4 - Tecnologia Da Informatica

8/19/2019 4 - Tecnologia Da Informatica

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TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO


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Didatismo e Conhecimento 1


1. HARDWARE E SOFTWARE:FUNDAMENTOS E CONCEITUAÇÃO

HISTÓRICO

Os primeiros computadores construídos pelo homem foramidealizados como máquinas para processar números (o queconhecemos hoje como calculadoras), porém, tudo era feitosicamente.

Existia ainda um problema, porque as máquinas processavamos números, faziam operações aritméticas, mas depois não sabiamo que fazer com o resultado, ou seja, eram simplesmente máquinasde calcular, não recebiam instruções diferentes e nem possuíamuma memória.

Até então, os computadores eram utilizados para pouquíssimasfunções, como calcular impostos e outras operações. Oscomputadores de uso mais abrangente apareceram logo depoisda Segunda Guerra Mundial. Os EUA desenvolveram ―secretamente, durante o período ― o primeiro grande computadorque calculava trajetórias balísticas. A partir daí, o computadorcomeçou a evoluir num ritmo cada vez mais acelerado, até chegaraos dias de hoje.

Código Binário, Bit e Byte

O sistema binário (ou código binário) é uma representaçãonumérica na qual qualquer unidade pode ser demonstrada usando-

se apenas dois dígitos: 0 e 1. Esta é a única linguagem que oscomputadores entendem.Cada um dos dígitos utilizados no sistema binário é chamado

de Binary Digit (Bit), em português, dígito binário e representa amenor unidade de informação do computador.

Os computadores geralmente operam com grupos de bits.Um grupo de oito bits é denominado Byte. Este pode ser usado narepresentação de caracteres, como uma letra (A-Z), um número (0-9) ou outro símbolo qualquer (#, %, *,?, @), entre outros.

Assim como podemos medir distâncias, quilos, tamanhos etc.,também podemos medir o tamanho das informações e a velocidadede processamento dos computadores. A medida padrão utilizada éo byte e seus múltiplos, conforme demonstramos na tabela abaixo:

MAINFRAMES

Os computadores podem ser classicados pelo porte.Basicamente, existem os de grande porte ― mainframes ― e osde pequeno porte ― microcomputadores ― sendo estes últimosdivididos em duas categorias: desktops ou torres e portáteis(notebooks, laptops, handhelds e smartphones).

Conceitualmente, todos eles realizam funções internasidênticas, mas em escalas diferentes.

Os mainframes se destacam por ter alto poder de processamento, muita capacidade de memória e por controlaratividades com grande volume de dados. Seu custo é bastanteelevado. São encontrados, geralmente, em bancos, grandesempresas e centros de pesquisa.

CLASSIFICAÇÃO DOS COMPUTADORES

A classicação de um computador pode ser feita de diversasmaneiras. Podem ser avaliados:

• Capacidade de processamento;• Velocidade de processamento;• Capacidade de armazenamento das informações;• Sosticação do software disponível e compatibilidade;• Tamanho da memória e tipo de CPU (Central Processing

Uni), Unidade

Central de Processamento.

TIPOS DE MICROCOMPUTADORES

Os microcomputadores atendem a uma innidade deaplicações. São divididos em duas plataformas: PC (computadores pessoais) e Macintosh (Apple).

Os dois padrões têm diversos modelos, congurações eopcionais. Além disso, podemos dividir os microcomputadoresem desktops, que são os computadores de mesa, com uma torre,teclado, mouse e monitor e portáteis, que podem ser levados aqualquer lugar.


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DESKTOPS

São os computadores mais comuns. Geralmente dispõem deteclado, mouse, monitor e gabinete separados sicamente e nãosão movidos de lugar frequentemente, uma vez que têm todos oscomponentes ligados por cabos.

São compostos por:• Monitor (vídeo)• Teclado• Mouse• Gabinete: Placa-mãe, CPU (processador), memórias, dri-

ves, disco rígido(HD), modem, portas USB etc.

PORTÁTEIS

Os computadores portáteis possuem todas as partes integradasnum só conjunto. Mouse, teclado, monitor e gabinete em uma

única peça. Os computadores portáteis começaram a aparecerno início dos anos 80, nos Estados Unidos e hoje podem serencontrados nos mais diferentes formatos e tamanhos, destinadosa diferentes tipos de operações.

LAPTOPS

Também chamados de notebooks, são computadores portáteis, leves e produzidos para serem transportados facilmente.Os laptops possuem tela, geralmente de Liquid Crystal Display(LCD), teclado, mouse (touchpad), disco rígido, drive de CD/DVD e portas de conexão. Seu nome vem da junção das palavrasem inglês lap (colo) e top (em cima), signicando “computadorque cabe no colo de qualquer pessoa”.

NETBOOKS

São computadores portáteis muito parecidos com o notebook, porém, em tamanho reduzido, mais leves, mais baratos e não possuem drives de CD/ DVD.

PDA

É a abreviação do inglês Personal Digital Assistant e tambémsão conhecidos como palmtops. São computadores pequenos e,geralmente, não possuem teclado. Para a entrada de dados, sua telaé sensível ao toque. É um assistente pessoal com boa quantidadede memória e diversos programas para uso especíco.

SMARTPHONES

São telefones celulares de última geração. Possuem altacapacidade de processamento, grande potencial de armazenamento,acesso à Internet, reproduzem músicas, vídeos e têm outrasfuncionalidades.

Sistema de Processamento de Dados

Quando falamos em “Processamento de Dados” tratamosde uma grande variedade de atividades que ocorre tanto nasorganizações industriais e comerciais, quanto na vida diária decada um de nós.

Para tentarmos denir o que seja processamento de dadostemos de ver o que existe em comum em todas estas atividades.Ao analisarmos, podemos perceber que em todas elas são dadascertas informações iniciais, as quais chamamos de dados.

E que estes dados foram sujeitos a certas transformações, comas quais foram obtidas as informações.O processamento de dados sempre envolve três fases essenciais:

Entrada de Dados, Processamento e Saída da Informação.Para que um sistema de processamento de dados funcione

ao contento, faz-se necessário que três elementos funcionem em perfeita harmonia, são eles:

Hardware

Hardware é toda a parte física que compõe o sistema de processamento de dados: equipamentos e suprimentos tais como:CPU, disquetes, formulários, impressoras.

Software

É toda a parte lógica do sistema de processamento de dados.Desde os dados que armazenamos no hardware, até os programasque os processam.

Peopleware

Esta é a parte humana do sistema: usuários (aqueles queusam a informática como um meio para a sua atividade m), programadores e analistas de sistemas (aqueles que usam ainformática como uma atividade m).

Embora não pareça, a parte mais complexa de um sistemade processamento de dados é, sem dúvida o Peopleware, pois pormais moderna que sejam os equipamentos, por mais fartos que

sejam os suprimentos, e por mais inteligente que se apresenteo software, de nada adiantará se as pessoas (peopleware) nãoestiverem devidamente treinadas a fazer e usar a informática.

O alto e acelerado crescimento tecnológico vem aprimorandoo hardware, seguido de perto pelo software. Equipamentos quecabem na palma da mão, softwares que transformam fantasia emrealidade virtual não são mais novidades. Entretanto ainda temosem nossas empresas pessoas que sequer tocaram algum dia em umteclado de computador.

Mesmo nas mais arrojadas organizações, o relacionamentoentre as pessoas diculta o trâmite e consequente processamento dainformação, sucateando e subutilizando equipamentos e softwares.Isto pode ser vislumbrado, sobretudo nas instituições públicas.

POR DENTRO DO GABINETE


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Identicaremos as partes internas do computador, localizadasno gabinete ou torre:

• Motherboard (placa-mãe)•

Processador• Memórias• Fonte de Energia• Cabos• Drivers• Portas de Entrada/Saída

MOTHERBOARD (PLACA-MÃE)

Se você já viu um computador por dentro, já reparou na peçaque conecta todos os demais componentes: a placa-mãe. Uma placa-mãe permite que todas as partes de seu computador recebamenergia e comuniquem-se entre si. As placas-mãe evoluíram bastante nos últimos vinte anos. As primeiras placas tinham

poucos componentes funcionais. A placa-mãe do primeiro IBMPC tinha somente um processador e slots. Os usuários conectavamcomponentes como controladoras de discos rígidos e memórianos slots. Hoje, as placas-mãe ostentam uma variedade deitens embutidos nela que afetam diretamente a capacidade e potencial de atualizações do computador. Neste artigo, veremos oscomponentes gerais de uma placa-mãe.

O computador precisa ter uma placa-mãe para funcionar. Sua principal função é abrigar o chip do microprocessador docomputador e permitir que tudo se conecte a ele. Tudo o que fazo computador melhorar sua performance faz parte da placa-mãeou se conecta nela via um slot ou uma porta.

O formato e o desenho de uma placa-mãe é chamadode tamanho físico. O tamanho físico inui onde os componentesdevem se encaixar e na forma do gabinete. Existem milharesde tamanhos físicos especícos que as placas-mãe usam paraque possam se encaixar dentro de gabinetes padrão. Para umacomparação de tamanhos físicos, passado e presente, veja esse site(em inglês) Motherboards.org.

O tamanho físico é somente um de muitos padrões que seaplicam às placas-mãe. Alguns outros são:

• o soquete para o microprocessador determina que tipo deUnidade Central de Processamento (CPU) a placa-mãe usa;

• o chipset faz parte do sistema lógico da placa-mãe e égeralmente feito de duas partes: a ponte norte e a ponte sul. Essasduas “pontes” conectam a CPU a outras partes do computador;

• o chip da memória BIOS (Basic Input/Output Sys-tem) controla a maioria das funções básicas do computador e rea-liza um auto-teste toda vez que você o liga. Alguns sistemas temBIOS duplas, que fornecem um backup no caso de um deles falharou no caso de erro durante a atualização;

• o chip do relógio de tempo real é um chip que funcionaoperado por bateria (em inglês) e mantém as congurações e otempo (data/hora) do sistema.

