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Processadores de 1 GHz – uma nova era
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Semana passada (08/03/2000) o mundo foi duplamente surpreendido pelo anúncio dos dois gigantes fabricantes de chips e processadores do Vale do Silício. AMD e Intel anunciaram a disponibilidade de processadores trabalhando a 1.0 GHz , um marco na era da computação pessoal. Era sabido e divulgado por estes fabricantes que no ano 2000 estariam estes produtos disponíveis. Porém o furor foi causado pela antecipação do fato. Tanto AMD quanto Intel estavam declarando prazos mais elásticos para tentar surpreender a concorrência.
Quem saiu na frente foi a AMD que no dia 6 de março passado divulgou a disponibilidade do chip Athon de 1.0 GHz, bem como seus parceiros, Gateway e Compaq, que já têm modelos construídos usando o novo processador. Detalhes do lançamento podem ser conferidos em http://www.amd.com/products/cpg/athlon/index.html . O anúncio por parte da AMD pegou a Intel de surpresa mas sua reação foi quase instantânea, algumas horas depois também divulgou a disponibilidade de sua nova geração de processadores de 1.0 GHz.
Não somente a freqüência do chip foi sensivelmente aumentada, bem como várias tecnologias agregadas a cada um destes produtos os tornam ainda mais rápidos. Novas gerações de placas-mãe serão necessárias para o total aproveitamento do potencial destes novos processadores que inauguram uma nova era no universo dos PCs.
Mas afinal quão importante é a freqüência do clock do processador, que torna um PC com mais MHz ou GHz melhorou mais rápido ? A história dos computadores pessoais , hoje já quase atingindo a maioridade, remonta desde 1979 quando a Intel desenvolveu um processador de nome 8086 de 16 bits, um real evolução de seu irmão mais velho (o 8080) e que logo despertou o interesse da IBM como uma potencial plataforma para desenvolvimento do primeiro computador pessoal da história para uso empresarial. Nesta época a Apple já estava criando um excelente computador dirigido a usuários domésticos, mercado até então inexistente. Este processador o 8086 era uma evolução fantástica pois tinha arquitetura interna de 16 bits e sua freqüência de clock eram assombrosos 4.77 MHz (ou seja mais de 200 vezes mais lento que os chips recém anunciados).
Desde o histórico 8086, do qual se originou o 8088 , chip utilizado no primeiro IBM PC, muitos degraus foram galgados e muitas conquistas técnicas foram obtidas. Naquela época criou-se um processador assessório para agilizar operações matemáticas de ponto flutuante, chamado co-processador matemático. O primeiro deles , o 8087 era almejado por usuários de incipientes programas gráficos e de engenharia, os quais tinham sensível ganho de performance. Na geração do 486 esta funcionalidade foi incorporada no próprio processador e desde então não existe mais um co-processador matemático isolado.
Existe dentro dos processadores um componente (cristal) que estimulado pela corrente elétrica alterna seu estado muitas vezes por segundo. Este cristal coordena o ritmo de funcionamento do processador. No caso do 8086 as suas instruções básicas precisavam de 1 a 5 ciclos de CPU para serem executadas. Os novos processadores de 1.0 GHz executam várias instruções em um único ciclo de CPU em paralelo, portanto com muito mais eficiência. Além disso inúmeras outras otimizações estão presentes nos processadores atuais como micro-arquitetura super escalar, cache de memória de nível 1 integrado ao chip, cache secundário e instruções para otimização de programas multimídia (3D now da AMD e MMX da Intel).
A grande revolução pós 8086 foi o processador 386, primeiro a trabalhar com arquitetura interna de 32 bits, capaz de criar “máquinas virtuais” e responsável pelo “boom” de aplicações multi-tarefa e pela própria popularização da plataforma Windows (versões 3.0 e 3.1). Foi também um marco mercadológico uma vez que pela primeira vez a IBM não mais ditava as regras no mundo PC. Foi a Compaq que ao lançar o Deskpro 386 inovava e trazia aos usuários um computador usando um processador muito mais evoluído , embora usando ainda muito da arquitetura antiga, baseada no processador 286. Somente após alguns meses a IBM lançaria sua linha PS/2 a qual não obteve a desejada hegemonia de mercado de outrora, graças em parte à atitude da Compaq.
Uma comparação direta entre processadores é sempre muito difícil e quase sempre incorreta. Só faz sentido comparar processadores de mesma geração ou tecnologia. Podemos inferir que se um deles tem o dobro da freqüência do outro (por exemplo um Pentium de 100 MHz e outro Pentium de 200 MHz) , sua performance deverá ser também o dobro para operações que não exijam acesso a disco, como operações matemáticas ou movimentação de dados em memória. No caso do 8086 de 4.75 MHz e dos novos processadores de 1.0 GHz, poder-se-ia deduzir uma vantagem de cerca de 200 o que não é verdade pois devido a todas as novas tecnologias embutidas nos processadores atuais esta diferença de performance pode ser medida e representa pelo menos 1000 vezes mais velocidade.
O surgimento dos processadores de 1.0 GHz fez renascer o mito da “Lei de Moore”, frase dita há mais de 12 anos atrás pelo célebre presidente da Intel, na qual afirmava “a capacidade/velocidade dos processadores dobra a cada 18 meses”. Os analistas julgavam não mais ser possível esta velocidade de crescimento, mas após estes novos lançamentos, a “Lei de Moore” continua mais viva do que nunca.
