Curso Técnico em Manutenção e Suporte em Informática HARDWARE

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1 Curso Técnico em Manutenção e Suporte em Informática HARDWARE Campus Avançado de Boituva

2 Índice Conceitos de Informática... 6 Hardware... 6 Software... 6 Medidas de Freqüência... 6 Ondas Eletromagnéticas... 6 Período da Onda... 6 Freqüência... 6 Representação Interna da Informação... 7 Unidades de Medida de Informação... 7 Corpos Condutores e Isolantes de Eletricidade... 7 Corrente Elétrica... 7 Potência Elétrica... 8 Condutor Terra... 8 Equipamentos de Proteção... 8 Gabinetes... 8 Classificação dos gabinetes:... 8 Conexões de um microcomputador... 9 Tipo AT... 9 Tipo ATX... 9 Gabinete face traseira: Fontes de Alimentação Calculando a Potência Real de uma Fonte Placa-mãe Configurando jumpers Placas-mãe onboard On Board X Off Board Marcas Modelos de placa (agosto de 2009) Barramentos Barramento ISA Barramento ISA 16 BITS Barramento EISA Barramento VESA Barramento VLB VL-Bus ou Vesa Local Bus Barramento PCI-(Peripheral Component Interconnect) Barramento AGP Modos de operação Tipos de slots Barramento PCI-Express Como surgiu o PCI Express Funcionamento do Barramento PCI Express Barramento PCI Express x Conectores do PCI Express Barramentos AMR, CNR e ACR Memória ROM RAM Encapsulamento

3 Encapsulamentos de memórias ROMs Encapsulamento das memórias RAMs Encapsulamento de módulos de memória RAMs estáticas e dinâmicas Memória Cache Comparando SRAM e DRAM DRAMs síncronas DDR SDRAM DDR2 SDRAM Aparência Física Terminação Resistiva Latências DDR3 SDRAM JEDEC finaliza especificações para DDR SPD Serial Presence Detect Memórias ROM ROM, PROM, EPROM Flash ROM Pen Drive História da pen drive Quem inventou a memória flash USB (pen drive)? Dicas para Uso do Pen Drive Funcionalidades Extras do Pen Drive Tipos de Memória Flash Diferentes tipos de USB Shadow RAM Microprocessadores Microprocessador e Microcomputador Programação Palavras do Computador Comprimento da Palavra Microcomputador Elementar História do Processador Soquetes de Processadores Meios de Armazenamento BACKUP Hard Disk Geometria do HD Formatação Interfaces de Comunicação Jumpeamento de Discos Níveis RAID Disquetes CD CD-R CD-RW DVD DVD Gravável Blu-Ray Placas de vídeo

4 2D x 3D, entendendo as diferenças E quanto à memória? FSAA V-Sinc Conceitos gerais sobre Placas 3D A divisão das tarefas Frame-Rate e desempenho Os Drivers Chipsets Freqüência de operação e Overclock Vídeo onboard e placas de baixo custo SLI vs. CrossFire SLI Hybrid SLI CrossFire CrossFire Nativo e CrossFireX Monitores LCD Tamanho da Tela e Relação de Aspecto Principais Características Conexão HDMI (High Definition Multimedia Interface) Conectores Montagem de Computadores Ferramentas Preparando o terreno Conectores do Painel Headers USB Processador Cooler Memória Instalando a placa HD e DVD Video Clear CMOS Bios Setup Post Mensagens de Erro Upgrade de BIOS Partições no disco Por que particionar o disco? Sistema de arquivos FAT FAT NTFS Setores e Clusters no HD Os Recursos do NTFS EXT Estruturas do EXT EXT O Particionamento

5 FDISK Principais Opções do Fdisk Criando partições Excluindo uma partição Sistema Operacional Windows Linux Instalação de Sistema Operacional Windows Windows XP Drivers Propósito O que são? Instalação de Drivers Instalação de Aplicativos Bibliografia

