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Felipe de Oliveira, Gabriela Santos,
Gustavo Justino, Kauanathan Rodrigo Alves.
Processadores, Memorias, Placa Mãe.
Sorocaba/SP
2012
Gabriela Santos, Felipe de Oliveira, Gustavo Justino, Kauanathan Rodrigo Alves.
Processadores, Memorias, Placa Mãe
Trabalho do curso técnico
em Mecatrônica da escola
SENAI Gaspar Ricardo Junior,
Sorocaba/SP
Orientador: Jackson Klarosk
Sorocaba/SP
2012
Processadores, Memorias, Placa Mãe
Resumo
Computadores esses tão comuns nos diversos lugares, formados por vários
componentes dentre os quais merece destaque o processador, pois o mesmo é tido como
cérebro do computador, sendo responsável por realizar operações com informações como:
cópia de dados acesso a memórias e operações lógicas e matemáticas. Ele tem características
específicas, arquitetura interna diferenciada e uma variedade de modelos que o diferenciam
em capacidade de processamento de dados. Gordon Moore, uns dos fundadores da Intel
poderão acompanhar um breve histórico da evolução dos processadores, tendo foco nos
processadores da INTEL e AMD.
A memória são todos os dispositivos que permitem a um computador guardar dados,
assim há, essencialmente, duas categorias de memórias: ROM (Read-Only Memory), que
permite apenas a leitura dos dados e não perde informação na ausência de energia; e RAM
(Random-Access Memory), que permite ao processador tanto a leitura quanto a gravação de
dados e perde informação quando não há alimentação elétrica. Neste artigo, apresentaremos
os principais tipos de memórias ROM e RAM, assim como mostra as características mais
importantes.
A placa mãe é a parte do computador responsável por conectar e interligar todos os
componentes do computador entre si, ou seja, processador com memória RAM, disco rígido,
entre outros. E veremos as caracteristica de funcionamento.
Sumário
Introdução.......................................................................................1
Processadores..................................................................................2/15
Memória...........................................................................................15/24
Placa Mãe........................................................................................24/34
Referências.........................................................................................35
Conclusão...........................................................................................36
INTRODUÇÃO
O que veremos a seguir, o assunto com foco principal em processadores, placa mãe e
memória. Como é as velocidades, a função de cada componente citado em questão e sua
importância dentro da informática.
O tema propõe a entender como foram criados como funcionam dentro do computador, irá
conhecer sobre instruções lógicas que resultam na tarefa do computador, eles são também
referenciados como cérebro dessas máquinas, existem várias diferenças entre modelos,
atualizações com melhorias, conceitos e características.
A placa mãe é o componente mais importante do micro, ela é responsável pela comunicação
entre todos os componentes, pela grande quantidade de chips.
Neste trabalho irá conhecer um pouco mais sobre estes temas!
1. Processadores
O que agora se chama de microprocessador, surgiu pela primeira vez em 1971, e teve como
característica principal o fato de ter integrado numa única peça (chip) vários componentes que
até então surgiam em separados, facilitando assim a implementação, as comunicações,
diminuindo o tamanho, o consumo de energia e o preço. A empresa que desenvolveu era a
então pouco conhecida Intel, e o processador o 4004.
Basicamente, um microprocessador tradicional contém muitas das características que os
anteriores sistemas de processamento continham, mas que para além de estarem compactados
num único chip foram sendo desenvolvidos e aperfeiçoados.
1.1 4004
Em 15 de novembro de 1971 nascia o processador 4004 de apenas 4 bits e grande
capacidade para realizar operações aritméticas. Esse micro - processador possuía 2.300
transistores para processar 0,06 milhões de instruções (60.000) por segundo e não tinha o
tamanho de um selo de carta. Para se ter uma idéia, o ENIAC, primeiro computador de que se
tem notícia , construído em 1946 para fins bélicos, ocupava sozinho 1.000 metros quadrados
e fazia o mesmo que o 4004.
O 4004 foi usado apenas para cálculos poucos complexos (4 operações), ele era um pouco
mais lento que Eniac II mais tinha a vantagem de possuir a metade do tamanho, esquentar
menos e consumir menos energia.
1.2 8008
Surgiu em 1972 o 8008, primeiro processador de 8 bits, com capacidade de memória de 16
Kbytes (16.000 bytes), enquanto o 4004 possuía apenas 640 bytes.
1.3 8080
Em 1974 é lançado o 8080, com desempenho seis vezes maior que o anterior com um clock
de 2MHz, rodava um programa da Microsoft chamado Basic, possuía apenas led's. Além de
16Kb de memória Rom onde ficava o sistema, possuía 4Kb de memória Ram, seus controles
eram através de botões, possuía drive de disquete 8" com capacidade de 250 Kb.
1.4 8086
O primeiro processador feito pela Intel para ser usado com os PC's. Ele contava com um
barramento de dados interno e externo de 16 bits. E foi este o motivo de não ter sido o
processador mais utilizado. Inicialmente ele foi distribuído em versões de 4,77MHZ.
Posteriormente vieram versões turbinadas de 8 e 10 MHZ.
1.5 286
Este é o único exemplar da segunda geração de processadores. O 286 chegou para tomar de
assalto o lugar dos processadores de primeira geração. A IBM lançou o 286 inicialmente no
seu IBM PC-AT (advanced tecnology, ou tecnologia avançada). Depois vieram os clones.
Deste, os mais famosos foram os Compaq. A Compaq usou o 286 em 6 micros e a IBM em 5,
sendo 4 destes modelos PS/2.
O 286 tem um erro de projeto, ele pode chavear do modo real para o protegido mas não
pode voltar para o modo real, somente reinicializando a máquina, ele era 6X mais rápido que
seu antecessor o 8088.
1.6 386
A terceira geração de processadores Intel foi outra senhora evolução de performance em
relação a segunda geração. Até aqui a Lei de Murphy, talvez o cara mais otimista que já vi na
minha vida, está totalmente correta. Relembrando os mais desmemoriados, Murphy
praticamente profetizou que a cada 18 meses a performance dos processadores duplicaria. Até
aqui ele está correto, o que não ocorre nos dias atuais.
Foi por volta desta geração que se começou a apelidar os processadores carinhosamente
como os "oitões". O 386 era e ainda e conhecido pelos mais próximos como o "três-oitão".
Foi a primeira versão do "três-oitão". Também foi o primeiro processador totalmente de 32
bits, ou seja, ele operava tanto internamente quanto externamente a 32 bits. Este processador
continuou a ter uma modalidade real para manter compatibilidade com os processadores
anteriores. Mas o modo protegido era mais evoluído que o do 286. Foi a partir do 386 que se
formou o conjunto de instruções padrão x86. Desde então, mínimas mudanças ocorreram no
x86.
As capacidades de memória também cresceram. Era possível manipular, teoricamente, 4
Gb de memória real e 64 trilhões de bytes de memória virtual. Aliada a capacidade de
processar 32 bits de uma vez só, o 386 se tornou capaz de executar programas muito mais
complexos. Dando um exemplo no mundo dos games, Doom foi o primeiro jogo que eu tenho
notícia a ser 100 % 32 bits, e por isso é que ele tinha toda aquela complexidade.
O 386 da Intel só ficou no 33 MHZ. O motivo da Intel ter se limitado a esta velocidade
parece ser receio de que um 386 fosse mais potente que um 486. De fato, um bom 386 de
MHZ poderia ser comparado a um 486 dos mais simples. Os primeiros 386DX lançados
tinham um bug na instrução de multiplicação 32 bits do modo protegido.
Os Primeiros 386 operavam a 12,5Mhz, mas logos foram substituídos pelos DX, 16, 20, 25,
33, 40 e 50 Mhz, a Intel também lançou uma versão para notebooks que era 386SL. Como os
processadores Intel anteriores, o 386 também continha um co-processador matemático
denominado 387.
1.7 486
Em Abril de 1989, a Intel lançou o processador 486 no mercado e apresentava poucas
inovações em relação ao 386, seu núcleo possuía 0,8µm, uma grande novidade foi a
implantação de uma algumas técnicas RISC. Outra novidade foi a multiplicação de clock's
internos, pois os processadores evoluem e permitem taxas de Mhz maiores que as placas mães
um exemplo é o 486DX2, ele funciona com o clock multiplicado por 2, ou seja, a placa mãe
(Bus Externo) trabalha a 33Mhz e o processador a 66Mhz.
O processador seguinte foi o 80486, um melhoramento da 80386. Foram adicionadas
algumas instruções e o versão original 80486 DX possuiu coprocessador matemático interno e
um pequeno L1 cache. A tecnologia foi tão avançada que Intel lançou processadores com
clock interno duplicado (80486 DX2) e triplicado (80486 DX4) e chegou a 100 MHz.
1.8 Pentium Clássico
O processador Pentium possuía 64 bits de barramento. A Intel registrou a marca Pentium
para ter um nome próprio para novo e poderoso processador. Ele tinha vários clock's internos
diferentes e chegou a 200 MHz. Na verdade um processador Pentium (primeiros) são dois
processadores 80486 num com um algoritmo de processamento paralelo. Possui 3,1 milhões
de transistores 3X (vezes) a mais que o 486, cache interno de 16Kb (8KB para extração de
instruções e 8KB para dados). Os primeiros Pentium tem clock de 60 e 66 Mhz, apos ter
incrementado largura do barramento local para 64 bits ele pode atingir clock's mais elevados.