Os slots e portas encontrados na placa-mãe incluem:• PCI (Peripheral Component Interconnect)- conexão para

placas de vídeo, som e captura de vídeo, assim como placas de rede;• AGP (Accelerated Graphics Port) - porta dedicada para

placas de vídeo;• IDE (Integrated Drive Electronics) - interface para os

discos rígidos;• USB (Universal Serial Bus) ou Firewire - periféricos

externos;• slots de Memória.Algumas placas-mãe também têm novos avanços tecnológicos:• RAID (Redundant Array of Independent Discs) permi-

tem que o computador reconheça diversos discos rígidos comosendo um único;

• PCI Express é um novo protocolo que atua mais comouma rede do que um barramento. Ele pode eliminar a necessidadede outras portas, incluindo a porta AGP;

• ao invés de placas plug-ins, algumas placas-mãe já vemcom som, vídeo e rede embutidos ou outros periféricos.

Uma placa-mãe com Soquete 754

Muitas pessoas pensam na CPU como uma das partes maisimportantes de um computador. Veremos como isso afeta o restodo computador nas próximas seções.

Soquetes e CPUsA CPU é a primeira coisa que vêm em mente quando

muitas pessoas pensam sobre a velocidade e performance deum computador. Quanto mais rápido é o processador, maisrápido o computador consegue “pensar”. Antigamente, todos os processadores tinham o mesmo conjunto de pinos que conectavama CPU à placa-mãe, chamado de Pin Grid Array (PGA). Esses pinos se encaixavam em um soquete conhecido como Soquete 7.Isso signica que qualquer processador se encaixava em qualquer placa-mãe.


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Uma placa-mãe Soquete 939

Hoje, contudo, os fabricantes de CPU, Intel e AMD, usamuma variedade de PGAs, onde nenhum se encaixa no Soquete 7.Enquanto os microprocessadores avançam, eles precisam de mais pinos para lidar com novas características e também com o intuitode fornecer mais energia para o chip.

As congurações atuais do soquete são nomeadas de acordocom os números de pinos no PGA. Os mais comuns são:

• soquete 478 - para processadores Pentium e Celeronmais antigos;

• soquete 754 - para processadores AMD Sempron e al-guns processadores AMD Athlon;

• soquete 939 - para processadores AMD Athlon mais re-centes e mais rápidos

• soquete AM2, AM2+, AM3, AM3+ - para os mais novos processadores AMD;

• soquete A - para processadores AMD Athlon mais antigos.

Uma placa-mãe com soquete LGA755

Os soquetes atuais da intel não tem PGA. Ao invés disso, elatem um LGA também conhecido como soquete T. LGA que querdizer Land Grid Array. Um LGA é diferente de um PGA, pois os pinos fazem parte do soquete e não da CPU.

Qualquer pessoa que já tiver uma CPU especíca emmente, deve escolher uma placa-mãe baseada naquela CPU. Porexemplo, se você quer usar um dos novos chips feitos pela Intel ouAMD, deve selecionar uma placa-mãe com o soquete correto paraaqueles chips. As CPUs não vão se encaixar em soquetes que nãocombinam com seus PGAs.

A CPU se comunica com outros elementos na plca-mãe por meio do chipset. Veremos a seguir os chipsets com maioresdetalhes.

ChipsetsO chipset é a “cola” que conecta o microprocessador ao resto

da placa-mãe, e assim, ao resto do computador. Em um PC, eleconsiste em duas partes básicas, a ponte norte e a ponte sul. Todos

os diversos componenetes do computador se comunicam com aCPU pelo chipset.

O chipset conecta a CPU às outras partes do computador

A ponte norte se conecta diretamente ao processador via barramento frontal (FSB- Front Side Bus), também conhecidocomo barramento externo. Um controlador de memória estálocalizado na ponte norte, onde a CPU consegue um acessorápido à memória. A ponte norte também se conecta ao AGP ou ao barramento PCI Express e à própria memória.

A ponte sul é mais lenta do que a ponte norte, e a informaçãoda CPU tem que ir pela ponte norte antes de chegar à ponte sul.Outros barramentos se conectam à ponte sul ao barramento PCI, às portas USB e às conexões de dísco rígido IDE ou SATA.

As seleções de chipset e CPU caminham juntas, porque osfabricantes otimizam os chipsets para funcionarem em especícasCPUs. O chipset é uma parte integrada da placa-mãe e não deve


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ser removido ou atualizado. Isso signica que os soquetes das placas-mãe não têm somente que se encaixar à CPU. Os chipsetsdas placas-mãe tem que funcionar de forma otimizada com a CPU.

Velocidade de barramentoUm barramento é simplesmente um circuito que conectauma parte da placa-mãe à outra. Quanto mais dados o barramentoconsegue manipular de uma só vez, mais rápido a informaçãotrafega. A velocidade do barramento, medida em megahertz(MHz), se refere a quantos dados podem ser passados para elesimultaneamente.

Os barramentos conectam diferentes partes da placa-mãe

umas às outras

Essa velocidade geralmente se refere à velocidade doFSB (barramento externo) que conecta a CPU à ponte norte. Avelocidade do FSB pode ser desde 66 MHz para algo acima de800 MHz. Já que a CPU alcança o controle de memória pela pontenorte, a velocidade o FSB pode afetar drasticamente a performance

do computador.Aqui estão outros barramentos encontrados em uma placa-

mãe:• o barramento traseiro (back side bus) conecta a CPU com

o controlador de cache nível 2 (L2), também conhecido como ca-che secundário ou externo. O processador determina a velocidadedo barramento traseiro;

• o barramento de memória conecta a ponte norte à me-mória;

• o barramento IDE ou ATA conecta a ponte sul aos contro-ladores de discos rígido;

• o barramento AGP conecta a placa de vídeo à memóriae à CPU. A velocidade do barramento AGP é geralmente de 66MHz;

• o barramento PCI conecta slots PCI à ponte sul. Namaioria dos sistemas, a velocidade do barramento PCI é de 33MHz. O PCI Express também é compatível ao PCI. Além de sermais rápido é também compatível com os softwares e sistemas

operacionais atuais. Esse padrão está substituindo os barramentosPCI e AGP.Quanto mais rápido for a velocidade do barramento, mais

rápido ele irá trabalhar. Isto é válido até um certo ponto. Um barramento rápido não terá seu potencial aproveitado por um processador ou um chipset lento.

Agora veremos a memória e como ela afeta a velocidade da placa-mãe.

MemóriasJá vimos que a velocidade do processador controla o quão

rápido um computador “pensa”. A velocidade do chipset edos barramentos controla o quão rápido ele pode se comunicarcom outras partes do computador. A velocidade e conexões da

memória RAM , por sua vez, controla diretamente o quão rápidoo computador pode acessar instruções e dados, tendo assim, gandeefeito na performance do sistema. Um processador rápido comuma memória RAM lenta, não é recomendável.

O montante de memória disponível também controla aquantidade de dados que o computador pode ter prontamentedisponível. A RAM forma o grande bloco de memória decomputador. A regra geral é que quanto mais memória RAM ocomputador tiver, melhor.

BIOSUm dos usos mais comuns da memória ash é o do sistema

básico de entradas/saídas do computador, conhecido comomemória BIOS (Basic Input/Output System) ou simplesmente

BIOS. Em praticamente todos os computadores, a BIOS asseguraque todos os outros chips, discos rígidos, portas e CPU funcionemem conjunto.

Todo computador do tipo desktop e laptop de propósitogeral contém um microprocessador como unidade central de processamento. O microprocessador é um componente dehardware. Para fazer seu trabalho, o microprocessador executaum conjunto de instruções conhecido como software (veja Comofuncionam os microprocessadores para mais informações). Você provavelmente já está bem familiarizado com dois tipos desoftware diferentes:


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• O sistema operacional - o sistema operacional fornece umconjunto de serviços para os aplicativos em execução em seu compu-tador e também fornece a interface de usuário fundamental para seucomputador. Windows e Linux são exemplos de sistemas operacionais;

• Os aplicativos - aplicativos são trechos de software pro-gramados para efetuar tarefas especícas. Agora mesmo você podeestar executando, além de um aplicativo de navegação (ou brow-ser), um aplicativo de processamento de texto, um aplicativo dee-mail e assim por diante. Você também pode comprar novos apli-cativos e instalá-los em seu computador.

Acontece que a memória BIOS é o terceiro tipo de softwareque seu computador precisa para operar com êxito.

O que faz a BIOSO software da BIOS tem diversos papéis diferentes, mas o

mais importante é o carregamento do sistema operacional. Quandovocê liga seu computador e o microprocessador tenta executarsua primeira instrução, ele tem que obter essa instrução de algum

lugar. Ele não pode obtê-la do sistema operacional porque essesistema se localiza no disco rígido e o microprocessador não podese comunicar com ele sem algumas instruções que digam comofazê-lo. A BIOS fornece essas instruções. Algumas das outrastarefas comuns que a BIOS executa incluem:

• Um auto teste durante a energização (POST - Power On--Self Test) para todos os diferentes componentes de hardware nosistema, para assegurar que tudo esteja funcionando corretamente;

• Ativação de outros chips da BIOS em diferentes cartõesinstalados no computador. Por exemplo, placas SCSI e de vídeofrequentemente possuem seus próprios chips de BIOS;

• Fornecimento de um conjunto de rotinas de baixo nívelque o sistema operacional usa para interfacear de diferentes dispo-sitivos de hardware. São essas rotinas que dão à BIOS o seu nome.

Elas administram coisas como o teclado, o monitor de vídeo, a porta serial e as portas paralelas, especialmente quando o compu-tador está sendo inicializado;

• Gerenciamento de diversos parâmetros para os discos rí-gidos, relógio, etc.

A BIOS é um software especial que faz a interface dos principais componentes de hardware de seu computador como sistema operacional. Ela geralmente é armazenada em um chipde memória ash na placa-mãe, mas algumas vezes o chip é de umoutro tipo de ROM.

A BIOS usa memória ash, um tipo de ROM

Quando você liga seu computador, a BIOS faz diversas coisas.Esta é a sequência normal:

• Verica a conguração (setup) da CMOS para os ajustes personalizados

•

Carrega os manipuladores de interrupção e acionadores(drivers) de dispositivos• Inicializa registradores e gerenciamento de energia• Efetua o auto teste durante a energização (POST)• Exibe as congurações do sistema• Determina quais dispositivos são inicializáveis• Começa a sequência de inicialização (conhecida

como bootstrap ou, de forma mais reduzida, como bootA primeira coisa que a BIOS faz é vericar a informação ar -

mazenada em uma minúscula quantidade de RAM (64 bytes) lo-calizada em um chip fabricado com a tecnologia CMOS (Comple-mentary Metal Oxide Semicondutor).