6 Conceitos de Informática A informática está presente em quase tudo que nos cerca. Está em um forno microondas, por exemplo, quando programamos o tempo de aquecimento de um alimento, ou ainda em um aparelho de som ou TV, quando aumentamos o volume ou desligamos com o controle remoto. Hoje em dia, existem até elevadores inteligentes, programados para decorar os hábitos das pessoas no edifício, de modo que possa antever quando alguém irá chamá-lo até um andar. Na verdade, a informática existe para nos servir: reduzir o tempo em que digitamos uma carta, aumentar a certeza nos nossos cálculos, diminuir o consumo de energia nessas operações e baratear o preço das coisas e serviços. Daí o seu nome, Informática: Informação Automática. Hardware O computador nada mais é do que uma máquina capaz de efetuar cálculos com um grupo de números, lembrar o que foi computado e efetuar novos cálculos com estes resultados. Você não precisa entender tudo sobre como um Computador funciona, mas alguma coisa é necessário saber para fazê-lo trabalhar para você. HARDWARE = PARTE FÍSICA (MÁQUINA) Software O termo software é utilizado para indicar a parte lógica de um computador, e refere-se aos programas. Podemos dividir os softwares em: sistemas operacionais, linguagens de programação e programas aplicativos. Medidas de Freqüência Onda é uma perturbação que se propaga, transmitindo energia sem transportar matéria. As ondas podem ser originadas a partir de fenômenos mecânicos ou eletromagnéticos. Ondas Eletromagnéticas As ondas eletromagnéticas constituem a energia elétrica que é utilizada pelos equipamentos elétricos e eletrônicos em geral. Para esta onda ser criada, é necessário existir um campo magnético e um campo elétrico, dispostos um perpendicularmente ao outro. Período da Onda É o tempo em segundos necessário para se gerar em os ciclos de onda, que podem ser compreendidos como o intervalo de tempo entre o surgimento do primeiro ciclo em relação ao surgimento do segundo ciclo de onda. Seria como jogar duas pedras em um lago: o intervalo de tempo entre a primeira cair na água e a segunda cair também, é denominado de período. Período = 1 / Freqüência Freqüência É a quantidade de ciclos de onda gerados em um espaço de tempo. Quanto mais rápida for a oscilação entre a fase positiva e a negativa, maior será a freqüência da onda. O comprimento da onda é inversamente proporcional à freqüência da onda. Unidade de freqüência é Hz (Hertz) 1Hz = 1ciclo por segundo. Freqüência = 1 / Perídodo 6

7 Freqüência de 60Hz de 120Hz Freqüência é muito utilizada na análise de performance do computador. Há dispositivos em que a sua velocidade é determinada através da sua freqüência de operação, como é o caso do processador, tornando possível distinguir os mais velozes e os lentos. No caso dos processadores, atualmente eles têm freqüências de operação da ordem de Mhz a Mhz. Vale lembrar que 1 Mhz = Hz e 1 Ghz = Mhz. Representação Interna da Informação O computador representa as informações através de circuitos lógicos. Esses circuitos trabalham em dois estados: ligado e desligado e, para representar essa situação, usamos um e zero, que são a base do sistema binário de numeração. Podemos representar a informação interna no computador de três formas: BIT (BInary digit Dígito Binário) Menor unidade que o computador pode processar. Representa o 0 e o 1. BYTE (BinarY Term Conjunto Binário) Representa o conjunto de 8 bits. Ex: o número 15 em binário fica: Também utilizado para representar um caractere. Unidades de Medida de Informação Bit 0 ou 1 Exemplos de discos e suas capacidades: Byte 8 bits Disquete: 1,44 Mb Kb (Kbyte) 1024 Bytes CD: 700 Mb Mb (MegaByte) 1024 Kb DVD: 4,7 Gb Gb (GigaByte) 1024 Kb Pen Drive: 1, 2, 4, 8, 16, 32 Gb ou mais Tb (TeraByte) 1024 Gb HD: 250 Gb ou mais Pb (PentaByte) 1024 Tb Hb (HexaByte) 1024 Pb Corpos Condutores e Isolantes de Eletricidade Os condutores são corpos que permitem a condução de cargas elétricas. Os corpos, bons condutores de eletricidade, são constituídos de materiais cujos átomos têm facilidade de doar elétrons, isto é, os elétrons da última camada eletrônica deste átomo são fracamente ligados ao seu núcleo, o que propicia a perda de elétrons para os átomos vizinhos, ocasionando uma condução de energia. Os metais são exemplos de bons condutores de eletricidade e os mais adotados são: alumínio, cobre, ouro e platina. Os isolantes são corpos que dificultam a condução de cargas elétricas. Ao contrário dos bons condutores de eletricidade, os corpos isolantes não têm tendência a doar elétrons, isto porque seus elétrons da última camada eletrônica estão fortemente ligados ao núcleo do átomo, portanto quase não há condução de energia elétrica. Como exemplo de isolantes temos os plásticos, borracha, madeira, vidro, porcelana, etc. Corrente Elétrica É a propagação ordenada de elétrons em um meio físico condutor. 7