Teoricamente é simples construir um processador de clock muito elevado. Fabricá-lo e operacionalizá-lo dentro de um computador de usuário é a tarefa muito difícil. Há muitos meses já existia em laboratórios chips da AMD funcionando a 1.0 GHz, porém dotados de sofisticados sistemas líquidos de refrigeração para impedir o “derretimento” do processador. Alguns fabricantes alternativos chegaram a lançar modelos “turbinados”, utilizando sistemas de refrigeração reforçados, usando a técnica de “over-clocking” através da qual processadores comuns são forçados a funcionar em velocidades acima de sua especificação. O problema desta abordagem é a pouca confiabilidade e perda de garantia do fabricante do chip.
O consumo de energia também é fator de extrema importância. Quanto maior a velocidade (MHz ou GHz) o consumo de energia cresce muito, impedindo o uso destes processadores mais velozes em computadores portáteis. A Intel preocupada com esta situação desenvolveu para sua linha de processadores mais atuais a tecnologia “SpeedStep” que traz para o usuário o melhor dos dois mundos. O processador detecta se o computador está sendo alimentado por baterias ou tomada e alterna a sua velocidade reduzindo o consumo no caso de baterias e trabalhando a plena carga quando ligado na tomada. Assim os computadores portáteis podem ter o melhor desempenho possível também economizar baterias.
A conquista do marco do 1.0 GHz é mais importante do que aparenta pois há vários anos atrás especialistas em circuitos integrados afirmavam haver uma barreira teórica que impediria esta marca pois se atingida os sinais elétricos deveriam transitar dentro do processador em velocidades acima da velocidade da luz, fato impossível pelas leis da física. A conquista foi possível graças aos processos de fabricação do chip que usam camadas de silício de 0.18 micron de espessura, muito mais eficientes e menores, com menor consumo e dissipação de calor. A quebra da velocidade da luz foi adiada por algum tempo...
Esta evolução toda dos processadores tem sido sentida pelos usuários ? A resposta a esta pergunta é polêmica e tem diversos aspectos. Se instalados os softwares de 15 anos atrás nos computadores de hoje, incluindo os super robustos PCs de 1.0 GHz, estes programas parecerão incrivelmente rápidos. Porém hoje em dia ninguém mais quer usar programas da década de 80. Os programas atuais incluindo os sistemas operacionais atuais são muito mais elaborados que seus antecessores. A própria interface gráfica, com efeitos de transição, degrades, menus adaptativos ou jogos com renderização de superfície em tempo real, processadores de texto que efetuam correções ortográficas e gramaticais etc. consomem os valiosos recursos do processador mas em troca oferecem todos estes e outros serviços ao usuário. Por isso o “efeito líquido” no usuário final se dilui, ou seja, o ganho de performance percebida não é tão radical. Porém se comparados ambientes iguais, ou seja, por exemplo, Windows 98 em um Celeron 400 MHz e Windows 98 num Pentium III 1.0 GHz a diferença pode ser dramática.
A voracidade por mais velocidade parece infinita. Há anos lemos declarações dizendo “agora, com esta plataforma de hardware podemos pensar em reconhecimento de voz para computadores pessoais”. Mas apesar de existirem alguns bons programas para esta finalidade, ainda não há uma definitiva solução para este tipo de aplicação. Será que os “musculosos” processadores de 1.0 GHz darão conta deste recado ?
Com 1.0 GHz alguns tipos de programas apresentarão ganhos reais como servidores de bancos de dados, servidores de aplicações, aplicações gráficas e jogos interativos. A Intel está promovendo o Pentium III como uma plataforma otimizada para Internet e demonstra estas virtudes no site http://media.intelweboutfitter.com . Como no uso de Internet o gargalo está na linha de comunicação as vantagens de um processador mais robusto para esta finalidade é marginal mas não há dúvida de que para as outras aplicações do dia a dia há grandes benefícios.
O surgimento destes novos processadores traz outras vantagens para os consumidores. Ao serem anunciadas as versões de 1.0 GHz, 950 MHz e 900 MHz quase que imediatamente ocorre uma queda de preços nas versões mais simples dos processadores. É esperada uma queda de preços nas versões 750 MHz, 700 MHz , 650 MHz etc. que viabilizará computadores muito avançados e rápidos mesmo sem usar a tecnologia mais moderna. Quem quiser ter hoje um computador com os tão aclamados chips de 1.0 GHz terão de desembolsar só pelo processador algo perto de US$ 1300,00 (o preço de um bom computador de 500 a 600 MHz).
A próxima virada tecnológica ocorrerá em alguns meses quando a Intel lançar o seu processador de 64 bits (codinome Merced). Será uma guinada tecnológica tão importante quanto o aparecimento do 386 em meados da década de 80. Uma arquitetura de 64 bits permite maior espaço de memória endereçável, maior “calibre” nos canais de dados entre o processador , memória, chipset e periféricos mas exigirá softwares completamente novos, quebrando um ciclo de compatibilidade x86 de muitos anos. Já foi divulgado por Intel e Microsoft a existência de Windows 2000 sendo desenvolvido e testado para esta nova plataforma, bem como desenvolvedores de software hoje já dispõem de recursos para preparar seus programas para esta outra nova era. Se continuar valendo a “Lei de Moore” talvez possamos estar experimentando daqui a alguns meses o Merced a 1.5 GHz e os atuais chips de 1.0 GHz tenham preços mais acessíveis... (xando@@mandic.com.br)