A Conguração da CMOS fornece informações detalhadas particulares para seu sistema e pode ser alterada de acordo as mu-

danças do sistema. A BIOS usa essas informações para modicarou complementar sua programação padrão conforme necessário.Vamos falar mais sobre essas congurações daqui a pouco.

Manipuladores de interrupção são pequenos trechos de soft-ware que atuam como tradutores entre os componentes do hard-ware e o sistema operacional. Por exemplo, quando você pressionauma tecla, o evento associado ao sinal é enviado para o manipula-dor de interrupção do teclado, que informa à CPU do que se trata eo envia esse evento para o sistema operacional. Os drivers de dispositivos são outros trechos de software que identicam os componentes básicos do hardware como teclado, mouse, disco rígidoe disco exível. Como a BIOS está constantemente interceptandosinais de e para o hardware, ela geralmente é copiada (espelha-

da) na RAM para ser executada mais rapidamente.Inicializando o computadorSempre que você liga seu computador, a primeira coisa

que vê é o software da BIOS fazendo seu trabalho. Em muitasmáquinas, a BIOS exibe um texto que descreve coisas como aquantidade de memória instalada em seu computador, o tipo dedisco rígido e assim por diante. Acontece que durante a sequênciade inicialização (boot), a BIOS faz uma grande quantidade detrabalho para deixar seu computador pronto para funcionar. Estaseção descreve rapidamente algumas dessas atividades para umPC típico.

Depois de vericar a conguração de CMOS e carregar osmanipuladores de interrupção, a BIOS determina se a placa devídeo está operacional. A maioria das placas de vídeo possui sua

própria BIOS em miniatura que inicializa a memória e o processador gráco de sua placa. Caso não o façam, geralmente háinformações do driver de vídeo em outra ROM na placa-mãe, quea BIOS pode carregar.

Em seguida, a BIOS verica se se trata de uma inicializaçãoa frio (cold boot) ou de uma reinicialização (reboot). Ela faz issovericando o valor no endereço de memória 0000:0472. Um valor1234h indica uma reinicialização e a BIOS salta o restante doPOST. Caso contrário, é considerada uma inicialização a frio.

Se for uma inicialização a frio, a BIOS verica a RAMfazendo um teste de escrita/leitura de cada endereço da memória.Ele verica as portas PS/2 ou portas USB em busca de um tecladoe um mouse. Ela procura por um barramento PCI (PeripheralComponent Interconnect) e, caso encontre algum, verica todos


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os cartões PCI. Se a BIOS encontrar algum erro durante o POST,ela noticará o usuário por meio de uma série de bips ou umamensagem de texto exibida na tela. Um erro nesse ponto quasesempre representa um problema de hardware.

A BIOS então exibe alguns detalhes sobre seu sistema. Issoinclui tipicamente informações a respeito do (a):• Processador • Unidades (drivers) de disco exível e disco rígido• Memória• Versão e data da BIOS• Monitor de vídeoQuaisquer drivers especiais, como aqueles para adaptadores de

SCSI (Small Computer System Interface) são carregados a partir doadaptador e a BIOS exibe essa informação. A BIOS então consideraa sequência de dispositivos de armazenamento identicada comodispositivos de inicialização na conguração de CMOS. “Boot”é outro nome para a inicialização, e é uma forma reduzida de“bootstrap”, alça para ajudar a calçar uma bota. A relação se origina

em um antigo ditado, “Lift yourself up by your bootstraps”, algo que pode ser traduzido como “Levante-se por conta própria “. O bootse refere ao processo de carregamento do sistema operacional.O BIOS tentará iniciar a sequência de boot a partir do primeirodispositivo. Se a BIOS não encontrar um dispositivo, tentará o próximo dispositivo na lista. Caso ela não encontre os arquivosapropriados no dispositivo, o processo de partida será interrompido.Se algum dia você esqueceu um disquete no drive quando reiniciouseu computador, provavelmente já viu essa mensagem.

Congurando a BIOS Na lista anterior, você viu que a BIOS verica a conguração

da CMOS quanto a congurações personalizadas. Eis o que sedeve fazer quando você deseja alterar essas congurações.

Para entrar na Conguração de CMOS, você deve pressionaruma determinada tecla ou combinação de teclas durante a sequênciade partida inicial. A maioria dos sistemas usa “Esc,” “Del,” “F1,”“F2,” “Ctrl-Esc” ou “Ctrl-Alt-Esc” para entrar na conguração.

Há geralmente uma linha de texto na parte inferior da tela queinforma “Press ____ to Enter Setup”.

Assim que você entrar no Setup, verá um conjunto de telasde texto com algumas opções. Algumas delas são padronizadas,enquanto outras variam de acordo com o fabricante da BIOS.

System Time/Date - ajusta a data e a hora do sistema.Boot Sequence - a ordem na qual o BIOS tentará carregar o

sistema operacional.Plug and Play - um padrão para autodetecção de dispositivos

conectados. Deve ser ajustado para “Yes” (sim) caso seucomputador e sistema operacional suportem essa opção.

Mouse/Keyboard - “Enable Num Lock” (habilitar tecladonumérico), “Enable the Keyboard” (habilitar teclado), “Auto-Detect Mouse” (auto-detectar o mouse).

Drive Conguration - congura os discos rígidos, CD-ROMe discos exíveis.

Memory - direciona a BIOS para ser espelhada para umendereço especíco da memória.

Security - estabelece uma senha para acesso ao computador.Power Management - seleciona o uso do gerenciamento deenergia, assim como estabelece o tempo de espera (standby)esuspensão (suspend).

Exit - salva suas alterações, descarta suas alterações ourestaura os ajustes-padrão.

Conguração de CMOS

Tome muito cuidado quando zer alterações da conguração.Ajustes incorretos podem impedir que seu computador inicialize.Quando você tiver nalizado suas alterações, deverá escolher a

opção “Save Changes” e sair. Então a BIOS tentará reiniciar seucomputador para que os novos ajustes tenham efeito.

A BIOS usa a tecnologia CMOS para salvar as alterações fei-tas nos ajustes do computador. Com essa tecnologia, uma peque-na bateria de lítio ou Ni-Cad pode fornecer energia suciente paraconservar os dados durante anos. De fato, alguns dos chips maisrecentes possuem uma pequena bateria de lítio com capacidade para 10 anos incluída no chip CMOS.

• Memória CMOS

CMOS (Complementary Metal-Oxide Semicondutor) é umamemória formada por circuitos integrados de baixíssimo consumode energia, onde cam armazenadas as informações do sistema (se-tup), acessados no momento do BOOT. Estes dados são atribuídosna montagem do microcomputador reetindo sua conguração (tipode winchester, números e tipo de drives, data e hora, conguraçõesgerais, velocidade de memória, etc.) permanecendo armazenados naCMOS enquanto houver alimentação da bateria interna. Algumasalterações no hardware (troca e/ou inclusão de novos componentes) podem implicar na alteração de alguns desses parâmetros.

Muitos desses itens estão diretamente relacionados com o pro-cessador e seu chipset e portanto é recomendável usar os valoresdefault sugerido pelo fabricante da BIOS. Mudanças nesses pa-râmetros pode ocasionar o travamento da máquina, intermitênciana operação, mau funcionamento dos drives e até perda de dadosdo HD.


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• Slots para módulos de memória Na época dos micros XT e 286, os chips de memória eram

encaixados (ou até soldados) diretamente na placa mãe, um aum. O agrupamento dos chips de memória em módulos (pentes),

inicialmente de 30 vias, e depois com 72 e 168 vias, permitiu maiorversatilidade na composição dos bancos de memória de acordocom as necessidades das aplicações e dos recursos nanceirosdisponíveis.

Durante o período de transição para uma nova tecnologia écomum encontrar placas mãe com slots para mais de um modelo.Atualmente as placas estão sendo produzidas apenas com módulosde 168 vias, mas algumas comportam memórias de mais de umtipo (não simultaneamente): SDRAM, Rambus ou DDR-SDRAM.

• Clock Relógio interno baseado num cristal de Quartzo que gera um

pulso elétrico. A função do clock é sincronizar todos os circuitosda placa mãe e também os circuitos internos do processador paraque o sistema trabalhe harmonicamente.

Estes pulsos elétricos em intervalos regulares são medidos pelasua frequência cuja unidade é dada em hertz (Hz). 1 MHz é iguala 1 milhão de ciclos por segundo. Normalmente os processadoressão referenciados pelo clock ou frequência de operação: PentiumIV 2.8 MHz.

PROCESSADORES

Os processadores (ou CPU, de Central Processing Unit -Unidade Central de Processamento) são chips responsáveis pelaexecução de cálculos, decisões lógicas e instruções que resultamem todas as tarefas que um computador pode fazer. Por este motivo,são também referenciados como “cérebros” destas máquinas.

Apesar de não haver um número muito grande de fabricantes- a maior parte do mercado está concentrada nas mãos da Intel eda AMD, com companhias como Samsung e Qualcomm sedestacando no segmento móvel -, existe uma grande variedadede processadores, para os mais variados ns.

O que é processador?O processador (CPU) é um chip normalmente feito de silício

que responde pela execução das tarefas cabíveis a um computador.Para compreender como um processador trabalha, é convenientedividirmos um computador em três partes: processador, memóriae um conjunto de dispositivos de entrada e saída (ou I/O, de Input/Output). Neste último, encontra-se qualquer item responsável pelaentrada ou saída de dados no computador, como telas, teclados,

mouses, impressoras, scanners, discos rígidos, etc. Neste esquema,o processador exerce a função principal, já que cabe a ele o acessoe a utilização da memória e dos dispositivos de entrada e saída paraa execução das atividades.

Para entender melhor, suponha que você queira que o seucomputador execute um programa (software) qualquer. Em poucas palavras, um programa consiste em uma série de instruções queo processador deve executar para que a tarefa solicitada sejarealizada. Para isso, a CPU transfere todos os dados necessários àexecução de um dispositivo de entrada e/ou saída - como um discorígido - para a memória. A partir daí, todo o trabalho é realizado eo que será feito do resultado depende da nalidade programa - o processador pode ser orientado a enviar as informações obtidas para o HD novamente ou para uma impressora, por exemplo.