8 Durante o funcionamento do computador, os elétrons percorrem seus condutores, tais como cabos e trilhas de circuito impresso. Essas trilhas ficam localizadas nas placas de circuito impresso, sendo constituídas de uma deposição de cobre existente nas placas em que os componentes do circuito são interligados. Potência Elétrica É a representação da energia consumida por um equipamento. A unidade de medida de potência é o Watts (W) A maioria das fontes de alimentação dos computadores tem uma potência máxima de 300 Watts, isso quer dizer que, ela pode apresentar um consumo cujo valor máximo é 300 Watts. E a fonte apresenta este consumo, porque fornece energia aos circuitos do computador. Então, na verdade quem gera esse consumo são os referidos circuitos, os quais não podem ter um consumo total que ultra-passe o limite de potência da fonte, que neste caso é de 300 Watts. Caso ultrapassasse, a mesma queimaria. Condutor Terra Nas instalações elétricas brasileiras, o condutor terra não é exigido pelos orgãos competentes, no entanto esse condutor não é utilizado pela concessionária de energia elétrica na distribuição da energia elétrica. Todos esses fatores são agravados quando se lida com equipamentos eletrônicos de precisão como o computador, porque o seu funcionamento correto depende do condutor terra. Sem ele, ocorrem falhas na representação de sinais digitais, principalmente o nível lógico 0. Outro ponto importante é proteger os seres humanos e animais de possíveis choques elétricos nas massas dos equipamentos. Equipamentos de Proteção Filtro de Linha Disjuntores Estabilizadores No-Breaks Aterramento Gabinetes São dois tipos At ou Atx. At: São gabinetes correspondem as antigas placas mãe, utilizadas ate a época dos Pentium 233. Atx: São chamadas de gabinete Torre existe um acabamento na parte traseira para acomodar as partes de saída do componente. Classificação dos gabinetes: Mini Tower: pequeno, possui apenas 3 baias; Mid Tower: médio, possui 4 baias; Full Tower: grande, com mais de 4 baias. 8

9 Conexões de um microcomputador Tipo AT 1 Conector para teclado 2 Portas seriais secundária 3 Porta paralela (normalmente usada para impressora) 4 Saída para monitor de vídeo 5 Saída usada para scanner de mão ou outro periférico com mesmo padrão de conexão 6 Ligação de Joystick para jogos 7 Rede elétrica extensiva 8 Tomada de Ligação com rede elétrica 9 Porta serial conexão mouse 10 Conexão linha telefônica 11 Extensão para ligação de telefone 12 Entrada para linha (chamada de line in ) 13 Entrada de microfone 14 Saída de amplificação 15 Saída de caixa de som Tipo ATX 1 Extensão para ligação rede elétrica 2 Tomada de ligação com rede elétrica 3 Entradas de mouse e teclado tipo PS/2 4 Portas com tecnologia USB 5 Porta serial - uso de mouse ou outro dispositivo / porta secundária 6 Saída de ventilação da fonte de alimentação 7 Aqui podem ser conectadas placas de vídeo 8 - Aqui podem ser conectadas placas de som, com saídas diversas microfone, amplificação, entradas de linha. 9