Possui no processador algumas instruções RISC, sendo o primeiro a implementa uma unidade
de execução superescalar, significa que sob certas condições podia executar 2 instruções por
ciclo de clock.
O co-processador matemático foi totalmente redesenhado, agora ele aceita um nível de
desempenho de 3 a 10 vezes a do 486, possuía um auto-teste automático incorporado
verificando todos os conectores com placa mãe, cache e registradores. O núcleo do Pentium
pode variar de 0,6µm a 0,4µm. Clock's 60, 66, 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166 e 200.
1.9 Pentium MMX
Com a tecnologia MMX, PC's entrarão em um novo nível de performance de multimídia.
Ganha-se em som vívido, ricas cores, rendimento 3D realístico, animação suave e vídeo. Os
tipos de aplicativos que irão se beneficiar do desempenho oferecido pela tecnologia MMX, ao
longo do tempo, incluem: escaneamento e manipulação de imagens, videoconferências, plug-
ins e browser's para Internet, editoração e play-back de vídeo, impressão, fax, compressão,
decodificação e programas para escritórios.
Existe a expectativa que de que nos próximos anos periféricos como placas de vídeo, som e
modem percam sua finalidade, tendo em vista que as funções que elas executam serão
emuladas vias software.
1.10 Pentium Pró
Principais Características:
Freqüência de 150 MHZ, 166, 180 MHZ e 200 MHZ
Otimizado para aplicações em 32-bit rodando em sistemas avançados de 32-bit.
Microarquitetura de execução dinâmica. Pacote contendo processador, cache e interface para
o sistema de barramento. Escalável para até 4 processadores e 4 GB de memória
1.11 Pentium II
No dia 7 de maio de 1997 a Intel Corporation lançou o processador Pentium II com 7,5
milhões de transistores, que com o objetivo de para possibilitar novos níveis de desempenho e
recursos de computação visual aos usuários de desktop e estações de trabalho nas empresas. O
processador Pentium II, lançado nas velocidades de 300, 266 e 233 MHz, combina as
avançadas tecnologias do Processador Pentium Pro com os recursos da tecnologia de
aperfeiçoamento de meios eletrônicos MMX. Esta associação confere aos usuários de
empresas maior poder para direcionar a computação empresarial, oferece recursos sofisticados
para pequenas empresas e incorpora o processador Intel de velocidade superior às estações de
trabalho.
Os Clock's dos processadores Pentium II variam de 233 a 400 Mhz, sua freqüência de
barramento externo pode chegar a 66Mhz ou seja 528Mg/s, seu encapsulamento é o SECC1
(forma de cartucho) ele é conectado somente em Slot1, núcleo de 0.25 µm.
1.12 Pentium III
O clock do Pentium III varia hoje de 500 Mhz a 933 Mhz, sua freqüência de barramento
externo pode chegar a 133Mhz, ou seja, 1,06 GB/s, pode acessar até 4GB de memória usando
cache, Possui um número de série gravado em uma ROM dentro do processador, onde fornece
o número do processador, configurações de clock e voltagem, ela é chamada de PIROM
(Pentium Information Rom) com ela é quase impossível overclock e falsificação. O primeiro
Pentium III a ser lançado era no formato de um cartucho (SECC2) onde era encaixado em um
slot chamado Slot1, o mesmo do Pentium II. O processador Pentium III integra a
microarquitetura Execução Dinâmica P6, a Arquitetura para Barramento Dual Independente
(DIB), um barramento com sistema multi-transação e a tecnologia para otimização de mídia
Intel MMX™. Além disso, o processador Intel Pentium III oferece extensões de Internet
Streaming SIMD, 70 novas instruções possibilitando um avanço significativo em imagens,
3D, streaming de áudio e vídeo e reconhecimento de voz para uma melhor experiência na
Internet.
1.13 PII Xeon
Verdadeiro Pentium Pró MMX, possui cache L2 trabalhando na mesma freqüência do
processador é conectado somente em Slot2, também chamado de Slot de 330 contatos.
(Aparentemente igual ao Slot1 ) encapsulamento SECC2. Aceita 512, 1 e 2 MG de memória
cache acessados no clock do processador. Aceita até 64GB de Ram. Opera externamente a
100 MHz, aumentando diretamente o desempenho do micro não só para processamento, mas
também para vídeo e disco. Os clock's do PII Xeon são de 400 e 450 MHz.
Ele tem a capacidade de multiprocessamento simétrico, isto é, a utilização de mais de um
processador em uma mesma placa-mãe é maior. Enquanto o Pentium II e o Pentium III
permitem multiprocessamento direto com até 2 processadores, o Pentium II Xeon e o Pentium
III Xeon permitem multiprocessamento com até 4 processadores (ou 8 processadores, no caso
do modelo com 2 MB de cache L2). Como você pode perceber pelas suas características, essa
família de processadores é destinada a servidores de rede, ela possui um desempenho
altíssimo, mas é muito cara, ficando praticamente restrita ao mercado corporativo.
1.14 PIII Xeon
Tem as mesmas características do PII Xeon mais MMX2 e SIMD. Possui duas versões uma
com núcleo de 0,25µm que opera externamente a 100Mhz e outra com 0,18µm a 133 Mhz.Os
clocks do PIII Xeon são de 600, 667, 733, 800, 866, 933 MHz, e 1Ghz.
1.15 Celeron
É um Pentium II sem memória cache L2 integrado, mas lançaram o Celeron-A que tem
32Kb de cache L1 (16K para infraestrutura e 16K pra informação, data) e 128Kb de L2
aumentando seu desempenho, ele é conectado em Slot 1 ou em PGA, ele é atualmente a linha
econômica da Intel para concorrer com o Duron da AMD. Trabalha com, Bus externo de
66Mhz a 100Mhz, núcleo do processador é de 0,18µm.
Tipos de Encapsulamentos: 280-Pin Mobile Module (MMC1) --- 400-Pin Móbile
Velocidade (Computadores Normais) 800MHz, 766MHz, 733MHz, 700 MHz, 667 MHz,
633 MHz, 600 MHz, 566 MHz, 533 MHz, e 500MHz.
Velocidade (Computadores Portáteis) 750 MHz, 700 MHz, 650 MHz, 600 MHz, 550 MHz,
500 MHz, 450 MHz, e 400 MHz todos com baixo consumo de energia, são mais caros que os
para computadores normais. A Intel lançou também um processador com a tecnologia ( Ultra
Low Voltage Technology ) com 500MHz para ser usado em sub notebooks.
1.16 Pentium 4
O Pentium 4 é um processador Intel de sexta geração, assim como ocorre com o Pentium
Pro, Pentium II, Pentium III e Celeron. Em outras palavras, apesar de usar um novo nome,
esse processador usa a mesma estrutura interna de seu antecessor, Pentium III. Com algumas
modificações para torná-lo mais rápido, é claro. Entre as novidades da arquitetura interna
desse processador estão:
A sua Unidade Lógica Aritmética (ULA ou ALU) trabalha com o dobro do clock interno do
processador, a umentando o desempenho em cálculos usando números inteiros. Por exemplo,
em um hipotético Pentium 4 de 800 MHz, a sua ULA trabalhará a 1,6 GHz.
Tecnologia SSE-2, contendo 144 novas instruções em relação à tecnologia a SSE
("MMX2") que é usada pelo Pentium III. A novidade é o uso de registradores de 128 bits,
permitindo a manipulação de mais dados pequenos por vez (16 dados de 8 bits por vez, por
exemplo).
1.17 Celeron
Assim como o Pentium III, desde seu lançamento em 1998, o Celeron passou por diversas
modificações. Quando a Intel lançou o Pentium II, acabou por não fabricar mais o Pentium I
MMX (Pentium MMX). O problema é que o custo deste novo processador era muito alto e
eles passaram a perder mercado para concorrentes com computadores de custo mais baixo.
Em resposta a isto, a Intel lançou o primeiro Celeron, baseado no Pentium II.
O primeiro desta linha, o Convington (Celeron SEPP), era uma espécie de “primo pobre” do
Pentium II sem cache L2 (o que o tornava extremamente lento) e o protetor plástico. Como
este modelo não foi muito bem aceito devido à lentidão, em seguida, foi lançado o Mendocino
(Celeron A), que também era baseado no Pentium II, porém com cache L2 de 128 KB
integrado (operando na mesma frequência do processador).
1.18 Pentium D e Extreme Edition
O Pentium D nada mais é do que uma versão de dois núcleos do Pentium 4 (em outras
palavras, ele é um dual core com arquitetura Netburst). Já o Pentium Extreme Edition é uma
versão do Pentium D com tecnologia HyperThreading (faz simulação de dois processadores,
tornando o sistema mais rápido). Para ilustrar melhor as especificações desta linha, segue a
tabela abaixo.
1.19 Pentium Dual Core
Este processador adota a arquitetura de construção da família Core. Em outras palavras, esta é
uma versão com menor custo do Core 2 Duo que opera com frequências mais baixas e possui
uma quantidade menor de cache L2. As três primeiras versões lançadas deste processador
possuíam um FSB de 800 MHz visando manter compatibilidade com placas mãe mais antigas.
A ideia central deste produto foi muito semelhante àquela adotada pelo Celeron – diminuir
um pouco da “potência” do processador para se obtiver custos mais baixos. Abaixo você
confere todos os modelos desta linha da Intel com suas respectivas especificações.