BarramentosA imagem a seguir ilustra um esquema hipotético (e bastante

abstrato) de comunicação entre o processador, a memória e oconjunto de dispositivos de entrada e saída, representando o

funcionamento básico do computador. Note que a conexão entreestes itens é indicada por setas. Isso é feito para que você possaentender a função dos barramentos (bus).

Barramentos em um processador

De maneira geral, os barramentos são responsáveis pelainterligação e comunicação dos dispositivos em um computador. Note que, para o processador se comunicar com a memória e oconjunto de dispositivos de entrada e saída, há três setas, isto é, barramentos: um se chama barramento de endereços (address bus);outro, barramento de dados (data bus); o terceiro, barramento decontrole(control bus).

O barramento de endereços, basicamente, indica de ondeos dados a serem processados devem ser retirados ou para ondedevem ser enviados. A comunicação por este meio é unidirecional,razão pela qual só há seta em uma das extremidades da linha nográco que representa a sua comunicação.

Como o nome deixa claro, é pelo barramento de dados queas informações transitam. Por sua vez, o barramento de controlefaz a sincronização das referidas atividades, habilitando ou

desabilitando o uxo de dados, por exemplo.Para você compreender melhor, imagine que o processador

necessita de um dado presente na memória. Pelo barramentode endereços, a CPU obtém a localização deste dado dentro damemória. Como precisa apenas acessar o dado, o processadorindica pelo barramento de controle que esta é uma operação deleitura. O dado é então localizado e inserido no barramento dedados, por onde o processador, nalmente, o lê.

Clock internoEm um computador, todas as atividades necessitam de

sincronização. O clock interno (ou apenas clock) serve justamentea este m, ou seja, basicamente, atua como um sinal parasincronismo. Quando os dispositivos do computador recebem


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o sinal de executar suas atividades, dá-se a esse acontecimentoo nome de “pulso de clock”. Em cada pulso, os dispositivosexecutam suas tarefas, param e vão para o próximo ciclo de clock.

A medição do clock é feita em hertz (Hz), a unidade padrão

de medidas de frequência, que indica o número de oscilações ouciclos que ocorre dentro de uma determinada medida de tempo, nocaso, segundos. Assim, se um processador trabalha à 800 Hz, porexemplo, signica que ele é capaz de lidar com 800 operações deciclos de clock por segundo.

Repare que, para ns práticos, a palavra kilohertz (KHz) éutilizada para indicar 1000 Hz, assim como o termo megahertz (MHz)é usado para referenciar 1000 KHz (ou 1 milhão de hertz). Deigual forma, gigahertz (GHz) é a denominação usada quando setem 1000 MHz e assim por diante. Com isso, se um processadorconta com, por exemplo, uma frequência de 800 MHz, signicaque pode trabalhar com 800 milhões de ciclos por segundo.

Neste ponto, você provavelmente deve ter entendido que édaqui que vem expressões como “processador Intel Core i5 de 2,8

GHz”, por exemplo.FSB (Front Side Bus)Você já sabe: as frequências com as quais os processadores

trabalham são conhecidas como clock interno. Mas, os processadores também contam com o que chamamos de clockexterno ou Front Side Bus (FSB) ou, ainda, barramento frontal.

O FSB existe porque, devido a limitações físicas, os processadores não podem se comunicar com o chipset e coma memória RAM - mais precisamente, com o controlador damemória, que pode estar na ponte norte (northbridge) do chipset- utilizando a mesma velocidade do clock interno. Assim, quandoesta comunicação é feita, o clock externo, de frequência mais baixa, é que entra em ação.

Note que, para obter o clock interno, o processador faz uso deum procedimento de multiplicação do clock externo. Para entendermelhor, suponha que um determinado processador tenha clock externode 100 MHz. Como o seu fabricante indica que este chip trabalha à1,6 GHz (ou seja, tem clock interno de 1,6 GHz), seu clock externo émultiplicado por 16: 100 x 16 = 1600 MHz ou 1,6 GHz.

Front Side Bus

É importante deixar claro, no entanto, que se dois processadores diferentes - um da Intel e outro da AMD, porexemplo - tiverem clock interno de mesmo valor - 3,2 GHz, paraexemplicar -, não signica que ambos trabalham com a mesma

velocidade. Cada processador tem um projeto distinto e conta comcaracterísticas que determinam o quão rápido podem ser. Assim,um determinado processador pode levar, por exemplo, 2 ciclosde clock para executar uma instrução. Em outro processador, estamesma instrução pode requerer 3 ciclos.

Vale ressaltar também que muitos processadores -especialmente os mais recentes - transferem 2 ou mais dados porciclo de clock, dando a entender que um chip que realiza, porexemplo, transferência de 2 dados por ciclo e que trabalha comclock externo de 133 MHz, o faz à 266 MHz. Por este e outrosmotivos, é um erro considerar apenas o clock interno como parâmetro de comparação entre processadores diferentes.

QuickPath Interconnect (QPI) e HyperTransport

Dependendo do processador, outra tecnologia podeser utilizada no lugar do FSB. Um exemplo é o QuickPathInterconnect (QPI), utilizado nos chips mais recentes da Intel, eo HyperTransport, aplicado nas CPUs da AMD.

Estas mudanças de tecnologias são necessárias porque, com o passar do tempo, a busca por melhor desempenho faz com que os processadores sofram alterações consideráveis em sua arquitetura.

Uma dessas mudanças diz respeito ao já mencionadocontrolador de memória, circuito responsável por “intermediar” ouso da memória RAM pelo processador. Nas CPUs mais atuais daIntel e da AMD, o controlador está integrado ao próprio chip e nãomais ao chipset localizado na placa-mãe.

Com esta integração, os processadores passam a ter um

barramento direto à memória. O QPI e o HyperTransport acabamentão cando livres para fazer a comunicação com os recursosque ainda são intermediados pelo chipset, como dispositivos deentrada e saída.

O interessante é que tanto o QuickPath quanto o HyperTransporttrabalham com duas vias de comunicação, de forma que o processador possa transmitir e receber dados ao mesmo tempo, jáque cada atividade é direcionada a uma via, beneciando o aspectodo desempenho. No FSB isso não acontece, porque há apenas umaúnica via para a comunicação.

QPI / HyperTransport


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Estas tecnologias sofrem atualizações quando novas famíliasde processadores são lançadas, fazendo que com a sua frequência(clock) e a largura de banda (quantidade de bits que podem sertransmitidas por vez), por exemplo, tenham limites maiores emcada nova versão.

Bits dos processadoresO número de bits é outra importante característica dos

processadores e, naturalmente, tem grande inuência nodesempenho deste dispositivo. Processadores mais antigos, comoo 286, trabalhavam com 16 bits. Durante muito tempo, no entanto, processadores que trabalham com 32 bits foram muitos comuns,como as linhas Pentium, Pentium II, Pentium III e Pentium 4 daIntel ou Athlon XP e Duron da AMD. Alguns modelos de 32 bitsainda são encontrados no mercado, todavia, o padrão atual são os processadores de 64 bits, como os da linha Core i7, da Intel, ouPhenom, da AMD.

Em resumo, quanto mais bits internos o processador possuir,mais rapidamente ele poderá fazer cálculos e processar dados em

geral, dependendo da execução a ser feita. Isso acontece porque os bits dos processadores representam a quantidade de dados que oscircuitos desses dispositivos conseguem trabalhar por vez.

Um processador com 16 bits, por exemplo, pode manipularum número de valor até 65.535. Se este processador tiver querealizar uma operação com um número de valor 100.000, terá quefazer a operação em duas partes. No entanto, se um chip trabalhaa 32 bits, ele pode manipular números de valor até 4.294.967.295em uma única operação. Como este valor é superior a 100.000, aoperação pode ser realizada em uma única vez.

Memória cacheOs processadores passam por aperfeiçoamentos constantes,

o que os tornam cada vez mais rápidos e ecientes, como você já sabe. No entanto, o mesmo não se pode dizer das tecnologias

de memória RAM. Embora estas também passem por constantesmelhorias, não conseguem acompanhar os processadores emtermos de velocidade. Assim sendo, de nada adianta ter um processador rápido se este tem o seu desempenho comprometido por causa da “lentidão” da memória.

Uma solução para este problema seria equipar oscomputadores com um tipo de memória mais sosticado,como a SRAM (Static RAM). Esta se diferencia das memóriasconvencionais DRAM (Dynamic RAM) por serem muito rápidas.Por outro lado, são muito mais caras e não contam com o mesmonível de miniaturização, sendo, portanto, inviáveis. Apesar disso,a ideia não foi totalmente descartada, pois foi adaptada para o queconhecemos como memória cache.

A memória cache consiste em uma pequena quantidade de

memória SRAM embutida no processador. Quando este precisaler dados na memória RAM, um circuito especial chamado“controlador de cache” transfere blocos de dados muito utilizadosda RAM para a memória cache. Assim, no próximo acesso do processador, este consultará a memória cache, que é bem maisrápida, permitindo o processamento de dados de maneira maiseciente.

Se o dado estiver na memória cache, o processador a utiliza,do contrário, irá buscá-lo na memória RAM. Perceba que, comisso, a memória cache atua como um intermediário, isto é, fazcom que o processador nem sempre necessite chegar à memóriaRAM para acessar os dados dos quais necessita. O trabalho damemória cache é tão importante que, sem ela, o desempenho deum processador pode ser seriamente comprometido.

Os processadores trabalham, basicamente, com dois tipos decache: cache L1 (Level 1 - Nível 1) e cache L2 (Level 2 - Nível 2).Este último é, geralmente mais simples, costuma ser ligeiramentemaior em termos de capacidade, mas também um pouco mais

lento. O cache L2 passou a ser utilizado quando o cache L1 semostrou insuciente.Antigamente, um tipo se distinguia do outro pelo fato de a

memória cache L1 estar localizada junto ao núcleo do processador,enquanto que a cache L2 cava localizada na placa-mãe.Atualmente, ambos os tipos cam localizados dentro do chip do processador, sendo que, em muitos casos, a cache L1 é dividida emduas partes: “L1 para dados” e “L1 para instruções”.

Vale ressaltar que, dependendo da arquitetura do processador,é possível encontrar modelos que contam com um terceiro nível decache (L3). O processador Intel Core i7 3770, por exemplo, possuicaches L1 e L2 relativamente pequenos para cada núcleo (o aspectodos múltiplos núcleos é explicado no próximo tópico): 64 KB e 256KB, respectivamente. No entanto, o cache L3 é expressivamente

maior - 8 MB - e, ao mesmo tempo, compartilhado por todos osseus quatros núcleos.