10 9 Também, igual à placa AT, pode ser conectado porta serial para Joystick. 10 Exemplo de típico conjunto de entradas e saídas PS/2, portas seriais e USB. Gabinete face traseira: Fontes de Alimentação Por se tratar de um dispositivo elétrico, o computador precisa de energia para que todos os seus componentes funcionem de forma adequada. O dispositivo responsável por prover energia ao computador é a de fonte de alimentação. De forma bastante sucinta poderíamos dizer que a principal função da fonte de alimentação é converter em tensão contínua a tensão alternada fornecida pela rede elétrica comercial. Em outras palavras, a fonte de alimentação converte os 110V ou 220V alternados da rede elétrica convencional para as tensões contínuas utilizadas pelos componentes eletrônicos do computador, que são: +3,3V, +5V, +12V, -5V e -12V. A fonte de alimentação também participa do processo de refrigeração, facilitando a circulação de ar dentro do gabinete. Existem dois tipos básicos de fonte de alimentação: linear e chaveada. As fontes de alimentação lineares pegam os 127 V ou 220 V da rede elétrica e, com ajuda de um transformador, reduzem esta tensão para, por exemplo, 12 V. Esta tensão reduzida, que ainda é alternada, passa então por um circuito de retificação que é feito por uma série de diodos, transformando esta tensão alternada em tensão pulsante. O próximo passo é a filtragem, que é feito por um capacitor eletrolítico que transforma esta tensão pulsante em quase contínua. Como a tensão contínua obtida após o capacitor oscila um pouco (esta oscilação é chamada ripple), um estágio de regulação de tensão é necessário, feito por um diodo zener ou por um circuito integrado regulador de tensão. Após este estágio a saída é realmente contínua. Embora fontes de alimentação lineares trabalhem muito bem para aplicações que exigem pouca potência telefones sem fio e consoles de videogames são duas aplicações que podemos citar, quando uma alta potência é requerida, fontes de alimentação lineares podem ser literalmente muito grandes para a tarefa. O tamanho do transformador e a capacitância (e o tamanho) do capacitor eletrolítico são inversamente proporcionais à freqüência de entrada da tensão alternada: quanto menor a freqüência da tensão alternada maior o tamanho dos componentes e vice-versa. Como fontes de alimentação lineares ainda usam os 60 Hz (ou 50 Hz, dependendo do país) da freqüência da rede elétrica que é uma freqüência muito baixa, o tr ansformador e o capacitor são muito grandes. Construir uma fonte de alimentação linear para PCs seria loucura, já que ela seria muito grande e muito pesada. A solução foi o uso de um chaveador de alta freqüência. Em fontes de alimentação chaveadas em alta freqüência a tensão de entrada tem sua freqüência aumentada antes de ir para o transformador (10 a 20 KHz são valores típicos). Com a freqüência da tensão de entrada aumentada, o transformador e o capacitor eletrolítico podem ser bem menores. Este é o tipo de fonte de alimentação usada nos PCs e em muitos outros equipamentos eletrônicos, como videocassetes. Tenha em mente que chaveada é uma forma reduzida para chaveada em alta freqüência, não tendo nada a ver se a fonte tem ou não uma chave liga/desliga. 10

11 A fonte de alimentação talvez seja o componente mais negligenciado do computador. Muitas vezes, na hora de comprar um computador, só levamos em consideração o clock do processador, o modelo da placa-mãe, a quantidade de memória instalada, a capacidade de armazenamento do disco rígido, e esquecemos da fonte de alimentação, que na verdade é quem fornece o combustível para que as peças de um computador funcionem corretamente. Uma fonte de alimentação de boa qualidade e com capacidade suficiente pode aumentar a vida útil do seu equipamento. Para se ter uma idéia, uma fonte de alimentação de qualidade custa menos de 5% do valor total de um micro. Já uma fonte de alimentação de baixa qualidade pode causar uma série de problemas intermitentes, que na maioria das vezes são de difícil resolução. Uma fonte de alimentação defeituosa ou mal dimensionada pode fazer com que o computador trave, pode resultar no aparecimento de bad blocks no disco rígido, pode resultar no aparecimento de erros de GPF e resets aleatórios, além de vários outros problemas. Calculando a Potência Real de uma Fonte Com os computadores modernos consumindo cada vez mais energia, a escolha de uma boa fonte de alimentação passou a ser crucial na ho ra de comprar um micro de alto desempenho. Para a nossa sorte existem no mercado várias fontes de alimentação de boa qualidade, tais como OCZ, Thermaltake, Cooler Master e Seventeam, só para citarmos algumas das marcas presentes em nosso mercado. As fontes de alimentação são classificadas de acord o com a sua potência (ex: 250 W, 300 W, 350 W, 400 W, etc), mas o grande problema das fontes de alimentação mais simples é que a sua potência real não é a que estárotulada na fonte. Por exemplo, você pode comprar uma fonte de 400 W mas na realidade ela não ser nem de 350 W. Em bom português, a maioria dos fabricantes de fontesde alimentação "maquia" o valor da potência de seus produtos. Mas como saber qual é a potência real de uma fonte de alimentação? Para isso você precisará fazer alguns cálculos bem simples usando os números presentes na etiqueta que toda fonte de alimentação tem. Toda fonte de alimentação possui seis saídas: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V, -12 V e +5 VSB (também chamado "standby"). Nesta etiqueta háescritad a corrente que cada uma dessas saídas é capaz de fornecer. A corrente é dad em uma unidade chamada Ampère (A). Para saber a potência que cada uma dessas saídas fornece, basta multiplicar a tensão (em volts) pela corrente (em ampères). No caso das tensões negativas, você não deve considerar o sinal de menos. Vamos tomar o exemplo real da fonte Troni PS-400S, que é rotulada como sendo de 400 W. Vamos ver qual é a potência real desta fonte.as suas saídas fornecem as seguintes correntes: 15 A (+3,3 V), 29 A (+5 V), 11,5 A (+12 V), 0,5 A (-5V), 0,5 A (-12 V) e 1,5 A (+5 VSB). Temos então as seguintes po tências: 49,5 W (+3,3 V x 15 A), 145 W (+5 V x 29 A), 138 W (+12 V x 11,5 A), 2,5 W (-5 V x 0,5 A), 6 W (+12 V x 0,5 A) e 7,5 W (+5 VSB x 1,5 A). Para obtermos a potência total da fonte não podemos simplesmente somar todas as potências individuais porque as fontes de alimentação para PCs usam um conceito chamado potência combinada aliás, somar todas as potências individuais é uma das formas de se maquiar a potência total da fonte. Par as saídas de +3,3 V e +5 V você deve considerar somente o valor da maior potência entre essas duas saídas (no nosso exemplo, devemos considerar 145 W da saída de +5 V e 11