1.20 Core 2 Duo
Lançados a partir de 2006, esta linha é composta por um processador de dois núcleos. As
principais características do Core 2 Duo são desempenho até três vezes mais rápido devido ao
sistema de processamento multi-core, que por sua vez combina dois núcleos de processadores
independentes em uma unidade física, execução de mais instruções por ciclo de clock, maior
aproveitamento de energia.
Para que você possa visualizar melhor as especificações técnicas desta linha, como
frequência, barramento frontal utilizado, etc., eles estão ilustrados na tabela abaixo.
1.21 Core 2 Extreme
Esta linha conta com modelos com tecnologia de 2 e 4 núcleos. Ao menos em um primeiro
momento, a Intel voltou seu apelo com relação a estes processadores para os jogadores que
sentiam falta de poderem desfrutar de todos os recursos que os “games” tinham para oferecer.
Como principais características eles permitiam mais instruções por ciclo de clock, menor
consumo de energia, sistema de cache otimizado voltado para jogos de multiprocesso. Abaixo
segue a tabela representando as especificações técnicas desta linha voltada para “gamers”.
1.22 Core 2 Quad
Os Core 2 Quad são formado por dois processadores Core 2 Duo em uma mesma unidade
física. O principal objetivo desta linha foi suportar melhor aplicativos que necessitam de
grande capacidade de processamento (como por exemplo, carregamento de recursos gráficos e
programas de imagem).
Como características, esta linha possui aperfeiçoamento no sistema de cache de memória,
otimização do uso da largura de banda de dados para acesso à memória, tecnologia de
virtualização, instruções “Intel Streaming SIMD Extension 4” (oferecem maior desempenho
para multimídia nos quesitos de edição e codificação de vídeo com alta definição).
1.23 Core i7
Lançado a partir de 2008, os processadores Core i7 foram os primeiros da Intel com
controlador de memória integrado (função antes exercida pelo chip da Ponte Norte). Esta
característica capacita até três canais de memória DDR3 de 1066 MHz, aumentando
consideravelmente a largura da banda para o acesso à memória.
Outra de suas principais características é o fato de possuírem o sistema HyperThreading, que
faz com que possam executar mais tarefas ao mesmo tempo. Além disto, como em seus
antecessores, eles contam com tecnologia de virtualização, um sistema aperfeiçoado de cache
de memória e suporte a programas que exigem muitos recursos gráficos e de processamento
(como os jogos mais recentes do mercado).
1.24 Core i7 Extreme Edition
A linha de processadores Core i7 Extreme Edition possui todas as características da Core i7,
com melhorias voltadas para desempenho de processamento e acesso à memória. Assim como
foi o caso do Core 2 Extreme, esta linha foi lançada pensando nos “gamers”, com toda a
tecnologia empregada com o intuito de que você possa desfrutar de todo o desempenho
oferecido pelo jogo escolhido.
1.25 Core i5
Este foi o nome adotado para a nova série de processadores da Intel, lançada a partir de 2009.
A principal diferença entre o i5 e o i7 está no socket (agora 1156 e não 1366), suporte para
memórias DDR3 1333 (porém Dual Channel ao contrário do i7 que suporta Triple) e
controladoras de vídeo presentes no próprio processador, dispensando um intermediário para
comunicação.
1.26 Intel Core i3
Intel Core i3 é o nome da nova família de processadores da Intel, destinado a Desktops x86-
64 que aborda a utilização da microarquitetura Nehalem da Intel. Concebido no mesmo ano
que o processador Core i5, o processador Core i3 é o processador de menor poder de
processamento se comparado aos seus irmãos Core i7 e Core i5, da família Nehalem. O
recurso Hyper-Threading estará ativado nesses modelos permitindo que o processador possa
simular a existência de um maior número de nucleos, fazendo com que o desempenho do
processador aumente significativamente.
1.27 AMD
1.27.1 K5
Primeiro processador CISC verdadeiramente não Intel a AMD afirmou que ele iria superar o
desempenho do Pentium a velocidades semelhantes de clock, essa vantagem se deva a um
design superescalar superior. Os pipelines duplos do K5 possuem menos restrições para a
execução de instruções simultâneas, e não só aceitam previsão de desvio como também
realizam uma execução especulativa. Possui um cache de pré-decodificação de 16Kb e outro
de dados 8Kb, colocadas instruções RISC, usava Socket5 para conexão com a placa mãe.
1.27.2 K6
Cache L1 de 64 KB, dividido em dois de 32 KB, um para dados e outro para instruções
Núcleo RISC com decodificador CISC, similarmente ao K5 (5K86), ao 6x86 (M1), M2 e
Pentium Pro.
Decodificador funciona bem tanto para código de 16 bits quanto para código de 32 bits
(diferentemente do Pentium Pro onde o decodificador não funciona bem para código de 16
bits).
O decodificador CISC/RISC consegue decodificar até 2 instruções por pulso de clock,
dependendo da complexidade da mesma. Ou seja, consegue decodificar até 2 instruções
simples por pulso de clock. Vale lembrar que programas utilizam instruções simples 80% das
vezes.
Conjunto de Instruções MMX (segundo a AMD, compatível com o MMX da Intel). O Co-
processador integrado do K6 não é tão bom quanto o do Pentium Pro ou quanto do Pentium
II. Devemos ter isto em mente ao decidirmos pelo K6. Demais características internas
similares ao Pentium Pro: execução fora de ordem, execução especulativa, previsão de desvio,
etc. Em tempo: a previsão de desvio do K6 é bem melhor que a do Pentium Pro.
1.27.3 K6-2
Sua grande diferença para os demais processadores testados é a sua freqüência de operação
externa. Enquanto todos os outros processadores testados operam externamente a 66 MHz, o
K6-2 opera a 100 MHz, conseguindo uma taxa de transferência mais elevada com a memória
RAM, com o cache de memória e com outros dispositivos do micros, especialmente o vídeo e
o disco. Seu padrão de pinagem é Socket7, o mesmo padrão do Pentium, Pentium MMX e
MII. Entretanto, por trabalhar externamente a 100 MHz, necessita de uma placa-mãe Socket7
que consiga trabalhar a essa freqüência de operação. Esse tipo de placa-mãe é conhecido
como "Super7".
O K6-2 da AMD foi uma revelação: o K6-2 300Mhz testado obteve um Desse mpenho de
processamento 5% superior ao do Pentium II 300Mhz e 70% superior ao Pentium MMX
233Mhz. O MII-PR300 da Cyrix, apesar de ter obtido um desempenho 36,5% inferior ao do
K6-2 300Mhz e 33,24% inferior ao do Pentium II 300Mhz, é 8% mais rápido que o Pentium
MMX-233. É válido lembrar que o MII-PR300 trabalha internamente a 233 MHz.
1.27.4 K6-2E
Processadores de baixo consumo de potência, de 333 MHz e de 300 MHz. Os processadores
embutidos AMD K6-2E foram projetados para oferecer alto desempenho a baixo custo, para
serem usados principalmente em notebooks.
A versão de baixa potência do processador AMD K6-2E funciona com uma menor tensão de
núcleo, de 1,9 V, para fornecer um consumo máximo inferior a 10 watts e uma faixa de
temperatura estendida de 85°C, enquanto a versão de potência padrão é o equivalente
embutido do popular processador AMD K6-2 desktop com uma tensão de núcleo padrão de
2,2 V e faixa de temperatura padrão. Nas duas versões, a tensão de E/S opera no nível de 3,3
V que é o padrão do mercado.
Projetado para executar tanto software de 16 bits quanto de 32 bits, os processadores AMD
K6-2E fornecem processamento de alto desempenho do conjunto de instruções x86 e são
compatíveis com os sistemas operacionais Microsoft Windows CE, Windows 98, Windows
ME e Windows NT, e também com os aplicativos executados neles, incluindo os mais
recentes softwares otimizados para tecnologias 3DNow! e MMX.
O processador AMD K6-2E de 9,3 milhões de transistores é fabricado com a tecnologia de
processamento de metal de cinco camadas de 0,25 mícron, usando interconexão local e
isolamento tipo " shallow-trench" nas instalações de fabricação de chips Fab 25 da AMD em
Austin, no Texas. O processador AMD K6-2. E é embalado num pacote CPGA (ceramic pin
grid array) de 321 pinos compatível com as plataformas Socket 7 e Super7 usando a
tecnologia de interconexão flip-chip C4.
Parece que a AMD acertou em cheio com o seu K6-2, tanto em desempenho quanto em
preço. Competindo no mesmo mercado que o Pentium II, o K6-2 é mais rápido e barato que o
concorrente da Intel. Entretanto, o Pentium II-350 e superiores, onde o processador passa a
trabalhar externamente a 100 MHz a exemplo do que ocorre no K6-2, tendem a abalar um
pouco o aumento de mercado que a AMD tem conseguido. A Intel só será capaz de frear a
AMD se baixar os seus preços, pois os processadores da AMD, o Duron e o Athlon serão
processadores extremamente poderosos e, é claro, bem mais baratos que os produtos Intel.
1.27.5 K6-III
O K6-III (nome-código "Sharptooth") é um K6-III com um cache de memória L2 de 256
KB integrado dentro do processador, a exemplo do que ocorre no Pentium Pro e no Celeron-
A. Além disso, esse é o primeiro processador a aceitar um cache de memória L3, ou seja,
além dos dois caches de memória dentro do processador, o K6-III ainda permite um terceiro
cache de memória na placa-mãe.