Processador Core i7 3770 - Imagem por Intel

Mas o cache L3 não é, necessariamente, novidade: a AMDchegou a ter um processador em 1999 chamado K6-III que contavacom cache L1 e L2 internamente, característica incomum à época, já que naquele tempo o cache L2 se localizava na placa-mãe, como

já explicado. Com isso, esta última acabou assumindo o papel decache L3.

Processadores com dois ou mais núcleosTalvez você não saiba, mas é possível encontrar no mercado

placas-mãe que contam com dois ou mais slots (encaixes) para processadores. A maioria esmagadora destas placas são usadasem computadores especiais, como servidores e workstations,equipamentos direcionados a aplicações que exigem muito processamento. Para atividades domésticas e de escritório, noentanto, computadores com dois ou mais processadores sãoinviáveis devido aos elevados custos que arquiteturas do tipo possuem, razão pela qual é conveniente a estes segmentos o uso de processadores cada vez mais rápidos.


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Até um passado não muito distante, o usuário tinha noção doquão rápido eram os processadores de acordo com a taxa de seuclock interno. O problema é que, quando um determinado valorde clock é alcançado, torna-se mais difícil desenvolver outro

chip com clock maior. Limitações físicas e tecnológicas são os principais motivos para isso. Uma delas é a questão da temperatura:teoricamente, quanto mais megahertz um processador tiver, maiscalor o dispositivo gerará.

Uma das formas encontradas pelos fabricantes para lidar comesta limitação consiste em fabricar e disponibilizar processadorescom dois núcleos (dual core), quatro núcleos (quad core) ou mais(multi core). Mas, o que isso signica?

CPUs deste tipo contam com dois ou mais núcleos distintosno mesmo circuito integrado, como se houvesse dois (ou mais) processadores dentro de um chip. Assim, o dispositivo pode lidarcom dois processos por vez (ou mais), um para cada núcleo,melhorando o desempenho do computador como um todo.

Note que, em um chip de único núcleo (single core), o usuário

pode ter a impressão de que vários processos são executadossimultaneamente, já que a máquina está quase sempre executandomais de uma aplicação ao mesmo tempo. Na verdade, o queacontece é que o processador dedica determinados intervalos detempo a cada processo e isso acontece de maneira tão rápida, quese tem a impressão de processamento simultâneo.

Processadores multi core oferecem várias vantagens: podemrealizar duas ou mais tarefas ao mesmo; um núcleo pode trabalharcom uma velocidade menor que o outro, reduzindo a emissão decalor; ambos podem compartilhar memória cache; entre outros.

A ideia deu tão certo que, hoje, é possível encontrar processadores com dois ou mais núcleos inclusive em dispositivosmóveis, como tablets e smartphones. Na verdade, a situação se

inverteu em relação aos anos anteriores: hoje, é mais comumencontrar no mercado chips multi core do que processadores singlecore.

É interessante reparar que os núcleos de um processadornão precisam ser utilizados todos ao mesmo tempo. Além disso,apesar de serem tecnicamente iguais, é possível fazer com quedeterminados núcleos funcionem de maneira alterada em relaçãoaos outros.

Um exemplo disso é a tecnologia Turbo Boost, da Intel: se um processador quad core, por exemplo, tiver dois núcleos ociosos, osdemais podem entrar automaticamente em um modo “turbo” paraque suas frequências sejam aumentadas, acelerando a execução do processo em que trabalham.

A imagem abaixo exibe uma montagem que ilustra o interior

de um processador Intel Core 2 Extreme Quad Core (núcleosdestacado na cor amarela):

Processador Core 2 Extreme Quad Core - Imagem original por Intel

TDP (Termal Design Power)Se você já olhou um desktop ou um notebook aberto, por

exemplo, pode ter reparado que, sobre o processador, há umdispositivo de metal chamado “dissipador” que muitas vezes éacompanhado de uma espécie ventilador (cooler).

Estes dispositivos são utilizados para amenizar o intenso

calor gerado pela potência, isto é, pelo trabalho do processador -se este aspecto não for controlado, o computador pode apresentarinstabilidade e até mesmo sofrer danos.

Acontece que cada modelo de processador possui níveisdiferentes de potência, principalmente porque esta característicaestá diretamente ligada ao consumo de energia: pelo menosteoricamente, quanto mais eletricidade for utilizada, maior será ocalor resultante.

É aí que o TDP (Thermal Design Power - algo como EnergiaTérmica de Projeto) entra em cena: trata-se de uma medida emWatts (W) criada para indicar estimativas de níveis máximos deenergia que um processador pode requerer e, portanto, dissiparem forma de calor. Assim, o usuário consegue saber quantodeterminada CPU exige em relação à potência e fabricantes

podem produzir coolers, dissipadores e outros equipamentos derefrigeração adequados a este chip.

Obviamente, quanto menor o TDP de um processador, melhor.

ACP (Average CPU Power)Criada pela AMD, o ACP (Average CPU Power - algo como

Potência Média da CPU) é uma medida bastante semelhante aoTDP, mas é calculada de maneira ligeiramente diferente, de formaa indicar níveis de potência mais próximos do consumo real, emvez de estimativas máximas.

Os valores de ACP também são indicados em Watts. Assimcomo no TDP, quanto menor o ACP, melhor.

APU (Accelerated Processing Units)


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Entre as inovações mais recentes no segmento de processadoresestá a APU (Accelerated Processing Unit - Unidade de ProcessamentoAcelerado), nome criado para identicar chips que unem as funçõesde CPU e GPU. Sim, é como se houvesse dois produtos em um só:

processador e chip gráco da placa de vídeo.Há várias vantagens no uso de uma APU: menor consumo deenergia, maior facilidade para incluir CPU e GPU em dispositivos portáteis, possibilidade de uso da APU em conjunto com uma placade vídeo para aumentar o poder gráco do computador, entre outros.

Como a APU não tem memória dedicada, tal como as placas devídeo, é necessário fazer uso da memória RAM do computador. A princípio, esta característica compromete o desempenho, mas o fato deo controlador de memória também estar integrado à CPU, tal como jámencionado, tende a compensar esta peculiaridade. Assim, é possívelinclusive o uso de uma GPU mais avançada na APU, apesar de os primeiro modelos serem bastante “básicos” em relação a este aspecto.

É válido frisar que o nome APU é amplamente utilizado pelaAMD, mas a Intel, apesar de evitar esta denominação, também

possui chips do tipo, como mostra a seguinte imagem:

Visão interna (die) de um processador da família Ivy Bridge.

Observe a posição da GPU e dos demais elementos do chip -Imagem por Intel

SilícioO primeiro passo na fabricação de processadores consiste,

obviamente, na obtenção de matéria-prima. Geralmente,os chips são formados por silício, e com os processadores nãoé diferente. O silício é um elemento químico extremamenteabundante, tanto que é considerado o segundo mais comum naTerra. É possível extraí-lo de areia, granito, argila, entre outros.

Esse elemento químico é utilizado para a constituição devários materiais resistentes, como vidro e cerâmica. No entanto,é também semicondutor, isto é, tem a capacidade de conduzireletricidade. Essa característica somada à sua existência em

abundância faz com que o silício seja um elemento extremamenteutilizado pela indústria eletrônica.

Para você ter uma ideia da importância desse material, aconcentração de empresas que utilizam silício em seus produtoseletrônicos em várias cidades da Califórnia, nos EUA, fez com quea região recebesse o nome de Vale do Silício (Silicon Valley). É láque estão localizadas, por exemplo, as sedes da AMD e da Intel, asmaiores fabricantes de microprocessadores do mundo.

Fabricação de processadoresA fabricação dos processadores se inicia em modernos centros

tecnológicos especializados. Esses locais são tão sosticados e deconstrução de valor tão elevado, que existem poucos no mundo. Nos laboratórios desses centros, uma determinada quantidade

de cristal de silício é colocada em uma espécie de haste e, posteriormente, inserida em silício fundido submetido a uma pressãoe a uma temperatura extremamente alta - em torno dos 300º. A hasteé então retirada e girada ao mesmo tempo. Esse processo (chamadode técnica Czochralski) faz com que o material que se juntou à haste

forme uma espécie de cilindro (também conhecido como “ingot”).Seu diâmetro varia de acordo com o avanço da tecnologia, mas emgeral possui entre 200 e 300 milímetros. O mesmo vale para o seucomprimento: de 1 a 2 metros. É importante frisar que esses cilindros precisam ser formados de silício puro. O processo de puricaçãodesse material é complexo, o que encarece ainda mais a fabricação.

Uma vez concluída essa etapa, o cilindro é “fatiado”, isto é,cortado em várias partes. Cada uma dessas divisões recebe o nomedewafer. Cada “fatia” é polida até car perfeita, sem variações,manchas, diferenças de brilho ou qualquer irregularidade em suacomposição. Sua espessura, geralmente é menor que 1 milímetro.Em uma etapa mais adiante, cada wafer será dividido em vários“quadradinhos” (ou “pastilhas”), que posteriormente serãoseparados e formarão os processadores em si.

No passo seguinte, a superfície do wafer passa por um processode oxidação, onde a aplicação de gases - especialmente oxigênio - etemperatura elevada forma uma camada de dióxido de silício. Essacamada servirá de base para a construção de milhares e milharesde transistores, em poucas palavras, minúsculos componentescapazes de “amplicar” ou “chavear” sinais elétricos, além deoutras funções relacionadas.

Na próxima etapa, os wafers passam por um processo onderecebem uma camada de material fotossensível, isto é, que reage à luz. Nessa etapa, cada um dos blocos que se transformará em processadorrecebe luz ultravioleta em certos pontos e em determinadasintensidades. Os pontos da camada fotossensível que reagem àluz ultravioleta se tornam mais “gelatinosos” e são posteriormenteremovidos, deixando expostos os respectivos pontos da camada dedióxido de silício. Com isso, tem-se pontos cobertos com camadafotossensível e pontos cobertos com dióxido de silício. Obviamente,a camada fotossensível restante tem dióxido de silício por baixo.As partes deste último que não estiverem protegidas pela camadafotossensível são então removidas através de outro procedimento. No próximo passo, a camada fotossensível é removida. O que sobraentão é utilizado como estrutura para a montagem dos transistores, procedimento esse que continua sendo feito a partir de aplicação demais materiais e exposição à luz ultravioleta.

