O que é um processador dual-core ou quad-core?
Por Pedro Cipoli | Editado por Bruno Salutes | 16 de Maio de 2013 às 09h40
Hoje é praticamente impossível encontrar um computador com um processador de apenas um núcleo à venda. Isso acontece tanto pelo barateamento do processo de fabricação quanto por uma questão um pouco mais delicada: aumentar a frequência de operação de um processador acima de 4,5 ou 5 GHz causa enormes problemas de estabilidade, superaquecimento e consumo de energia que passa a aumentar exponencialmente.
Mesmo os modelos mais baratos de CPU são dual-core, sendo possível até adquirir um modelo quad-core sem precisar fazer grandes investimentos. Mas o que é um core? Quem costuma montar suas próprias máquinas sabe que, independentemente de quantos núcleos (ou cores) o processador tenha, ele continua sendo apenas um componente: em outras palavras, os 4 cores estão dentro de uma mesma cápsula. Não há 4 "pedaços" de processador acoplados à sua placa-mãe.
O que muda é o interior do chip. Internamente, uma CPU com múltiplos núcleos é divida em setores contendo conjuntos de transistores que funcionam de forma independente. Um transistor é a menor unidade física dentro de um processador, que costuma ter bilhões deles que acendem e apagam para processar nossos dados (e assim compõem os famosos uns e zeros da linguagem binária). Embora essa conta não seja completamente linear, quantos mais transistores, mais núcleos um processador pode ter e mais rápidos eles são capazes de funcionar.
Interior de um processador. Quatro núcleos dentro de um único chip.
Cada core é uma unidade de processamento separada capaz de lidar com tarefas independentes, mas aumentar a quantidade de núcleos traz somente uma parcela de aumento de desempenho. Por exemplo, um processador de 2 núcleos rodando a 3,2 GHz não é o mesmo que um single-core de 6,4 GHz, assim como um quad-core rodando a 2,0 GHz não é o mesmo que um single-core de 8 GHz.
Pode parecer contraintuitivo, mas é isso mesmo. Raros são os programas que utilizam todos os núcleos ao mesmo tempo, e o motivo de percebermos que as nossas máquinas ficam mais rápidas quando fazemos um upgrade de um single-core para um dual-core não é necessariamente que os programas estão tirando benefício de todos os núcleos, mas sim que um sistema operacional moderno tem tantos processos rodando ao mesmo tempo que o segundo núcleo acaba lidando com outras tarefas, aliviando o processador principal.
Esse ganho é conhecido como multitarefa, percebido apenas por quem utiliza vários programas ao mesmo tempo como navegar na internet enquanto escuta uma música, baixa alguns programas e converte algum vídeo. Para estes usuários, compensa mais um número maior de núcleos do que um clock mais alto não só no multitarefa, mas também em programas capazes de dividir seu funcionamento em vários processos separados, como o Internet Explorer e Google Chrome.
Hyperthreading
Em nosso artigo sobre a tecnologia hyperthreading da Intel explicamos que um processador dual-core com essa tecnologia é interpretada pelo processador como um modelo quad-core, mas mesmo que fique bonito quatro gráficos separados no Gerenciador de Tarefas, o usuário continua tendo apenas dois núcleos. O HT dá sim um ganho de desempenho em programas que não são capazes de lidar com vários núcleos ao mesmo tempo, mas ele é muito pequeno e muito longe do desempenho de uma CPU quad-core.
Processador Intel com hyperthreading: mesmo tendo somente 4 núcleos, aparece para o sistema operacional como 8 núcleos. Reparem que os núcleos ímpares (físicos) estão mais ativos que os pares (virtuais)
O HT nada mais é do que a capacidade de o núcleo processar duas instruções por ciclo de clock, o que em alguns aplicativos dá um ganho de aproximadamente 20% em relação a um núcleo sem hyperthreading.
Turbo Boost e Turbo Core
Ambas funcionam de forma bastante parecida, mas possuem nomes diferentes por serem tecnologias de empresas diferentes. Turbo Boost (Intel) e Turbo Core (AMD) são soluções bastante elegantes, aumentando a frequência do núcleos durante pequenos intervalos de tempo sempre que o processador não estiver quente demais. Em alguns casos fazem algo mais radical, desligando alguns núcleos e aumentando a frequência dos restantes.
Funcionamento da tecnologia Turbo Core da AMD. Na parte de baixo estão alguns exemplos do ganho de desempenho da tecnologia em alguns aplicativos.
Como dissemos em nosso artigo sobre o tema, são pouquíssimos que conseguem utilizar quatro núcleos ou mais, então, em alguns casos compensa mais dois núcleos ativos rodando com frequência maior do que quatro núcleos rodando na velocidade normal, já que os cores adicionais ficarão subutilizados.
Processadores com oito núcleos ou mais
Alguns modelos da Intel com quatro núcleos e hyperthreading e a geração mais atual da AMD aparecem para o sistema operacional como octo-cores (8 núcleos), mas analisando um pouco mais tecnicamente, ambos possuem 4 núcleos. No caso da Intel, os quatro cores adicionais são virtuais, como vimos acima. No caso da AMD, temos 8 núcleos, mas 4 módulos que compartilham recursos. Ou seja, são núcleos incompletos, onde cada par de núcleos compartilha a mesma cache L2 e unidade de processamento de ponto flutuante (uma das operações mais pesadas para um processador moderno).
O motivo de não encontrarmos modelos de oito núcleos ou mais à venda são basicamente dois:
- não há necessidade, pois mesmo processadores dual-core já são capazes de fornecer uma altíssima experiência de uso;
- é extremamente caro.
Por esses motivos o mercado de CPUs com 8 núcleos ou mais fica basicamente restrito a servidores estações e trabalho de altíssimo desempenho, pois o ganho para o usuário comum seria mínimo e o preço final seria impagável.