Além disso, a grande vantagem do K6-III é utilizar placas-mãe "super 7", ou seja, placas-
mãe que utilizam o mesmo soquete do Pentium (soquete 7), mas com barramento de 100
MHz. Esse é o tipo de placa-mãe atualmente utilizado pelo K6-2. Clock's de 500, 533 e 550
Mhz.
1.27.6 Duron
Anteriormente conhecido por seu nome-código Spitfire (ou Athlon Select), ele é um
processador Athlon destinado a micros baratos, concorrendo diretamente com o Celeron da
Intel.
Possui um cache L2 integrado dentro do processador (trabalhando na mesma freqüência de
operação interna do processador), mas de apenas 64 KB. Mas é bem provável que mesmo
assim o Duron seja muito mais rápido do que o Celeron, já que o cache L1 do Celeron é de
apenas 32 KB, enquanto que esse circuito do Duron é de 128 KB. Em outras palavras, apesar
de o cache L2 do Duron ser menor que o do Celeron, o cache L1 é maior.
Mas a grande característica que diferencia o Duron de todos os demais processadores
existentes hoje no mercado é o uso de um novo padrão de pinagem, chamado soquete A, que é
um soquete de 462 pinos parecido com o usado pelo Celeron (que tem 370 pinos e, logo,
incompatível). Isso significa que o Duron necessita de placas-mãe que usem esse novo tipo de
soquete.
1.27.7 Athlon
Também chamado de K7 microarquitetura de sétima geração e o barramento de sistema de
largura de banda grande do processador AMD Athlon permitem que ele alcance níveis de
desempenho nunca antes atingidos por um processador x86. O processador AMD Athlon
ultrapassa de significativa os processadores x86 de gerações anteriores, incluindo a família de
produtos Pentium® III da Intel, e fornece o mais elevado desempenhoexistente para inteiros,
ponto flutuante e multimídia 3D para plataformas x86.
Existe uma nova versão do processador Athlon, nome-código Thunderbird, que não tem um
novo nome comercial e está sendo chamado simplesmente de "novo Athlon" pela AMD. Esse
processador tem 256 KB de memória cache L2 trabalhando na mesma freqüência de operação
do processador e usa o soquete A, o mesmo tipo de soquete que o processador Duron.
Apesar de o novo Athlon ter menos memória cache que o Athlon convencional, é bem
provável que ele seja mais rápido, já que estará sendo acessado na mesma frequência de
operação do processador e não na metade desta, como ocorre no Athlon convencional.
Há ainda a previsão do lançamento de processadores AMD com frequência de operação
externa de 266 MHz até o final do ano. Com certeza esses 266 MHz serão obtidos da mesma
forma que o Athlon e o Duron obtém os seus 200 MHz, isto é, usando a tecnologia DDR
(Double Data Rate). Funciona da seguinte forma: normalmente, os processadores só
transferem dados na subida do pulso de clock, isto é, quanto ele passa de 0 para 1. Os
processadores Athlon e Duron transferem dados tanto na subida quanto na descida do pulso
de clock (quando o clock passa de 1 para 0). Dessa forma, em vez de transferir um dado por
pulso de clock, esses processadores transferem dois. Por isso que, apesar de fisicamente a
frequência de operação desses processadores ser de 100 MHz, dizemos que eles têm uma
frequência de operação de 200 MHz (na verdade eles obtém um desempenho igual a se
estivessem trabalhando a 200 MHz). O mesmo ocorrerá com a freqüência de 266 MHz: os
processadores trabalharão a 133 MHz externamente transferindo dois dados por pulso de
clock, dobrando o desempenho (ou seja, trabalhando como se estivessem a 266 MHz).A
AMD está ainda trabalhando em uma nova versão do Athlon, nome-código Mustang, que terá
até 1 MB de memória cache dentro do processador.
2 Memória
2.1 Modulo DIP (Dual in Parallel)
A memória RAM usada na época do XT, também utilizada em alguns PCs 286. Eram
pequenos chips que eram encaixados na motherboard. Trata-se de módulos de memórias de 8
bits, fabricados em velocidades de acesso de 150 e 120 ns (bilionésimos de segundo). A
instalação destes módulos era muito trabalhosa, e para facilitar a vida dos usuários (e
aumentar as vendas) os fabricantes desenvolveram placas de circuito impresso onde os
circuitos integrados de memória se encontravam soldados.
2.2 Modulo SIPP – SIPP (Single in Line Pin Package)
Os primeiros módulos de memória usados em PCs 286 e nos primeiros PCs 386, eram
também módulos de 8 bits. Esse tipo de memória foi fabricado com velocidades de acesso
entre 100 e 120 nanossegundos.
2.3 Modulo SIMM (Single in Line Memory Module) de 30 pinos
Memória utilizada em alguns PC’s 286 mais modernos, nos PCs 386 e em muitos 486.
Consiste de 20 vias de linha e colunas para endereços multiplexadas (10 vias), 8 vias de
dados, 1 via de controlo, 3 de alimentação e as demais não conectadas, perfazendo 30 vias.
Estas memórias podem ter ou não um nono bit chamado bit de paridade que pode ser
necessário em algumas placas mãe. Foram fabricados com velocidade de acesso entre 100 e
70 nanossegundos.
2.4 Modulo SIMM de 72 pinos
Com o uso dos processadores de 32 bits, os fabricantes criaram um novo tipo de módulo de
memória de 32 bits que, ao contrário dos módulos antigos, possuía 72 pinos. Com isso
também surgiu a necessidade de incorporar-se um chanfro ao centro do módulo para evitar a
colocação acidental de módulos de 30 vias. Esse tipo de memória foi usados nos PCs 486
mais modernos e largamente utilizados nos PCs Pentium, neste caso sendo necessário o uso
em pares já que esses processadores trabalhavam em 64 bits. Os módulos SIMM de 72 pinos
são encontrados em bancos de 2, 4, 8, 16, 32 e 64Mb com velocidades entre 80 e 50
nanossegundos (no caso das EDO). Os módulos DIMM podem trabalhar com o modo ECC
(detecção e correcção de erros) em 72 bits.
2.5 Modulo DIMM de 168 pinos
Com a chegada dos processadores Pentium, Pentium Pro, Pentium II e Pentium III chegou
também a necessidade de ampliar a largura de barramento das memórias RAM devido aos 64
bits de barramento destes processadores bem como para aumentar a capacidade máxima em
Mb. Ao contrário das memórias SIMM, estes módulos possuem contactos em ambos os lados
do módulo, sendo por isso chamados de DIMM (Double in Line Memory Module). São
encontrados módulos de 8MB, 16 MB, 32 MB e 64 MB.
2.6.1 Tecnologias Existentes
2.6.2 RAM CMOS
As RAMs comuns são voláteis – perdem a informação logo que se desliga o computador. Mas
alguns PCs utilizam chips RAM do tipo CMOS (Complementary Metal Oxide Silicon), que
não consomem muita força enquanto ligados. Estes chips são tão frugais quanto ao consumo
de energia que podem manter sua informação mesmo quando alimentados por apenas uma
bateria. Como a RAM CMOS é mais cara do que a RAM comum, ela só é usada em:
• Pequenas memórias de configuração em PCs desktop – quando se deseja que a informação
continue, armazenada mesmo quando a força é desligada.
• Memória de computadores portáteis – onde todo o sistema pode precisar
funcionar como baterias.
2.6.3 Fast Page Mode RAM (FPM RAM)
É o mais velho e menos sofisticado tipo de RAM, usada em PCs 486 e Pentiums mais antigos,
esse tipo de memória é encontrado em velocidades de 80, 70 e 60 nanossegundo. Funciona
enviando-se o endereço de linha da matriz de células da memória -RAS e após, o sinal de -
CAS (bloco) como um acesso paginado. Os intervalos de espera desse tipo de memória (Wayt
States) não podem ser menores do que 5-3-3-3 (5 ciclos de relógio para o primeiro elemento
de dados e 3 ciclos de relógio para cada um dos três elementos de dados seguintes). E pode
ser utilizada em velocidades de barramento de até 66Mhz chegando a taxa de transferência de
110Mb.
2.6.4 Static RAM - (SRAM)
SRAM é cerca de 5 vezes mais rápida, 2 vezes mais cara, e 2 vezes maior fisicamente, que as
DRAM. As SRAM devem ter energia para armazenar os dados, porém não necessitam ser tão
frequentemente refrescadas como as DRAM. Em geral são usadas nas memórias cache. São
encontradas com 8, 16, 32, 64, 256, 512, 1024 e 2048 kB de capacidade. Esse tipo de
memória quase sempre usa um encapsulamento DIPP (Dual In-line Pin Package), existindo
também em forma de módulos, com formato similar aos módulos de memória DRAM de 168
pinos, que são encaixados na motherboard num slot especial.
2.6.5 Dynamic RAM (DRAM)
É a tecnologia usada na fabricação dos módulos de memória de 30, 72 e 168 pinos. Traz um
aumento considerável de velocidade (de 70 ou 60ns anteriores para 50 ou 45ns) sem um
apreciável aumento no seu preço final. Necessita de dois sinais para trabalhar: -RAS, que
selecciona o banco de memória a ser utilizado; -CAS, que selecciona a célula na qual o dado
vai ser armazenado, de forma semelhante aos cilindros e sectores de um disco rígido (HD).