Engenheiro segurando um wafer - Imagem por Intel


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Quem tem alguma experiência com fotos baseadas em lmes, provavelmente perceberá que as etapas descritas acima lembram bastante os procedimentos de revelação de fotograas. De fato, os princípios são essencialmente os mesmos.

É importante frisar que um único processador pode contermilhões de transistores. Só como exemplo, os primeiros processadores da linha Intel Core 2 Duo possuem cerca de 291milhões de transistores em um único chip. Assim como acontececom qualquer processador, esses transistores são divididos eorganizados em agrupamentos, onde cada grupo é responsável poruma função.

Uma vez terminada a montagem dos transistores, os wafers são“recortados” em um formato que lembra pequenos quadrados ou pastilhas. Cada unidade se transformará em um processador. Comoos wafers são redondos, o que sobra da borda, obviamente, não pode virar um processador, então esse material é descartado, assimcomo qualquer unidade que apresentar defeito ou anormalidade.

Você pode ter se perguntado se não seria ideal fabricar wafers

quadrados ou retangulares para evitar desperdício na borda.Teoricamente, seria, mas os wafers são formados por cilindrosdevido à técnica de fabricação explicada no início deste tópico,onde uma haste é inserida em silício e, em seguida, retiradae girada. Esse procedimento faz com que um cilindro sejaconstituído naturalmente.

Wafer de silício - repare que as bordas são desperdiçadas -

Imagem por Intel

É importante frisar que cada wafer dá origem a centenas de processadores, portanto, todo o processo de fabricação é realizadocom base em uma série de cuidados. Para começar, os laboratóriosdas fábricas são locais extremamente limpos e protegidos(conhecidos como «clean room»), tanto é que as poucas pessoasque acompanham a produção utilizam roupas que lembramastronautas (como mostra a segunda foto deste tópico). Alémdisso, as máquinas responsáveis pela produção precisam estar perfeitamente ajustadas para seguir as instruções dos projetos doschips que estão sendo fabricados.

Wafer, pastilha (die), processador - Montagem baseada emimagens da Intel

Diferença de clock

Quando os processadores chegam ao mercado, eles sãoclassicados em linhas, por exemplo, Intel Core 2 Duo, AMDPhenom II e assim por diante. Cada uma dessas linhas é constituída por processadores de diversas velocidades de processamento.Como exemplo, a linha Intel Core 2 Duo possui os modelos E8400,E8500 e E8600. O que os diferencia é que o clock do primeiro é de3 GHz, o clock do segundo é de 3,16 GHz e, por m, o clock doterceiro é de 3,33 GHz.

Todos esses processadores são oriundos do mesmo projeto, portanto, têm a mesma arquitetura. O que torna um modelo maisrápido que o outro é que a fabricação do mais veloz foi mais perfeita que a dos modelos imediatamente inferiores. Pequenosdetalhes durante todo o processo de fabricação fazem com que,dentro de um mesmo wafer, as “pastilhas” sejam ligeiramente

diferentes uma das outras. Isso pode acontecer, por exemplo, emvirtude de pequenos desvios nas camadas, em pequenas diferençasna passagem do feixe de luz, entre outros.

Por esse motivo, os wafers passam por testes que apontam comqual frequência cada chip pode utilizar. Apenas depois disso é queo wafer é cortado e os chips passam para a fase de encapsulamento.Esses testes também apontam quais chips deverão ser descartados por não terem condições de uso.

MiniaturalizaçãoA indústria conseguiu elevar a capacidade dos processadores

ao longo do tempo sem que, para tanto, tivesse que aumentar otamanho físico desses dispositivos. Esse feito é possível graçasà nanotecnologia, em poucas palavras, um ramo da ciência


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que envolve as pesquisas que lidam com itens medidos na casados nanômetros. Para quem não sabe, um nanômetro equivale aum milionésimo de milímetro, isto é, um milímetro dividido porum milhão, e sua sigla é nm. A medida mais usada, no entanto, é

o micron, que equivale a um milésimo de milímetro, ou seja, ummilímetro dividido por mil.Graças às pesquisas de nanotecnologia, é possível deixar

os transistores dos chips cada vez menores. O processador Intel486, por exemplo, tem cerca de 1 milhão de transistores, sendoque cada um deles conta com praticamente 1 micron de tamanho.Muito pequeno, não? Na verdade, é um tamanho monstruoso, secomparado aos processadores atuais. Só para você ter uma ideia,neste artigo já foi dito que os primeiros processadores da linhaIntel Core 2 Duo contam com cerca de 291 milhões de transistores.Esses chips utilizam tecnologia de fabricação de 0,065 micron(ou 65 nanômetros), sendo que os mais recentes dessa linha sãofabricados com 0,045 micron (45 nanômetros).

As pesquisas sobre miniaturalização de chips indicam que

será possível levar esse processo até a casa dos 25 nanômetros(ou um valor não muito menor que isso). Depois disso, a indústriachegará a um limite físico onde os transistores provavelmente serãoformados por poucos átomos e não poderão mais ser diminuídos.É claro que pesquisas já estão em andamento para criar uma saída para esse problema. Uma delas é a “computação quântica” , quemuito mais que contornar os limites físicos dos processadores da“computação clássica”, poderá revolucionar a computação comoum todo.

Encapsulamento dos processadores Nas etapas de encapsulamento, o processador é inserido

em uma espécie de “carcaça” que o protege e contém contatos

metálicos para a sua comunicação com os componentes docomputador. Cada modelo de processador pode contar com tiposde encapsulamento diferentes, que variam conforme o seu projeto.Em geral, os processadores possuem em sua parte superior umaespécie de “tampa” metálica chamada “Integrated Heat Spreader”(IHS), que serve para protegê-lo e, muitas vezes, para facilitar adissipação de calor. Esse componente normalmente cobre toda a parte superior do chip e, dentro dele, no centro, ca o processadorem si (também chamado de “die”). No entanto, em alguns modelos,o IHS não é utilizado. Nesses casos, a ausência dessa proteção podefacilitar a dispersão de calor devido ao contato direto do die como cooler (ventoinha) do processador e reduzir custos de fabricação.

É importante frisar que há várias tecnologias usadas noencapsulamento dos processadores. A aplicação de cada uma varia

conforme o projeto do chip. Eis os tipos principais, tendo como base tecnologias da Intel:

- PGA: sigla de Pin Grid Array (algo como “matriz de pinos”),esse é um tipo de encapsulamento que faz com que o processadorutilize pinos de contato que devem ser inseridos em um encaixeadequado na placa-mãe do computador (ver soquete, logo abaixo).Seu material básico pode ser cerâmica (Ceramic Pin Grid Array -CPGA) ou plástico (Plastic Pin Grid Array - PPGA). Há tambémum tipo chamado Flip Chip Pin Grid Array (FC-PGA) onde a pastilha ca parcialmente exposto na parte superior do chip;

Intel Pentium 4 - Encapsulamento FC-PGA2, que é semelhanteao FC-PGA mas conta com um IHS (não presente no FC-PGA)

- SECC: sigla para Single Edge Contact Cartridge, este tipofaz com que o processador utilize um encaixe linear (ligeiramentesemelhante aos slots de memória, por exemplo) ao invés decontatos em formato de pinos. Para isso, o processador é montadodentro de uma espécie de cartucho;

Intel Pentium II - Encapsulamento SECC - Imagem por Intel

- SEPP: sigla para Single Edge Processor Package, este tipo ésemelhante ao SECC, no entanto, o processador ca acoplado emum placa que não é protegida por um cartucho;

- LGA: sigla para Land Grid Array, esse é um padrão recente daIntel. Tem alguma semelhança com os padrões PGA, tendo como principal diferença o fato de que os processadores não utilizam pinos de contato em sua parte inferior, mas sim pontos metálicos.Quando o processador é encaixado na placa-mãe, esses pontoscam em contato com pinos existentes no soquete (lembrando quenos padrões PGA há furos ao invés de pinos no soquete). No quese refere ao LGA, a Intel utilizava (até o fechamento deste textono InfoWester) um tipo chamado FC-LGA4 (Flip Chip Land GridArray, onde o número 4 indica o número de revisão do padrão).

Processador com encapsulamento FC-LGA -Repare que não há pinos, somente contatos metálicos


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Na parte inferior dos processadores com encapsulamentosnos padrões PGA e semelhantes, cam expostos uma série decontatos metálicos que fazem a comunicação entre o processadorem si e os componentes do computador. Para isso, esse contatos

são encaixados em uma área apropriada na placa-mãe da máquina,chamada de soquete (ou socket). Acontece que a quantidade e adisposição desses pinos varia conforme o modelo do processador.Por exemplo, a linha Intel Core 2 Duo e alguns dos modelos maisrecentes da linha Pentium 4 utilizam o soquete 775 (LGA 775):

Soquete LGA 775 - Imagem por Intel

Já os processadores AMD Phenom X4 utilizam o soqueteAM2+:

Soquete AM2/AM2+ - Imagem por Wikipedia

Processador Phenom X4 - Imagem por AMD

Isso deixa claro que é necessário utilizar placa-mãe e

processador com o mesmo soquete no momento de montar umcomputador. Porém, é importante frisar que isso não é garantiade compatibilidade entre ambos. É possível, por exemplo, queuma determinada placa-mãe utilize o mesmo soquete de um processador lançado depois de sua chegada ao mercado. Apesarde ambos terem o mesmo soquete, uma incompatibilidade podeocorrer, já que o chipset da placa-mãe pode não ter sido preparado para receber aquele processador. Por essa razão, é importantechecar sempre no site do fabricante ou no manual da placa-mãequais processadores esta suporta.

Note que a disposição de pinos (ou pontos de contato, no casode chips com encapsulamento do tipo LGA) é feita de forma queo usuário tenha apenas uma forma de encaixar o processador na

placa-mãe. Com isso, impede-se inserções erradas que possamresultar em danos ao computador. Por essa razão, se o usuário nãoestiver conseguindo encaixar o processador, deve evitar esforços e procurar no manual da placa-mãe a orientação correta.