12 ignorar o valor 49, 5 W da saída de +3,3 V). Na prática, isso significa somar o valor de todas as potências individuais, ignorando, porém, o valor da potência da saída de +3,3 V. Aplicando esta regra, temos que a nossa fonte de alimentação é de 299 W (145 W W + 2,5 W + 6 W + 7,5 W) e não de 400 W como está rotulada! Em sua defesa, os fabricantes afirmam que rotulam suas fontes com a potência "de pico" que elas suportam. Mas, cá entre nós, é só uma justificativa para empurrar um produto mais simples como se fosse um outro mais potente. 12

13 Placa-mãe Também conhecida como "motherboard" ou "mainboard",a placa-mãe é, basicamente, a responsável pela interconexão de todas as peças que formam o computador. O HD, a memória, o teclado, o mouse, a placa de vídeo, enfim, praticamente todos os dispositivos, precisam ser conectados à placamãe para formar o computador. As placas-mãe são desenvolvidas de forma que seja possível conectar todos os dispositivos quem compõem o computador. Para isso, elas oferecem conexões para o processador, para a memória RAM, para o HD, para os dispositivos de entrada e saída, entre outros. A foto a seguir exibe uma placa-mãe. Trata-se de um modelo Soyo SY-KT880 Dragon 2. As letras apontam para os principais itens do produto, que são explicados nos próximos parágrafos. Cada placa-mãe possui características distintas, mas todas devem possibilitar a conexão dos dispositivos que serão citados no decorrer deste texto. 1 Soquete do processador (CPU) É neste soquete que o processador é encaixado. Notem que existe uma pequena alavanca no lado direito do soquete. Ao levantarmos esta alavanca, liberamos o soquete para que possamos encaixar a CPU. Após a CPU ser encaixada no soquete, a alavanca é abaixada e o processador fica preso no soquete. O desenho das atuais CPUs e de seus respectivos soquetes só permite o encaixe na posição correta. O soquete deste exemplo é conhecido como 13