Este tipo de memória precisa de estar constantemente com energia para não perder os dados
gravados.
• Necessita de um circuito de refresh;
• É bem mais barata que a SRAM;
• É mais lenta que a SRAM;
• Ocupa muito menos espaço no chip;
• Armazena os dados em um capacitor que deve ser actualizado continuamente; é fabricado
usando o mesmo processo de fabricação dos processadores; não trabalha de forma síncrona
com o clock do sistema; apresenta um ciclo de leitura de 5-3-3-3 a 66 MHz.
2.6.6 Static Column RAM
Possibilita a leitura de uma única coluna de dados de uma só vez enviando somente o
endereço e o sinal -CAS (célula).
2.6.7 Extended Data Output RAM (EDO RAM)
É o tipo de memória mais usado actualmente, é encontrado em velocidades de 70, 60 e 50
nanossegundo. Este tipo de RAM trabalha de modo semelhante ao da Page-mode, porém com
ganho pelo fato de trabalhar de modo optimizado na comunicação com a cache. A memória
EDO modifica o sinal -CAS de modo que permaneça activo por um breve instante após o
último acesso, mantendo válido o ciclo de leitura, proporcionando que o processador não
necessite esperar até que o dado seja válido para executar a leitura. Para que isto funcione, é
necessário que o sistema informe quando finalizou o ciclo de leitura. Isto quer dizer que o
circuito de controle de memória da motherboard precisa possuir tal sinal de controle (Output
Enable). A diferença entre a memória FPM e a EDO, é que a EDO consegue trabalhar com
Wait States de 5-2-2-2 sendo cerca de 20% mais rápida do que a FPM. Este tipo de memória
foi usado em módulos de 72 vias e em alguns modelos de módulos de 168 vias. Ao contrário
do que se costuma dizer, as memórias EDO de 60 e 50 nanossegundo (desde que de boa
qualidade) suportam trabalhar com barramento de 75 MHz. Em muitos casos se consegue que
esse tipo de memória suporte barramento de 83 MHz aumentando os Wait States para 5-3-3-3.
2.6.8 Burst Extended Data Output RAM (BEDO RAM)
É um tipo melhorado de memória EDO, suportando trabalhar com Wait States de 5-1-1-1
sendo levemente mais rápida do que as memórias EDO convencionais, este tipo de memória
porem é suportado apenas por alguns modelos de motherboard. Alia a tecnologia da memória
EDO com a tecnologia Burst-Mode usada na memória cache fazendo leituras e escritas em
quatro ciclos abruptos (four-bursts).
2.6.9 Synchronous Dynamic RAM (SDRAM)
A SDRAM é construída com arquitetura superes calar semelhante aos microprocessadores
"pipelined". Os chips SDRAM são construídos em múltiplos e independentes blocos de
acesso, proporcionando acesso de um segundo bloco antes do fim de processamento do
primeiro. Isto incrementa drasticamente a performance da leitura e escrita na memória.
Encontrada em Módulos de memória DIMM, utiliza Wait States de 5-1-1-1, sendo por volta
de 10% mais rápida do que as memórias EDO. São encontradas com velocidade de 10, 8 e 7
nanossegundo, teoricamente funcionaria à 124 MHz, mas na prática, dificilmente passam de
83 MHz. Não sendo adequadas para placas que usam barramento de 100 MHz.
2.6.10 Memórias PC-100 (ou memórias de 100 MHz)
São memórias SDRAM com vários aperfeiçoamentos, o que as permite funcionar
estavelmente com bus de 100 MHz. A maioria das placas mãe com chipset LX (que suportam
BUS de 100 MHz) só aceitam funcionar com memória PC-100, recusando memórias SDRAM
comuns. Muitos vendedores desinformados vendem memórias SDRAM de 8 ou 7
nanossegundo como memórias de 100 MHz, o que é mentira, além do tempo de acesso de 7
nanossegundo, as memórias PC-100 possuem várias diferenças de arquitectura.
2.6.11 Double Data Rate-Synchronous DRAM (DDR-SDRAM)
Um tipo de SDRAM que suporta transferências de dados duas vezes por ciclo de
clock, dobrando a velocidade de acesso. Este tipo de memória consegue suportar velocidades
de barramento de cerca de 200 MHz. A transferência de dados entre o processador e esse tipo
de memória é de cerca de 2.4 giga bytespor segundo. Também chamada de SDRAM II.
2.6.12 Enhanced DRAM
Executa acesso dinâmico à memória, torna-se rápida por possuir pequenos
blocos de cache estática incorporados. Usa mapeamento directo o que garante
60Gb por segundo, comparados aos 110Mb da page-mode DRAM.
2.6.13 Cached DRAM
Possui 2 blocos de cache interna que fazem leitura de 16 palavras simultâneas,
o que garante uma transferência real com performance de 100MHz.
2.6.14 Rambus DRAM
desenvolvida pela empresa Rambus Inc, é extremamente rápida, porém requer grandes
mudanças no controlador de memória e na interface memória/sistema. RDRAM usa um canal
estreito, de alta "bandwith" (largura-de-banda), para transmitir dados até 10 vezes mais rápido
que as memórias DRAM padrão. Visa diminuir a falha de página na cache integrada,
diminuindo o tempo de espera do sistema. Ela pode trabalhar a 500MHz, porém para diminuir
as interferências causadas pela alta-frequência, ela trabalha a 2V apenas e com sinais digitais
em 300mV. Atualmente são utilizadas apenas em algumas máquinas de jogos e em aplicações
gráficas muito intensivas.
2.6.15 Multibank DRAM
Tem interface de 32bits e possui vários bancos que podem ser acedidos no modo Burst com
apenas um ciclo de clock. Possui transferência de 1Gb por segundo.
2.6.16 Síncronos Burst RAM
Mistura das tecnologias SRAM e Burst RAM.
2.6.17 Pipelined Burst SRAM
Mistura das tecnologias SRAM e Burst RAM.
2.7 Barramentos da Memória
2.7.1 Barramento ISA (Industry Standard Architecture)
O barramento ISA é um padrão não mais utilizado, sendo encontrado apenas em
computadores antigos. Seu aparecimento se deu na época do IBM PC e essa primeira versão
trabalha com transferência de 8 bits por vez e clock de 8,33 MHz (na verdade, antes do
surgimento do IBM PC-XT, essa valor era de 4,77 MHz).
Na época do surgimento do processador 286, o barramento ISA ganhou uma versão capaz de
trabalhar com 16 bits. Dispositivos anteriores que trabalhavam com 8 bits funcionavam
normalmente em slots com o padrão de 16 bits, mas o contrário não era possível, isto é, de
dispositivos ISA de 16 bits trabalharem com slots de 8 bits, mesmo porque os encaixes ISA
de 16 bits tinham uma extensão que os tornavam maiores que os de 8 bits,
As placas de 8 bits utilizam somente a parte maior. Como você já deve ter imaginado, as
placas de 16 bits usam ambas as partes. Por conta disso, as placas-mãe da época passaram a
contar apenas com slots ISA de 16 bits. Curiosamente, alguns modelos foram lançados tendo
tanto slots de 8 bits quanto slots de 16 bits.
Se você está acostumado com slots mais recentes, certamente percebeu o quão grandes são os
encaixes ISA. O de 16 bits, por exemplo, conta com 98 terminais. Por aí, é possível perceber
que as placas de expansão da época (isto é, placas de vídeo, placas de som, placas de modem,
etc) eram igualmente grandes. Apesar disso, não era difícil encontrar placas que não
utilizavam todos os contatos dos slots ISA, deixando um espaço de sobra no encaixe.
Com a evolução da informática, o padrão ISA foi aos poucos perdendo espaço. A versão de
16 bits é capaz de proporcionar transferência de dados na casa dos 8 MB por segundo, mas
dificilmente esse valor é alcançado, ficando em torno de 5 MB. Como essa taxa de
transferência era suficiente para determinados dispositivos (placas de modem, por exemplo),
por algum tempo foi possível encontrar placas-mãe que contavam tanto com slots ISA quanto
com slots PCI (o padrão sucessor).
2.7.2 Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect)
O barramento PCI surgiu no início de 1990 pelas mãos da Intel. Suas principais características
são a capacidade de transferir dados a 32 bits e clock de 33 MHz, especificações estas que
tornaram o padrão capaz de transmitir dados a uma taxa de até 132 MB por segundo. Os slots
PCI são menores que os slots ISA, assim como os seus dispositivos, obviamente.
Mas, há uma outra característica que tornou o padrão PCI atraente: o recurso Bus Mastering.
Em poucas palavras, trata-se de um sistema que permite a dispositivos que fazem uso do
barramento ler e gravar dados direto na memória RAM, sem que o processador tenha que
"parar" e interferir para tornar isso possível. Note que esse recurso não é exclusivo do
barramento PCI.
Outra característica marcante do PCI é a sua compatibilidade com o recurso Plug and
Play (PnP), algo como "plugar e usar". Com essa funcionalidade, o computador é capaz de
reconhecer automaticamente os dispositivos que são conectados ao slot PCI. Atualmente, tal
capacidade é trivial nos computadores, isto é, basta conectar o dispositivo, ligar o computador
e esperar o sistema operacional avisar sobre o reconhecimento de um novo item para que você
possa instalar os drivers adequados (isso se o sistema operacional não instalá-lo sozinho).
