Como os Processadores Funcionam

Clock Externo

Os fabricantes de processadores começaram a usar, então, um novo conceito, chamado multiplicação de clock, que começou com o processador 486DX2. Com esse esquema, que é usado em todos os processadores atualmente, o processador tem um clock externo, que é usado quando dados são transferidos de e para a memória RAM (usando o chip da ponte norte), e um clock interno mais alto.

Para darmos um exemplo real, em um Pentium 4 de 3,4 GHz, estes “3,4 GHz” referem-se ao clock interno do processador, que é obtido quando multiplicamos por 17 seu clock externo de 200 MHz. Nós ilustramos esse exemplo na Figura 4.

Figura 4: Clocks interno e externo em um Pentium 4 de 3,4 GHz.

A grande diferença entre o clock interno e o clock externo em processadores modernos é uma grande barreira a ser transposta visando aumentar o desempenho do computador. Continuando com o exemplo do Pentium 4 de 3,4 GHz, ele tem que reduzir sua velocidade em 17x quando tem que ler dados da memória RAM! Durante esse processo, ele funciona como se fosse um processador de 200 MHz!

Diversas técnicas são usadas para minimizar o impacto dessa diferença de clock. Um deles é o uso de memória cache dentro do processador. Outra é transferir mais de um dado por pulso de clock. Processadores tanto da AMD como da Intel usam esse recurso, mas enquanto os processadores da AMD transferem dois dados por ciclo de clock, os da Intel transferem quatro dados por ciclo de clock.

Figura 5: Transferindo mais de um dado por ciclo de clock.

Por causa disso, os processadores da AMD são listados como se tivessem o dobro de seus verdadeiros clocks externos. Por exemplo, um processador da AMD com clock externo de 200 MHz é listado como tendo 400 MHz. O mesmo acontece com processadores da Intel com clock externo de 200 MHz, que são listados como se tivessem clock externo de 800 MHz.

A técnica de transferir dois dados por ciclo de clock é chamada DDR (Dual Data Rate), enquanto que a técnica de transferir quatro dados por ciclo de clock é chamada QDR (Quad Data Rate).