14 Socket462 (também chamado de SocketA) e serve para os processadores Athlon e Duron da AMD. 2 e 8 Chipset Os números 2 e 8 indicam os dois chips que formam o chipset desta placa-mãe. O número 2 indica o primeiro chip do chipset chamado normalmente de Northbridge (ponte Norte). Este chip é responsável basicamente pela transferência de dados entre CPU e memória RAM e também pelo controle do barramento AGP. Como atualmente as velocidades de acesso à memória têm crescido bastante, o Northbridge costuma trabalhar com um clock elevado, gerando assim calor. É por isso que nas placas atuais se encontram dissipadores e até coolers completos em cima do Northbridge. O número 8 indica o outro chip do chipset, chamado comumente de Southbridge (ponte Sul). As funções do Southbridge estão relacionadas principalmente aos dispositivos de entrada e saída (I/O), controladoras IDE e de disquete, slots PCI, etc. O Southbridge se liga ao Northbridge para que os dois possam trabalhar em conjunto. Essa via de comunicação entre Northbridge e Southbridge é muito rápida. Em alguns casos Northbridge e Southbridge estão dentro do mesmo chip e o chipset, apesar do nome, será formado por apenas um chip. O chipset é um chip responsável pelo controle de uma série de itens da placa-mãe, como acesso à memória, barramentos e outros. Principalmente nas p lacas-mãe atuais, é bastante comum que existam dois chips para esses controles: Ponte Sul (I1) e Ponte Norte (I2): Ponte Sul (South Bridge): este geralmente é responsável pelo controle de dispositivos de entrada e saída, como as interfaces IDE ou SATA. Placas-mãe q ue possuem som onboard (visto adiante), podem incluir o controle desse dispositivo também na Ponte Sul; Ponte Norte (North Bridge): este chip faz um trabalho "mais pesado" e, por isso, geralmente requer um dissipador de calor para não esquentar muito. Repar e que na foto da placa-mãe em que esse chip é apontado, ele, na verdade, está debaixo de uma estrutura metálica. Essa peça é dissipador. Cabe à Ponte Norte as tarefas de controle do FSB (Front Side Bus - velocidade na qual o processador se comunica com a memória e com componentes da placa-m ãe), da freqüência de operação da memória, do barramento AGP, etc. Os chipsets não são desenvolvidos pelas fabricantes das placas-mãe e sim por empresas como VIA Technologies, SiS e Intel (esta é uma exceção, já que fabrica motherboards também). Assim sendo, é comum encontrar um mesmo chipset em modelos concorrentes de placa-mãe. 3 Soquetes para encaixe dos módulos de memória DRAM Neste soquete são encaixados os módulos de memória. O manual da placa-mãe normalmente indica as regras de como estes soquetes devem ser preenchidos, mas, na maioria das vezes, podemos colocar os módulos de memória em qualquer um dos soquetes. Neste exemplo os soquetes são específicos para módulos no formato DIMM de 184 pinos usados por memórias DRAM do tipo DDR. 4 Conector de alimentação Através deste conector a placa-mãe recebe energia da fonte de alimentação para que ela possa funcionar. Neste exemplo este conector é do formato ATX de 20 pinos. É encontrado praticamente em todas as placas-mãe modernas. Em algumas placas existem conectores extras que devem receber alimentação da fonte para o correto funcionamento da placa. A maioria das placas-mãe para Pentium 4 possui um conector extra de 4 pinos que recebe alimentação de 12 volts da fonte. Conector AT 14