Nomes-código dos núcleosTodo processador chega ao mercado tendo um nome que

permita facilmente identicá-lo, como Pentium 4, Core 2 Duo,Itanium, Athlon 64, Phenom, etc. O que pouca gente sabe é que onúcleo dos processadores recebe outra denominação antes mesmode seu lançamento ocial: o nome-código.

A utilização de nomes-código é importante porque permitedistinguir as características de arquitetura de cada chip.Mesmo dentro de uma determinada linha é possível encontrar

processadores com diferenças em seu projeto. Podemos utilizarcomo exemplo os primeiros modelos da linha Intel Core 2 Duo, quesão baseados nos núcleos de nomes Conroe e Merom. O primeiroé direcionado a desktops, enquanto que o segundo é voltado acomputadores portáteis (como notebooks). Sendo assim, o Merom possui recursos que otimizam seu desempenho para exigir menosenergia (por exemplo, utiliza voltagem menor e FSB reduzido, secomparado ao Conroe).

Overclock Overclock é o aumento da frequência do processador para que

ele trabalhe mais rapidamente.A frequência de operação dos computadores domésticos é

determinada por dois fatores:


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• A velocidade de operação da placa-mãe, conhecida tambémcomo velocidade de barramento, que nos computadores Pentium pode ser de 50, 60 e 66 MHz.

• Um multiplicador de clock, criado a partir dos 486 que permite ao processador trabalhar internamente a uma velocidademaior que a da placa-mãe. Vale lembrar que os outros periféricosdo computador (memória RAM, cache L2, placa de vídeo, etc.)continuam trabalhando na velocidade de barramento.

Como exemplo, um computador Pentium 166 trabalha comvelocidade de barramento de 66 MHz e multiplicador de 2,5x.Fazendo o cálculo, 66 x 2,5 = 166, ou seja, o processador trabalhaa 166 MHz, mas se comunica com os demais componentes domicro a 66 MHz.

Tendo um processador Pentium 166 (como o do exemploacima), pode-se fazê-lo trabalhar a 200 MHz, simplesmenteaumentando o multiplicador de clock de 2,5x para 3x. Casoa placa-mãe permita, pode-se usar um barramento de 75 ou atémesmo 83 MHz (algumas placas mais modernas suportam essavelocidade de barramento). Neste caso, mantendo o multiplicadorde clock de 2,5x, o Pentium 166 poderia trabalhar a 187 MHz (2,5x 75) ou a 208 MHz (2,5 x 83). As frequências de barramentoe do multiplicador podem ser alteradas simplesmente através de jumpers de conguração da placa-mãe, o que torna indispensávelo manual da mesma. O aumento da velocidade de barramentoda placa-mãe pode criar problemas caso algum periférico (comomemória RAM, cache L2, etc.) não suporte essa velocidade.

Quando se faz um overclock, o processador passa a trabalhara uma velocidade maior do que ele foi projetado, fazendo com quehaja um maior aquecimento do mesmo. Com isto, reduz-se a vidaútil do processador de cerca de 20 para 10 anos (o que não chegaa ser um problema já que os processadores rapidamente se tornamobsoletos). Esse aquecimento excessivo pode causar tambémfrequentes “crashes” (travamento) do sistema operacional duranteo seu uso, obrigando o usuário a reiniciar a máquina.

Ao fazer o overclock, é indispensável a utilização de umcooler (ventilador que ca sobre o processador para reduzirseu aquecimento) de qualidade e, em alguns casos, uma pastatérmica especial que é passada diretamente sobre a superfície do processador.

Atualmente fala-se muito em CORE, seja dual, duo ou quad,essa denominação refere-se na verdade ao núcleo do processador,onde ca a ULA (Unidade Aritmética e Lógica). Nos modelosDUAL ou DUO, esse núcleo é duplicado, o que proporcionauma execução de duas instruções efetivamente ao mesmo tempo,embora isto não aconteça o tempo todo. Basta uma instrução precisar de um dado gerado por sua “concorrente” que a execução paralela torna-se inviável, tendo uma instrução que esperar pelotérmino da outra. Os modelos QUAD CORE possuem o núcleoquadruplicado.

Esses são os processadores fabricados pela INTEL, empresaque foi pioneira nesse tipo de produto. Temos também algunsconcorrentes famosos dessa marca, tais como NEC, Cyrix eAMD; sendo que atualmente apenas essa última marca mantém-se fazendo frente aos lançamentos da INTEL no mercado. Porexemplo, um modelo muito popular de 386 foi o de 40 MHz, quenunca foi feito pela INTEL, cujo 386 mais veloz era de 33 MHz,esse processador foi obra da AMD. Desde o lançamento da linhaPentium, a AMD foi obrigada a criar também novas denominações para seus processadores, sendo lançados modelos como K5, K6-2,K7, Duron (fazendo concorrência direta à ideia do Celeron) e osmais atuais como: Athlon, Turion, Opteron e Phenom.

MEMÓRIA RAMAs memórias RAM (Random-Access Memory - Memória de

Acesso Aleatório) constituem uma das partes mais importantesdos computadores, pois são nelas que o processador armazenaos dados com os quais está lidando. Esse tipo de memória temum processo de gravação de dados extremamente rápido, secomparado aos vários tipos de memória ROM. No entanto, asinformações gravadas se perdem quando não há mais energiaelétrica, isto é, quando o computador é desligado, sendo, portanto,um tipo de memória volátil.

Há dois tipos de tecnologia de memória RAM que sãomuitos utilizados: estático e dinâmico, isto é, SRAM e DRAM,respectivamente. Há também um tipo mais recente chamado deMRAM. Eis uma breve explicação de cada tipo:

- SRAM (Static Random-Access Memory - RAM Estática):esse tipo é muito mais rápido que as memórias DRAM, porémarmazena menos dados e possui preço elevado se considerarmoso custo por megabyte. Memórias SRAM costumam ser utilizadascomo cache;

- DRAM (Dynamic Random-Access Memory - RAMDinâmica): memórias desse tipo possuem capacidade alta, isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, oacesso a essas informações costuma ser mais lento que o acessoàs memórias estáticas. Esse tipo também costuma ter preço bemmenor quando comparado ao tipo estático;

- MRAM (Magnetoresistive Random-Access Memory - RAMMagneto-resistiva): a memória MRAM vem sendo estudadahá tempos, mas somente nos últimos anos é que as primeirasunidades surgiram. Trata-se de um tipo de memória até certo pontosemelhante à DRAM, mas que utiliza células magnéticas. Graças aisso, essas memórias consomem menor quantidade de energia, sãomais rápidas e armazenam dados por um longo tempo, mesmo naausência de energia elétrica. O problema das memórias MRAM éque elas armazenam pouca quantidade de dados e são muito caras, portanto, pouco provavelmente serão adotadas em larga escala.

Aspectos do funcionamento das memórias RAMAs memórias DRAM são formadas por chips que contém

uma quantidade elevadíssima de capacitores e transistores.Basicamente, um capacitor e um transistor, juntos, formamuma célula de memória. O primeiro tem a função de armazenarcorrente elétrica por um certo tempo, enquanto que o segundocontrola a passagem dessa corrente.

Se o capacitor estiver armazenamento corrente, tem-se um bit1. Se não estiver, tem-se um bit 0. O problema é que a informaçãoé mantida por um curto de período de tempo e, para que não haja perda de dados da memória, um componente do controlador dememória é responsável pela função de refresh (ou refrescamento),que consiste em regravar o conteúdo da célula de tempos emtempos. Note que esse processo é realizado milhares de vezes porsegundo.

O refresh é uma solução, porém acompanhada de “feitoscolaterais”: esse processo aumenta o consumo de energia e, porconsequência, aumenta o calor gerado. Além disso, a velocidadede acesso à memória acaba sendo reduzida.

A memória SRAM, por sua vez, é bastante diferente da DRAMe o principal motivo para isso é o fato de que utiliza seis transistores(ou quatro transistores e dois resistores) para formar uma célula dememória. Na verdade, dois transistores cam responsáveis pelatarefa de controle, enquanto que os demais cam responsáveis peloarmazenamento elétrico, isto é, pela formação do bit.


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A vantagem desse esquema é que o refresh acaba não sendonecessário, fazendo com que a memória SRAM seja mais rápidae consuma menos energia. Por outro lado, como sua fabricaçãoé mais complexa e requer mais componentes, o seu custo

acaba sendo extremamente elevado, encarecendo por demais aconstrução de um computador baseado somente nesse tipo. É porisso que sua utilização mais comum é como cache, pois para issosão necessárias pequenas quantidades de memória.

Como as memórias DRAM são mais comuns, eles serão ofoco deste texto a partir deste ponto.

CAS e RASO processador armazena na memória RAM as informações

com os quais trabalha, portanto, a todo momento, operações degravação, eliminação e acesso aos dados são realizadas. Essetrabalho todo é possível graças ao trabalho de um circuito já citadochamadocontrolador de memória.

Para facilitar a realização dessas operações, as células de

memória são organizadas em uma espécie de matriz, ou seja,são orientadas em um esquema que lembra linhas e colunas. Ocruzamento de uma certa linha (também chamada de wordline),com uma determinada coluna (também chamada de bitline) formao que conhecemos como endereço de memória. Assim, para acessaro endereço de uma posição na memória, o controlador obtém o seuvalor de coluna, ou seja, o valor RAS (Row Address Strobe) e oseu valor de linha, ou seja, o valor CAS (Column Address Strobe).

Temporização e latência das memóriasOs parâmetros de temporização e latência indicam quanto

tempo o controlador de memória gasta com as operações de leiturae escrita. Em geral, quanto menor esse valores, mais rápidas sãoas operações.