Antigamente, os computadores não trabalhavam dessa maneira e o surgimento do recurso
Plug and Play foi uma revolução nesse sentido. Além de ser utilizada em barramentos atuais,
essa funcionalidade chegou a ser implementada em padrões mais antigos, inclusive no ISA.
O barramento PCI também passou por evoluções: uma versão que trabalha com 64 bits e 66
MHz foi lançada, tendo também uma extensão em seu slot. Sua taxa máxima de transferência
de dados é estimada em 512 MB por segundo. Apesar disso, o padrão PCI de 64 bits nunca
chegou a ser popular. Um dos motivos para isso é o fato de essa especificação gerar mais
custos para os fabricantes. Além disso, a maioria dos dispositivos da época de auge do PCI
não necessitava de taxas de transferência de dados maiores.
2.7.3 Barramento PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended)
Muita gente confunde o barramento PCI-X com o padrão PCI Express (mostrado mais
abaixo), mas ambos são diferentes. O PCI-X nada mais é do que uma evolução do PCI de 64
bits, sendo compatível com as especificações anteriores. A versão PCI-X 1.0 é capaz de
operar nas frequências de 100 MHz e 133 MHz. Neste última, o padrão pode atingir a taxa de
transferência de dados de 1.064 MB por segundo. O PCI-X 2.0, por sua vez, pode trabalhar
também com as freqüências de 266 MHz e 533 MHz.
2.7.4 Barramento AGP (Accelerated Graphics Port)
Se antes os computadores se limitavam a exibir apenas caracteres em telas escuras, hoje eles
são capazes de exibir e criar imagens em altíssima qualidade. Mas, isso tem um preço: quanto
mais evoluída for uma aplicação gráfica, em geral, mais dados ela consumirá. Para lidar com
o volume crescente de dados gerados pelos processadores gráficos, a Intel anunciou em
meados de 1996 o padrão AGP, cujo slot serve exclusivamente às placas de vídeo.
A primeira versão do AGP (chamada de AGP 1.0) trabalha a 32 bits e tem clock de 66 MHz,
o que equivale a uma taxa de transferência de dados de até 266 MB por segundo, mas na
verdade, pode chegar ao valor de 532 MB por segundo. Explica-se: o AGP 1.0 pode funcionar
no modo 1x ou 2x. Com 1x, um dado por pulso de clock é transferido. Com 2x, são dois
dados por pulso de clock.
Em meados de 1998, a Intel lançou o AGP 2.0, cujos diferenciais estão na possibilidade de
trabalhar também com o novo modo de operação 4x (oferecendo uma taxa de transferência de
1.066 MB por segundo) e alimentação elétrica de 1,5 V (o AGP 1.0 funciona com 3,3 V).
Algum tempo depois surgiu o AGP 3.0, que conta com a capacidade de trabalhar com
alimentação elétrica de 0,8 V e modo de operação de 8x, correspondendo a uma taxa de
transferência de 2.133 MB por segundo.
Além da alta taxa de transferência de dados, o padrão AGP também oferece outras vantagens.
Uma delas é o fato de sempre poder operar em sua máxima capacidade, já que não há outro
dispositivo no barramento que possa, de alguma forma, interferir na comunicação entre a
placa de vídeo e o processador (lembre-se que o AGP é compatível apenas com placas de
vídeo). O AGP também permite que a placa de vídeo faça uso de parte da memória RAM do
computador como um incremento de sua própria memória, um recurso chamado
2.7.5 Barramento PCI Express
O padrão PCI Express (ou PCIe ou, ainda, PCI-EX) foi concebido pela Intel em 2004 e se
destaca por substituir, ao mesmo tempo, os barramentos PCI e AGP. Isso acontece porque o
PCI Express está disponível em vários segmentos: 1x, 2x, 4x, 8x e 16x (há também o de 32x,
mas até o fechamento deste artigo, este não estava em uso pela indústria). Quanto maior esse
número, maior é a taxa de transferência de dados. Como mostra a imagem abaixo, esse
divisão também reflete no tamanho dos slots PCI Express
O PCI Express 16x, por exemplo, é capaz de trabalhar com taxa de transferência de cerca de 4
GB por segundo, característica que o faz ser utilizado por placas de vídeo, um dos
dispositivos que mais geram dados em um computador. O PCI Express 1x, mesmo sendo o
mais "fraco", é capaz de alcançar uma taxa de transferência de cerca de 250 MB por segundo,
um valor suficiente para boa parte dos dispositivos mais simples.
Com o lançamento do PCI Express 2.0, que aconteceu no início de 2007, as taxas de
transferência da tecnologia praticamente dobraram.
3 PLACA MÃE
Um Chipset é o nome dado ao conjunto de chips (ou circuitos integrados) utilizado na placa
mãe. Sua função é realizar diversas funções de hardware, como controle dos barramentos
(PCI, AGP e o antigo ISA), controle e acesso à memória, controle da interface IDE e USB,
Timer, controle dos sinais de interrupção IRQ e DMA, entre outras.
Em uma analogia, seria mais ou menos como o cérebro, recolhendo informações e enviando à
parte do corpo adequada para a execução da tarefa de forma que a função solicitada seja
efetuada.
O Chipset está também relacionado com o clock externo do processador e das memórias. Por
exemplo, se o clock externo de seu processador possui um valor de barramento maior que o
suportado pelo do Chipset, não seria possível aproveitar todo o potencial dele. As bem
conhecidas placas de som e vídeo onboard, são circuitos de som e vídeo integrados no
Chipset.
Nos primeiros PCs utilizavam-se vários chips para criar todos os circuitos necessários para
fazer um computador funcionar e estes ficavam dispersos em diversos pontos da placa. A
medida que a tecnologia foi avançando, os circuitos passaram a ser integrados em alguns
poucos chips.
Atualmente, a maioria dos Chipsets é formada por dois chips principais, conhecidos como
North Bridge e South Bridge. O North Bridge (Ponte Norte) ligado diretamente ao
processador e cujas funções são o acesso às memórias e aos barramentos AGP e PCI e a
comunicação com o South Bridge.
O South Bridge (Ponte Sul) que controla as interfaces IDE, USB. No South Bridge também
está a conexão com a BIOS e o chip responsável pelas interfaces de mouse e teclado,
interfaces seriais, paralelas, e interface para drive de disquete.
O Chipset é um dos principais componentes, ficando atrás do processador e das memórias.
3.1 FONTE DE ALIMENTAÇÃO
A fonte de alimentação é o dispositivo responsável por fornecer energia elétrica aos
componentes de um computador. É um tipo de equipamento que deve ser escolhido e
manipulado com cuidado, qualquer equívoco pode resultar em provimento inadequado de
eletricidade ou em danos à máquina.
As fontes de alimentação são equipamentos responsáveis pelo fornecimento de energia
elétrica aos dispositivos dos computadores. Para isso, convertem corrente alternada.
Os computadores usam fontes de alimentação do tipo chaveada. Trata-se de um padrão que
faz uso de capacitores e indutores no processo de conversão de energia e recebe esse nome
por possuir, um controle de chaveamento que "liga e desliga" a passagem de energia de forma
a gerar e fixar uma tensão de saída. Há também uma categoria chamada fonte linear, mas esse
tipo não se mostra adequado aos computadores por vários motivos, entre eles, tamanho físico
e peso elevado, além de menor eficiência, uma vez que fontes lineares utilizam um "excesso"
de energia para manter sua tensão de saída, gerando também mais calor. Nas fontes chaveadas
isso não ocorre porque esse tipo simplesmente desativa o fluxo de energia em vez de dissipar
a "sobra". Além disso, fontes chaveadas também exigem menor consumo, pois utilizam
praticamente toda a energia que "entra" no dispositivo.
Por se tratar de um equipamento que gera campo eletromagnético (já que é capaz de trabalhar
com frequências altas), as fontes devem ser blindadas para evitar interferência em outros
aparelhos e no próprio computador.
3.1.1 Padrões de fontes de alimentação
Assim como qualquer tecnologia produzida por mais de um fabricante, as fontes de
alimentação devem ser fornecidas dentro de padrões estabelecidos pela indústria de forma a
garantir sua compatibilidade com outros dispositivos e o seu funcionamento regular. No caso
das fontes, o padrão mais utilizado nos dias de hoje é o ATX (Advanced Tecnology
Extendend), que surgiu em meados de 1996 e que também especifica formatos de gabinetes
de computadores e de placas-mãe. As fontes ATX são capazes de fornecer tensão de 3,3 V,
característica que não existia no padrão anterior, o AT (Advanced Tecnology). O padrão
ATX, na verdade, é uma evolução deste último, portanto, adiciona melhorias em pontos
deficientes do AT. Isso fica evidente, por exemplo, no conector de alimentação da placa-mãe:
no padrão AT, esse plugue era dividido em dois, podendo facilmente fazer com que o usuário
os invertesse e ocasionasse danos. No padrão ATX, esse conector é uma peça única e só
possível de ser encaixada de uma forma, evitando problemas por conexão incorreta.
