter as instruções diretamente no hardware como acontece com os processadores da Intel ou AMD mas funciona.
Os núcleos são fabricados usando o processo de fabrico de 65nm da TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) e conseguem funcionar a uma velocidade de relógio máxima de 800 MHz. Segundo as informações que foram obtidas pelo site Ars Technica, o Elbrus-4C tem 986 milhões de transistores.
Crusoe
O Crusoe foi uma família de processadores x86 que eram compatíveis com o padrão de microprocessadores desenvolvidos pela Transmeta .
O Crusoe foi notável por seu método de alcançar a compatibilidade x86. Em vez de a arquitetura do conjunto de instruções ( em inglês: instruction set architectures = ISA) a ser implementado em hardware, ou traduzido por hardware especializado, a Crusoe executava uma máquina virtual, conhecida como Morphing Software Códe (CMS). O CMS traduzia o código de instruções recebidas de programas em instruções nativas para o microprocessador Transmeta. Desta forma, a Crusoe pode emular outras arquiteturas de conjunto de instruções (ISA).
Elbrus ARM-401
Se um cliente da MCST quiser comprar um computador completo, em vez de um processador, a empresa vende o Elbrus ARM-401 (tal como acontece com a nomenclatura SPARC no nome da empresa, também ARM nada tem a ver com os processadores para dispositivos móveis), que é acompanhado por uma distribuição de Linux que se chama Elbrus. Segundo a empresa, este computador também suporta Windows XP e outros sistemas operativos X86 através da máquina virtual do processador.
ISA (arquitetura do conjunto de instruções)
Para quem não sabe, estas arquitetura do conjunto de instruções (ISA) são as operações que um processador, microprocessador, microcontrolador, CPU ou outros periféricos programáveis suporta, fornece ou disponibiliza para o programador, ou seja, é a representação em mnemônicos do código de máquina, com a finalidade de facilitar o acesso ao componente. Cada componente possui o seu próprio conjunto de instruções, que é fornecido pelo fabricante, que também costuma fornecer ou disponibilizar um montador assembly, que transforma o conjunto de instruções em código de máquina para ser utilizado pelo componente.
No caso dos processadores, quando o conjunto de instruções for reduzido leva-o a ter o nome de RISC e se forem complexas o nome de CISC.
A ISA se distingue da microarquitetura, que é o conjunto de técnicas de design de processadores usado para implementar o conjunto de instruções. Computadores com diferentes microarquiteturas podem compartilhar um conjunto de instruções comum. Por exemplo, o Intel Pentium e o AMD Athlon implementam versões quase idênticas do conjunto de instruções x86 ( x86), mas com diferentes projetos internos.
CISC
O CISC é uma linha de arquitetura de processadores capaz de executar centenas de instruções complexas diferentes sendo, assim, extremamente versátil. Temos como exemplos passados os processadores CISC 386 e os 486 da Intel.
Os processadores baseados na computação de conjunto de instruções complexas contêm uma micro-programação, ou seja, um conjunto de códigos de instruções que são gravados no processador, permitindo-lhe receber as instruções dos programas e executá-las, utilizando as instruções contidas na sua micro-programação. Seria como quebrar estas instruções, já em baixo nível, em diversas instruções mais próximas do hardware (as instruções contidas no microcódigo do processador). Como característica marcante esta arquitetura contém um conjunto grande de instruções, a maioria deles em um elevado grau de complexidade.
Examinando do ponto de vista um pouco mais prático, a vantagem da arquitetura CISC é que já temos muitas das instruções guardadas no próprio processador, o que facilita o trabalho dos programadores de linguagem de máquina; disponibilizando, assim, praticamente todas as instruções que serão usadas em seus programas. Os processadores CISC têm a vantagem de reduzir o tamanho do código executável por já possuirem muito do código comum em vários programas, em forma de uma única instrução. Um exemplo disso seria uma calculadora. Existe um pequeno chip nas calculadores que já está com todas as instruções já salvas no próprio chip. Todas as respostas matemáticas possíveis de 0 até um número máximo estipulado que será dado de acordo com todas as operações matemáticas que este dispositivo é capaz de realizar.
Porém, do ponto de vista da performance, os CISCs têm algumas desvantagens em relação aos RISCs, entre elas a impossibilidade de se alterar alguma instrução composta para se melhorar a performance.
É por isso que no caso das calculadoras HP, temos vários tipos diferentes. Uma calculadora financeira, uma calculadora científica, uma calculadora gráfica e uma calculadora básica. Cada uma com um microchip CISC diferente porém cada microchip com uma determinada gama de funções embutidas no próprio chip.
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Calculadora básica empresarial 10b.
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Calculadora Financeira HP 12C. Esta tem versões gold, platinum e outras. Cada uma com um processador risc mais atualizado.
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Calculadora Científica 10s+
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Calculadora científica HP 33s
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Calculadora gráfica vetorial HP 9g
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Calculadora Gráfica / Científica HP 50g
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Calculadora Gráfica / Científica HP Prime
RISC
Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções (RISC), é uma linha de arquitetura de processadores que favorece um conjunto simples e pequeno de instruções que levam aproximadamente a mesma quantidade de tempo para serem executadas. Muitos dos microprocessadores modernos são RISCs, por exemplo DEC Alpha, SPARC, MIPS, e PowerPC. Os computadores atuais mixam as duas arquiteturas, criando o conceito de arquitetura híbrida, incorporando os conceitos das duas arquiteturas e a inclusão de um núcleo RISC aos seus processadores. O tipo de microprocessador mais comum em desktops, o x86, é mais semelhante ao CISC do que ao RISC, embora chips mais novos traduzam instruções x86 baseadas em arquitetura CISC em formas baseadas em arquitetura RISC mais simples, utilizando prioridade de execução.