Para que você possa entender, tomemos como exemplo ummódulo de memória que informa os seguintes valores em relaçãoà latência: 5-4-4-15-1T. Esse valor está escrito nesta forma: tCL-tRCD-tRP-tRAS-CR. Vejamos o que cada um desses parâmetrossignica:

- tCL (CAS Latency): quando uma operação de leitura dememória é iniciada, sinais são acionados para ativar as linhas(RAS) e as colunas (RAS) correspondentes, determinar se aoperação é de leitura ou escrita (CS - Chip Select) e assim por

diante. O parâmetro CAS Latency indica, em ciclos de clock , qualo período que há entre o envio do sinal CAS e a disponibilizaçãodos respectivos dados. Em outras palavras, é o intervalo existenteentre a requisição de um dado pelo processador e a entrega deste

pela memória. Assim, no caso do nosso exemplo, esse valor é de5 ciclos de clock;- tRCD (RAS to CAS Delay): esse parâmetro indica, também

em ciclos de clock, o intervalo que há entre a ativação da linha eda coluna de um determinado dado. No exemplo acima, esse valorcorresponde a 4;

- tRP (RAS Precharge): intervalo em clocks que informa otempo gasto entre desativar o acesso a uma linha e ativar o acessoa outra. Em nosso exemplo, esse valor é de 4 ciclos;

- tRAS (Active to Precharge Delay): esse parâmetro indicao intervalo, também em clocks, necessário entre um comando deativar linha e a próxima ação do mesmo tipo. Em nosso exemplo,esse valor é de 15 ciclos de clock;

- CR (Command Rate): intervalo que há entre a ativação do

sinal CS e qualquer outro comando. Em geral, esse valor é de 1 ou2 ciclos de clock e é acompanhado da letra T. No nosso exemploesse valor é de 1 ciclo.

Esses parâmetros costumam ser informados pelo fabricanteem um etiqueta colada ao pente de memória (muitas vezes, o valorde CMD não é informado). Quando isso não ocorre, é possívelobter essa informação através de softwares especícos (como ogratuito CPU-Z, para Windows, mostrado abaixo) ou mesmo pelosetup do BIOS.

Os parâmetros de temporização fornecem uma boa noção dotempo de acesso das memórias. Note que, quando falamos disso,nos referimos ao tempo que a memória leva para fornecer osdados requisitados. O que não foi dito acima é que esse tempoé medido em nanossegundos (ns), isto é, 1 segundo dividido por

1.000.000.000.Assim, para se ter uma noção de qual é a frequência máxima

utilizada pela memória, basta dividir 1000 pelo seu tempo deacesso em nanossegundos (essa informação pode constar em umaetiqueta no módulo ou pode ser informada através de softwaresespeciais). Por exemplo: se um pente de memória trabalha com 15ns, sua frequência é de 66 MHz, pois 1000/15=66.

Outros parâmetrosAlgumas placas-mãe atuais ou direcionadas ao público que

faz overclock (em poucas palavras, prática onde dispositivos dehardware são ajustados para que trabalhem além das especicaçõesde fábrica) ou, ainda, softwares que detalham as características dohardware do computador, costumam informar outros parâmetros,além dos mencionados acima. Geralmente, estes parâmetrosadicionais são informados da seguinte forma: tRC-tRFC-tRRD-tWR-tWTR-tRTP (por exemplo: 22-51-3-6-3-3), tambémconsiderando ciclos de clock. Vejamos o que cada um signica:

- tRC (Row Cycle): consiste no tempo necessário para que secomplete um ciclo de acesso a uma linha da memória;

- tRFC (Row Refresh Cycle): consiste no tempo necessário para a execução dos ciclos de refresh da memória;

- tRRD (Row To Row Delay): semelhante ao tRP, masconsidera o tempo que o controlador necesita esperar após umanova linha ter sido ativada;

- tWR (Write Recovery): informa o tempo necessário paraque o controlador de memória comece a efetuar uma operação de

escrita após realizar uma operação do mesmo tipo;


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- tWTR (Write to Read Delay): consiste no tempo necessário para que o controlador de memória comece a executar operaçõesde leitura após efetuar uma operação de escrita;

- tRTP (Read to Precharge Delay): indica o tempo necessário

entre uma operação de leitura efetuada e ativação do próximo sinal.VoltagemEm comparação com outros itens de um computador, as

memórias são um dos componentes que menos consomem energia.O interessante é que esse consumo diminuiu com a evolução datecnologia. Por exemplo, módulos de memória DDR2 (tecnologiaque ainda será abordada neste texto), em geral, exigem entre 1,8V e 2,5 V. É possível encontrar pentes de memória DDR3 (padrãoque também será abordado neste artigo) cuja exigência é de 1,5 V.Módulos de memória antigos exigiam cerca de 5 V.

Algumas pessoas com bastante conhecimento no assuntofazem overclock nas memórias aumentando sua voltagem. Comesse ajuste, quando dentro de certos limites, é possível obter níveis

maiores de clock.

SPD (Serial Presence Detect)O SPD é um pequeno chip (geralmente do tipo EEPROM)

inserido nos módulos de memória que contém diversas informaçõessobre as especicações do dispositivo, como tipo (DDR, DDR2, etc),voltagem, temporização/latência, fabricante, número de série, etc.

Chip SPD

Muitas placas-mãe contam com um setup de BIOS que permite

uma série de ajustes de conguração. Nesses casos, um usuárioexperimente pode denir os parâmetros da memória, no entanto,quem não quiser ter esse trabalho, pode manter a conguração padrão. Algumas vezes, essa conguração é indicada por algorelacionado ao SPD, como mostra a imagem abaixo:

Exemplo de ajuste de memória em setup de BIOS baseadoem SPD

Detecção de errosAlguns mecanismos foram desenvolvidos para ajudar na

detecção de erros da memória, falhas essas que podem ter váriascausas. Esses recursos são especialmente úteis em aplicaçõesde alta conabilidade, como servidores de missão crítica, porexemplo.

Um desses mecanismos é a paridade, capaz apenas de ajudara detectar erros, mas não de corrigi-los. Nesse esquema, um bit éadicionado a cada byte de memória (lembre-se: 1 byte corresponde

a 8 bits). Esse bit assume o valor 1 se a quantidade de bits 1 do byte for par e assume o valor 0 (zero) se a referida quantidade porímpar (o contrário também pode acontecer: 1 para ímpar e 0 para par). Quando a leitura de dados for feita, um circuito vericará se a paridade corresponde à quantidade de bits 1 (ou 0) do byte. Se fordiferente, um erro foi detectado.

A paridade, no entanto, pode não ser tão precisa, pois um erroem dois bits, por exemplo, pode fazer com que o bit de paridadecorresponda à quantidade par ou ímpar de bits 1 do byte. Assim, para aplicações que exigem alta precisão dos dados, pode-se contarcom memórias que tenham ECC (Error Checking and Correction),um mecanismo mais complexo capaz de detectar e corrigir errosde bits.

Tipos de encapsulamento de memória

O encapsulamento correspondente ao artefato que dá formafísica aos chips de memória. Eis uma breve descrição dos tipos deencapsulamento mais utilizados pela indústria:

- DIP (Dual In-line Package): um dos primeiros tipos deencapsulamento usados em memórias, sendo especialmente popular nas épocas dos computadores XT e 286. Como possuiterminais de contato - “perninhas” - de grande espessura, seuencaixe ou mesmo sua colagem através de solda em placas podeser feita facilmente de forma manual;


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Encapsulamento DIP

- SOJ (Small Outline J-Lead): esse encapsulamento recebeeste nome porque seus terminais de contato lembram a letra ‘J’.Foi bastante utilizado em módulos SIMM (vistos mais à frente)e sua forma de xação em placas é feita através de solda, nãorequerendo furos na superfície do dispositivo;

Encapsulamento SOJ

- TSOP (Thin Small Outline Package): tipo de encapsulamentocuja espessura é bastante reduzida em relação aos padrões citados

anteriormente (cerca de 1/3 menor que o SOJ). Por conta disso,seus terminais de contato são menores, além de mais nos,diminuindo a incidência de interferência na comunicação. É umtipo aplicado em módulos de memória SDRAM e DDR (queserão abordados adiante). Há uma variação desse encapsulamentochamado STSOP (Shrink Thin Small Outline Package) que é aindamais no;

Encapsulamento TSOP

- CSP (Chip Scale Package): mais recente, o encapsulamentoCSP se destaca por ser “no” e por não utilizar pinos de contatoque lembram as tradicionais “perninhas”. Ao invés disso, utilizaum tipo de encaixe chamado BGA (Ball Grid Array). Esse tipo éutilizado em módulos como DDR2 e DDR3 (que serão vistos àfrente).

Encapsulamento CSP

Módulos de memória

Entendemos como módulo ou, ainda, pente, uma pequena placa onde são instalados os encapsulamentos de memória. Essa placa é encaixada na placa-mãe por meio de encaixes (slots)especícos para isso. Eis uma breve descrição dos tipos maiscomuns de módulos:

- SIPP (Single In-Line Pins Package): é um dos primeirostipos de módulos que chegaram ao mercado. É formato por chipscom encapsulamento DIP. Em geral, esses módulos eram soldadosna placa-mãe;

- SIMM (Single In-Line Memory Module): módulos destetipo não eram soldados, mas encaixados na placa-mãe. A primeiraversão continha 30 terminais de contato (SIMM de 30 vias) e eraformada por um conjunto de 8 chips (ou 9, para paridade). Comisso, podiam transferir um byte por ciclo de clock. Posteriormente


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surgiu uma versão com 72 pinos (SIMM de 72 vias), portanto,maior e capaz de transferir 32 bits por vez. Módulos SIMM de 30vias podiam ser encontrados com capacidades que iam de 1 MB a16 MB. Módulos SIMM de 72 vias, por sua vez, eram comumente

encontrados com capacidades que iam de 4 MB a 64 MB;- DIMM (Double In-Line Memory Module): os módulosDIMM levam esse nome por terem terminais de contatos em ambosos lados do pente. São capazes de transmitir 64 bits por vez. A primeira versão - aplicada em memória SDR SDRAM - tinha 168 pinos. Em seguida, foram lançados módulos de 184 vias, utilizadosem memórias DDR, e módulos de 240 vias, utilizados em módulosDDR2 e DDR3. Existe um padrão DIMM de tamanho reduzidochamado SODIMM (Small Outline DIMM), que são utilizados principalmente em computadores portáteis, como notebooks;

- RIMM (Rambus In-Line Memory Module): formado por168 vias, esse módulo é utilizado pelas memórias Rambus, queserão abordadas ainda neste artigo. Um fato curioso é que paracada pente de memória Rambus instalado no computador é

necessário instalar um módulo “vazio”, de 184 vias, chamadode C-RIMM (Continuity-RIMM).

Módulo de memória inserido em um slot

Tecnologias de memóriasVárias tecnologias de memórias foram (e são) criadas com o

passar do tempo. É graças a isso que, periodicamente, encontramosmemórias mais rápidas, com maior capacidade e até memórias

que exigem cada vez menos energia. Eis

4 - Tecnologia Da Informatica

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