As fontes ATX também trouxeram um recurso que permite o desligamento do computador
por software. Para isso, as fontes desse tipo contam com um sinal TTL (Transistor-Transistor
Logic) chamado PS_ON (Power Supply On). Quando está ligada e em uso, a placa-mãe
mantém o PS_ON em nível baixo, como se o estive deixando em um estado considerado
"desligado". Se a placa-mãe estiver em desuso, ou seja, não estiver recebendo as tensões,
deixa de gerar o nível baixo e o PS_ON fica em nível alto. Esse sinal pode mudar seu nível
quando receber ordens de ativação ou desativação de determinados recursos, por exemplo:
3.1.2 Soft Power Control: usado para ligar ou desligar a fonte por software. É graças a esse
recurso que o sistema operacional consegue desligar o computador sem que o usuário tenha
que apertar um botão para isso;
3.1.3 Wake-on-LAN: permite ligar ou desligar a fonte por placa de rede.
O sinal PS_ON depende da existência de outro: o sinal +5 VSB ou Standby. Como o nome
indica, esse sinal permite que determinados circuitos sejam alimentados quando as tensões em
corrente contínua estão suspensas, mantendo ativa apenas a tensão de 5 V. Em outras
palavras, esse recurso é o que permite ao computador entrar em "modo de descanso". É por
isso que a placa de vídeo ou o HD, por exemplo, pode ser desativado e o computador
permanecer ligado.
Há também outro sinal importante chamado Power Good que tem a função de comunicar à
máquina que a fonte está apresentando funcionamento correto. Se o sinal Power Good não
existir ou for interrompido, geralmente o computador desliga automaticamente. Isso ocorre
porque a interrupção do sinal indica que o dispositivo está operando com voltagens alteradas e
isso pode danificar permanentemente um componente. O Power Good é capaz de impedir o
funcionamento de chips enquanto não houver tensões aceitáveis. Esse sinal, na verdade, existe
desde padrão AT. No caso do padrão ATX, sua denominação é PWR_OK (Power Good OK)
e sua existência se refere às tensões de +3,3 V e de +5 V.
Como se trata de uma padrão relativamente antigo, o ATX passou e passa por algumas
mudanças para se adequar a necessidades que foram e vão aparecendo por conta da evolução
tecnológica de outros dispositivos. Com isso, surgiram várias versões:
3.1.4 ATX12V 1.x: essa nova especificação surgiu em meados de 2000 e consiste,
basicamente, em um conector adicional de 12 V formado por 4 pinos, e outro, opcional, de 6
pinos e tensão de 3,3 V ou 5 V. Essa versão foi sofrendo pequenas revisões ao longo do
tempo. A última, a 1.3, teve como principal novidade a implementação de um conector de
energia para dispositivos SATA;
3.1.5 ATX12V 2.x: série de revisões que lançou um conector para a placa-mãe de 24 pinos
(até então, o padrão era 20 pinos) e adicionou, na versão 2.2, um plugue para placas de vídeo
que usam o slot PCI Express, recurso necessário devido ao alto consumo de energia desses
dispositivos. Neste padrão, o conector opcional de 6 pinos foi removido;
3.1.6 EPS12V: especificação muito parecida com a série ATX12V 2.x, definida pela SSI
(Server System Infrastructure) inicialmente para ser aplicada em servidores. Seu principal
diferencial é a oferta de um conector adicional de 8 pinos (que pode ser uma combinação de
dois conectores de 4 pinos) e um opcional de 4. Para atender de forma expressiva o mercado,
muitos fabricantes oferecem fontes que são, ao mesmo tempo, ATX12V v2.x e
EPS12V.Ainda há vários outros formatos menos comuns para atender determinadas
necessidades, como variações do ATX (EATX, microATX, etc), EBX, ITX (e suas versões),
entre outros.
3.2 Tensões das fontes de alimentação
Os dispositivos que compõem um computador são tão variados que requerem níveis
diferentes de tensão para o seu funcionamento. Por isso, as fontes de alimentação fornecem,
essencialmente, as seguintes tensões: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V e -12 V (as antigas fontes AT
não oferecem a tensão de +3,3 V). As saídas de +3,3 V e +5 V são mais direcionadas a
dispositivos menores, como chips de memória. A tensão de +12 V é utilizada por dispositivos
que consomem mais energia, tais como aqueles que contam com "motores", como HDs (cujo
motor é responsável por girar os discos) e drives de DVD ou Blu-ray (que possuem motores
para abrir a gaveta e para girar o disco). As tensões de -5 V e -12 V são pouco utilizadas -
serviam ao antigo barramento ISA, por exemplo.
Há dispositivos que exigem voltagens menores. Memórias RAM do tipo DDR3, por exemplo, podem
trabalhar com +1,5 V. Para esses casos, a placa-mãe conta com reguladores que convertem uma saída
de voltagem da fonte de alimentação para a tensão necessária ao componente em questão.
2.3 Potência das fontes de alimentação
Esse é o aspecto mais considerado por qualquer pessoa na hora de comprar uma fonte. E deve
ser mesmo. Se adquirir uma fonte com potência mais baixa que a que seu computador
necessita, vários problemas podem acontecer, como desligamento repentino da máquina ou
reinicializações constantes. O ideal é optar por uma fonte que ofereça uma certa "folga" neste
aspecto. Mas escolher uma requer alguns cuidados.
O principal problema está no fato de que algumas fontes, principalmente as de baixo custo,
nem sempre oferecem toda a potência que é descrita em seu rótulo. Por exemplo, uma fonte
de alimentação pode ter em sua descrição 500 W (Watts) de potência, mas em condições
normais de uso pode oferecer, no máximo 400 W. Acontece que o fabricante pode ter
atingindo a capacidade de 500 W em testes laboratoriais com temperaturas abaixo das que são
encontradas dentro do computador ou ter informado esse número com base em cálculos
duvidosos, por exemplo. Por isso, no ato da compra, é importante se informar sobre a potência
real da fonte.
Para isso, é necessário fazer um cálculo que considera alguns aspectos, sendo o mais
importante deles o conceito de potência combinada. Antes de compreendermos o que isso
significa, vamos entender o seguinte: como você já viu, no que se refere às fontes ATX, temos
as seguintes saídas: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V e -12 V. Há mais uma chamada de +5 VSB
(standby). O fabricante deve informar, para cada uma dessas saídas, o seu respectivo valor de
corrente, que é medido em amperes (A). A definição da potência de cada saída é então
calculada multiplicando o valor em volts pelo número de ampères. Por exemplo, se a saída de
+5 V tem 30 A, basta fazer 5x30, que é igual a 150. A partir daí, resta fazer esse cálculo para
todas as saídas e somar todos os resultados para conhecer a potência total da fonte, certo?
Errado! Esse, aliás, é um dos cálculos duvidosos que alguns fabricantes usam para "maquiar"
a potência de suas fontes.
É aí que entra em cena a potência combinada. As saídas de +3,3 V e +5 V são combinadas,
assim como todas as saídas de +12 V. A potência máxima de cada uma só é possível de ser
alcançada quando a saída "vizinha" não estiver em uso. Ou seja, no exemplo anterior, a
potência da saída de +5 V só seria possível se a tensão de +3,3 V não fosse utilizada. Há ainda
outro detalhe: uma outra medida de potência combinada considera os três tipos de saída
mencionados: +3,3 V, +5 V, +12 V. Esse valor é então somado com as potências das saídas
de -12 V (note que o sinal de negativo deve ser ignorado no cálculo) e +5 VSB. Daí obtém-se
a potência total da fonte.
2.4 Teclado e mouse
Como já dito, processadores e placas de vídeo são os dispositivos que mais exigem energia.
Para piorar a situação, essa medida pode variar muito de modelo para modelo. Por isso, é
importante consultar as especificações desses itens para conhecer suas médias de consumo.
Suponha, por exemplo, que você tenha escolhido a seguinte configuração:
Processador 95 W
HD (cada) 25 W + 25 W
Drive de DVD25 W
Placa de vídeo 3D 80 W
Mouse óptico + teclado 10 W
Total 260 W
Veja que o total é de 260 W, sem considerar outros itens, como placas-mãe, pentes de
memória, etc. Neste caso, uma fonte com pelo menos 400 W reais seria o ideal (lembre-se da
dica de sempre contar com uma "folga").
Eficiência das fontes de alimentação
Esse é outro aspecto de extrema importância na hora de escolher uma fonte. Em poucas
palavras, a eficiência é uma medida percentual que indica o quanto de energia da rede elétrica,
isto é, da corrente alternada, é efetivamente transformada em corrente contínua. Para entender
melhor, vamos a um rápido exemplo: suponha que você tenha um computador que exige 300
W, mas a fonte está extraindo 400 W. A eficiência aqui é então de 75%. Os 100 W a mais que
não são utilizados são eliminados em forma de calor.
Com base nisso, perceba o seguinte: quanto maior a eficiência da fonte, menor é o calor
gerador e menor é o desperdício de energia, fazendo bem para o seu bolso e evitando que seu
computador tenha algum problema causado por aquecimento excessivo. Por isso que
eficiência é um fator muito importante a ser considerado. Fontes de maior qualidade tem
eficiência de pelo menos 80%, portanto, estas são as mais indicadas. Fontes com eficiência
entre 70% e 80% são até aceitáveis, mas abaixo disso não são recomendadas.