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Processador DEC-ALPHA
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Servidor rodando com processador DEC ALPHA.
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Sistema operacional desenvolvido para o DEC ALPHA (também conhecido como ALPHA AXP.) que não foi lançado.
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Processador Ultra SPARK.
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Processador Sparc 64.
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Processador MIPS.
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Diagrama de funcionamento MIPS
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Processador IBM Power PC.
Os processadores são baseados na computação de conjunto de instruções reduzidas e não têm micro-programação, as instruções são executadas diretamente pelo hardware. Como característica, esta arquitetura, além de não ter microcódigo, tem o conjunto de instruções reduzidas, bem como baixo nível de complexidade.
A ideia foi inspirada pela descoberta de que muitas das características incluídas na arquitetura tradicional de processadores para ganho de desempenho foram ignoradas pelos programas que foram executados neles. Mas o desempenho do processador em relação à memória que ele acessava era crescente. Isto resultou num número de técnicas para otimização do processo dentro do processador, enquanto ao mesmo tempo tentando reduzir o número total de acessos à memória.
RISC é também a arquitetura adotada para os processadores dos videogames modernos, que proporcionam um hardware extremamente dedicado somente à execução do jogo, tornando-o muito mais rápido em relação a micro computadores com mais recursos, embora com processador x86.
Todos os video games lançados desde 1967 foram criados graças ao desenvolvimento de microchips RISC. Clique para abrir a imagem inteira. (Clique aqui para ler sobre a história dos videogames)
Nos computadores de hoje em dia, o x86 ainda é usado. No entanto para funções reduzidas das funções. Por exemplo, enquanto você está editando um vídeo, no processo de renderização o processador fica responsável por dados secundários do vídeo enquanto que a placa de vídeo assume a tarefa de processar os quadros de imagem. O mesmo acontece para os softwares de edição de áudio, desde que exista uma placa de som dedicada no equipamento.
O Spark e o Elbrus
SPARC (acrónimo para Scalable Processor ARChitecture, significa Arquitetura de Processadores Escaláveis) é uma arquitetura de processador aberta desenvolvida pela Sun em meados de 1987 baseada na arquitetura RISC. A empresa desenvolveu a sua própria implementação SPARC (UltraSPARC) e também licenciou a arquitetura para outros fabricantes, como a Fujitsu, para que produzissem processadores compatíveis. A arquitetura SPARC, possui sua organização de registradores e o seu conjunto de instruções fortemente baseados no modelo RISC.
Inicialmente o processador SPARC possuía 32 bits e foi utilizado primeiramente nas estações de trabalho Sun-4, substituindo as máquinas anteriores desenvolvidas pela Sun, as quais utilizavam processadores Motorola 68000. Em 1994, os processadores SPARC evoluíram para 64 bits.
É uma arquitetura orientada a registrador, onde as únicas instruções que referenciam memória são LOAD e STORE. Seguindo modelo RISC, possui um conjunto de instruções simples, onde as operações mais complexas são realizadas via “software”.
A SPARC International é a organização criada em 1989 para gerenciar as marcas comercias SPARC e fornecer testes de conformidade. Essa organização deixou a arquitetura aberta esperando que a concorrência entre os fabricantes aumenta-se o desempenho e diminuem-se os custos. Outro ponto fundamental que motivou manter arquitetura aberta foi visar um ecossistema maior para o projeto, tentando concorrer com a Intel no mundo dos computadores pessoais.
Os mais recentes projetos usando processadores SPARC são o “Venus” de oito núcleos da empresa Fujitsu Laboratories introduzido em Junho de 2009, o supercomputador “K computer”, SPARC64 X “Athena” introduzido em Agosto de 20121 e o SPARC T5 de 16 núcleos desenvolvido pela Oracle Corporation, em março de 2013, rodando a 3,6 GHz.
A plataforma SPARC foi e é muito utilizada em institutos de pesquisa, principalmente na área de bioengenharia, onde auxiliou a sequenciar o genoma humano.
Já o Elbrus, é uma linha sistemas informáticos da antiga união soviética atualmente russo que foram desenvolvidos por Lebedev Instituto de Mecânica de Precisão e Engenharia da Computação . Em 1992, a empresa Moscow Center of SPARC Technologies (MCST) foi criada para que então o Elbrus pudesse ter um desenvolvimento contínuo.
Estes computadores são utilizados no programa espacial, pesquisa de armas nucleares e sistemas de defesa.
A MCST desenvolve estes microprocessadores com base em dois diferentes arquitetura do conjunto de instruções (ISA): Elbrus e SPARC. Sendo O primeiro proprietário Russo e portanto não temos muitas informações acerca desta arquitetura, uma vez que estes equipamentos raramente saem do território Russo.
No entanto sabendo que estes processadores são usados em geral para sistemas Russos complexos, ao chegarem nas residências estes equipamento poderão trazer também um bom desenvolvimento da tecnologia no país. Apesar de não apresentar um clock muito próximo do clock que temos hoje nos processadores para uso doméstico, não podemos esquecer que a Elbrus pode se mostrar mais habilidosa e rápida do que sistemas atuais. Eis que para um futuro não muito distante poderá surgir daí uma nova tecnologia de ponta para melhorar o desenvolvimento de toda nossa raça humana.
Fica aqui o pensamento e a semente…
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