2.5Power Factor Correction (PFC)
O PFC (Power Factor Correction ou, em bom português, Fator de Correção de Potência) é, em
poucas palavras, um meio de permitir o máximo de otimização possível na distribuição de
energia. Vamos entender melhor: dispositivos constituídos por motores, transformadores,
reatores, entre outros, lidam com dois tipos de energia: ativa e reativa. A diferença básica
entre ambos é que a energia reativa é aquela que é utilizada apenas para magnetizar
determinados componentes dos motores, transformadores, etc.
A questão é que o excesso de energia reativa pode causar vários problemas, como
aquecimento, sobrecarga, entre outros. Isso acontece porque a energia reativa não é energia de
"trabalho", cabendo à energia ativa esse papel, mas pode utilizar recursos que poderiam ser
dedicados a esta última. Por isso, quanto menos energia reativa for usada, melhor. Uma
maneira de medir o uso de energia reativa é comparando-a com a energia ativa. Isso se chama
Fator de Potência. A medição é feita analisando valores entre 0 e 1. Quanto mais próximo de
1, menor é a utilização de energia reativa. Pelo menos em aplicações industriais, o ideal é que
o fator de potência seja de, pelo menos, 0,92.
Nas fontes de alimentação, o Fator de Correção de Potência é utilizado para manter essa
relação em patamares aceitáveis. Há dois tipos de mecanismos para isso: PFC ativo e PFC
passivo. O primeiro faz uso de componentes que conseguem deixar o fator de potência em
0,95 ou mais - pelo menos teoricamente - e que também conseguem reduzir interferências. O
segundo tipo, por sua vez, é menos eficiente, pois utiliza componentes que não conseguem
oferecer um "equilíbrio" tão otimizado quanto o PFC ativo. O fator de potência de fontes com
PFC passivo fica em torno de 0,80, mas modelos de menor qualidade podem chegar a 0,60.
É evidente que fontes com PFC ativo são mais recomendadas, mesmo porque estas podem
oferecer um recurso bastante interessante: seleção automática de voltagem. Note, no entanto,
que em termos de benefícios para o usuário final, o PFC é vantajoso em seus aspectos de
proteção. Não há relevância em termos de economia de energia, por exemplo. Fabricantes
passaram a adotar esse recurso mais por determinação de autoridades reguladoras de alguns
países.
2.6 Ventoinha das fontes
Ao pegar uma fonte de alimentação, você vai perceber que ela possui uma ventoinha, isto é,
um "ventilador" que tem a função de retirar o ar quente proveniente do calor que é gerado
dentro do computador. Para o usuário, esse é um aspecto que é importante de ser analisado
por um simples motivo: barulho. Boa parte das fontes disponíveis no mercado, principalmente
as de baixo de custo, utilizam uma ventoinha que fica em sua parte traseira, geralmente de 80
mm, de forma que é possível visualizá-la ao olhar a parte de trás da máquina. Por outro lado,
há modelos de fonte que utilizam uma ventoinha maior, quase sempre de 120 mm, que fica
instalada na parte de baixo, de forma que só é possível vê-la com a abertura do gabinete da
máquina, como mostra a imagem a seguir:
2.7 Barramento de expansão
Os barramentos são conjuntos de sinais digitais com os quais o processador comunica com
seu exterior. Esses sinais podem ser combinados de várias formas, dependendo da finalidade.
Os barramentos mais comuns são:
Barramento Local, faz a conexão entre processador e memória.
Barramento ISA, usando pelos slots de 8 e 16 bits e alguns interfaces da motherboard ( série,
paralela, interface para drives, alto falante)
Barramento PCI, usado pelos slots PCI,interfaces IDE e USB
Barramento AGP, usando para placas de vídeo 3D de alto desemprenho
2.7.1 ISA
O barramento ISA (Industry Standard Architecture) é formado pelos slots de 8 e 16 bits
existentes nas motherboards, além de alguns dos seus circuitos internos. É originário do IBM
PC, na versão de 8 bits, e foi posteriormente aperfeiçoado no IBM PC AT, chegando à versão
de 16 bits. Possui as seguintes características:
Transferências em grupos de 8 ou 16 bits Clock de 8 MHz
As placas de expansão ISA de 16 bits (ex.: placas de som) devem ser conectadas em slots ISA
de 16 bits, mas as placas de expansão ISA de 8 bits (ex.: placas fax/modem) podem ser
conectadas, tanto em slots de 8, como de 16 bits. Apesar de ser considerado lento para os
padrões actuais, o barramento ISA ainda é muito utilizado. Mesmo as mais modernas placas
de CPU Pentium possuem 2, 3 ou 4 slots ISA de 16 bits, nos quais podem ser conectados
diversos tipos de placa, para os quais a sua velocidade é satisfatória. Por exemplo, as placas
fax/modem, as placas de som e asplacas de rede, entre diversas outras.
2.7.2 Slots ISA
2.7.2.1 PCI
Ao desenvolver o microprocessador Pentium, a Intel criou também um novo barramento, tão
veloz quanto o VLB, porém muito mais versátil. Trata-se do barramento PCI (Peripheral
Component Interconnect). Possui as seguintes características:
Opera com 32 ou 64 bits
Apresenta taxas de transferência de até 132 MB/s, com 32 bits
Possui suporte para o padrão PnP (Plug and Play)
Apesar de poder operar com 32 ou 64 bits (os slots PCI de 64 bits são um pouco maiores que
os de 32), praticamente todas as motherboards modernas utilizam a versão de 32 bits. O clock,
em geral, é de 33 MHz, mas dependendo do processador, pode ter clock de 30 ou 25 MHz. A
tabela que segue mostra a relação entre o clock do barramento PCI e o clock interno do
processador.
2.7.3 Slots PCI
2.7.3.1 AGP
Visando obter uma maior taxa de transferência entre a placa de CPU e a placa de vídeo
(obtendo assim gráficos com movimentos mais rápidos), a Intel desenvolveu um novo
barramento, próprio para comunicação com placas de vídeo especiais. Trata-se do AGP
(Accelerated Graphics Port). A principal vantagem do AGP é o uso de maior quantidade de
memória para armazenamento de texturas para objetos tridimensionais, além da alta
velocidade no acesso a essas texturas para aplicação no ecrã.
2.7.4 PCI Express
O padrão PCI Express (ou PCIe ou, ainda, PCI-EX) foi concebido pela Intel em 2004 e se
destaca por substituir, ao mesmo tempo, os barramentos PCI e AGP. Isso acontece porque o
PCI Express está disponível em vários segmentos: 1x, 2x, 4x, 8x e 16x (há também o de 32x,
mas até o fechamento deste artigo, este não estava em uso pela indústria). Quanto maior esse
número, maior é a taxa de transferência de dados.
2.7.5 Barramento de Memória
barramento é um conjunto de linhas de comunicação (fios elétricos condutores em paralelo)
que permitem a interligação entre dispositivos de um sistema de computação[1], como: CPU;
Memória Principal; HD e outros periféricos.
O desempenho do barramento é medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que
podem ser transmitidos ao mesmo tempo), geralmente potências de 2:
8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc.
Também pela velocidade da transmissão medida em bps (bits por segundo) por exemplo:
10 bps, 160 Kbps, 100 Mbps, 1 Gbps etc.
2.7.6 Barramento do processador
É utilizado pelo processador internamente e para envio de sinais para outros componentes do
sistema computacional.
Atualmente, os barramentos dos processadores (os de transferência de dados) têm sido
bastante aprimorados com o objetivo de maior velocidade de processamentos de dados.
2.7.7 Tecnologia on-oard
On-board: como o próprio nome diz, o componente on-board vem diretamente conectado aos
circuitos da placa mãe, funcionando em sincronia e usando capacidade do processador e
memória RAM quando se trata de vídeo, som, modem e rede. Tem como maior objetivo
diminuir o preço das placas ou componentes mas, em caso de defeito o dispositivo não será
recuperável, no caso de modem AMR, basta trocar a "placa" do modem AMR com defeito por
outra funcionando, pois, este é colocado em um slot AMR na placa-mãe. São exemplos de
circuitos on-board: vídeo, modem, som e rede.
Referências
www.Imagensgoogle.com.br
www.infowester.com
www. intel .com.br
http://equipe.nce.ufrj.br/gabriel/arqcomp2/Hist%F3rico.pdf
www.hardware.com.br
www.tecmundo.com.br
Apostila da USP.
...
Conclusão
Com o passar do tempo a tecnologia foi se desenvolvendo rapidamente, consequentemente os
hardware’s evoluíram, exemplo o processador da primeira geração Intel, 4004 tinha 4bits em
uma velocidade de 0.75MHz e o ultimo de sua geração atual Intel core i7 64bits numa
velocidade de 3,3GHz. Proporcionando aos usuários um melhor funcionamento, ou seja mais
velocidade, desempenho e qualidade. A maior concorrente da Intel é a AMD, seus
processadores não ficam atrás, em todos os quesitos.
Um hardware capaz de acessar dados e guardar informações, existem vários tipos e funções
para tais necessidade de armazenamento, uma boa memória influência muito no desempenho
do computador, e ao passar dos anos a memória ganhou várias características diferentes que
atribuíram para sua melhor funcionalidade, como velocidade, dinâmica.
A placa mãe é um componente que faz a comunicação entre todas as partes físicas de um
computador, e temos acoplados nela chip-set, memoria, processador, fonte de alimentação,
barramentos. No mercado existem dois tipos de placas mães, as on-board e off-board, que
estão descritas no trabalho acima.