15 Conector ATX 5 Conector para o cabo para o drive de disquete Neste conector encaixamos o cabo que será usado para controlar o drive de disquete. Este conector possui 34 pinos dispostos um duas fileiras de 17 pinos. A controladora de disquete pode controlar até dois drives de disquete. O cabo só deve ser encaixado na posição correta, pois, se for invertido o drive de disquete não vai funcionar. 6 Conectores IDE/ATA A maioria das placas-mãe tem dois conectores para dispositivos IDE/ATA, ou seja, existem duas controladoras de dispositivos IDE/ATA. Assim como no caso dos drives de disquete, cada controladora pode controlar até dois dispositivos IDE/ATA. O conector IDE/ATA possui 40 pinos dispostos em duas fileiras de 20 pinos e o cabo usado para ligar o dispositivo IDE/ATA à esse conector também tem uma posição correta de encaixe. No capítulo de montagem falaremos com mais detalhes de como encaixar corretamente os cabos na placa-mãe. OBS: Apesar de termos dois nomes diferentes (IDE e ATA) eles designam a mesma tecnologia, ou seja, uma tecnologia onde praticamente toda eletrônica necessária para controlar o dispositivo (HD, CD-ROM, etc.) fica embutida em uma placa no próprio dispositivo. Desta forma as controladoras IDE/ATA existentes na placa-mãe são muito mais fáceis de serem construídas. Estas controladoras são chamadas também de interfaces ou simplesmente portas IDE/ATA. Mais tarde veremos que a maioria dos fabricantes usa nomes como UltraDMA, UltraATA, etc. para se referir às interfaces IDE existentes na placa-mãe. 7 Chip de memória ROM Neste chip de memória ROM estão armazenados alguns programas importantíssimos para o funcionamento do PC, que são: - BIOS (Basic Input Output System), - POST (Power On Self Test) - SETUP Uma forma simples de identificar este chip é procurar por uma etiqueta colada em cima dele. Mas, cuidado, nem sempre um chip com etiqueta colada em cima é o chip de memória ROM e nem sempre a etiqueta está presente! 9 Controladora Multi I/O Este chip é responsável pelo controle de vários dispositivos de I/O Input/Output (Entrada e Saída). Entre eles: teclado, portas seriais e paralelas, portas PS/2, porta de joystick, etc. Este chip trabalha diretamente ligado ao Southbridge 10 Conector da porta serial Neste modelo de placa é necessário o uso de uma pequena placa acessória que se encaixa a este conector extra para termos acesso à segunda porta serial. O conector da primeira porta serial já vem soldado à placa-mãe. Esta placa acessória consiste apenas do conector serial externo padrão (9 pinos) e de um cabo flexível. 11 Conector da porta de joystick Como no caso anterior temos que encaixar uma placa acessória para usar a porta para joystick.. Esta placa acessória consiste apenas do conector de joystick externo padrão (15 furos) e de um cabo flexível. 12 Conector para receptor infravermelho Este modelo de placa permite a utilização de um receptor de infravermelho. Este deve ser encaixado no conector indicado pelo número 12. Normalmente este receptor é um acessório opcional. 13 Conectores do gabinete É neste conjunto de conectores que nós conectamos os fios que saem dos leds (led do HD, led de energia, etc.) e botões (botão de reset, botão liga/desliga, etc.) existentes no gabinete do micro. 14 Conector para dispositivos SMBus Com o SMBus ou barramento para gerenciamento do 15

16 sistema, um dispositivo pode informar informações de quem é o fabricante, modelo, informações relacionadas a energia, etc. Através do SMbus uma placa-mãe pode gerenciar informações de temperatura, rotação de ventoinhas e também das tensões de alimentação (energia). Este é um conector para dispositivos externos compatíveis com o padrão SMBus, normalmente No-breaks e outros dipositivos relacionados a proteção elétrica. 15 Conector para portas USB Conector para encaixe de uma placa acessória que permite aumentar o número de portas USB da placa-mãe. 16 Chip de monitoramento do hardware Este chip é responsável pelo monitoramento das tensões, rotação da ventoinha, temperatura de componentes, etc. Ele é bastante comum nas placasmãe mais modernas, principalmente nas de maior qualidade. 17 Conectores Serial ATA Estes são os conectores para os cabos que serão usados para controlar os dispositivos de armazenamento no padrão Serial ATA, também chamado de SATA. Este padrão é relativamente novo, por isso nem todas as placas-mãe tem este tipo de conector. Este modelo de placa-mãe usado com exemplo possui um chip adicional responsável pelo controle dos dispositivos SATA. 18 Chip controlador Serial ATA (SATA) Como dissemos no item anterior, este é o chip responsável pelo controle dos dispositivos serial ATA. Nesta placa, o chip permite o controle de dois dispositivos SATA, e como no padrão SATA cada dispositivo tem um cabo exclusivo, precisamos de dois conectores SATA para dois dispositivos. 19 LED indicador de alimentação da placa-mãe Muitos fabricantes colocam um led na mesma para indicar que a placa está recebendo alimentação da fonte. É importante lembrar que no caso do padrão ATX, mesmo com o micro aparentemente desligado, a fonte de alimentação continua fornecendo energia para a placa-mãe. É por isso que devemos sempre desconectar o cabo de alimentação do micro quando formos executar qualquer procedimento de montagem/desmontagem no mesmo. 20 Slots PCI Os slots PCI (Peripheral Component Interconnect) são usados para o encaixe de placas de expansão no micro. Eles forma criados para substituir os antigos slots padrão ISA e VLB. Provavelmente os atuais slots PCI serão substituídos pelo novo padrão PCI Express. 21 Conector de áudio para modem Além de seu pequeno alto-falante, alguns modens possuem uma saída de áudio que pode ser ligada à placa de som. Este conector (21) permite a ligação desta saída de áudio à placa de som embutida deste modelo de placa-mãe. Esta conexão é especialmente importante no casos de modens voice que podem funcionar como secretária eletrônica, por exemplo. 22 Chip controlador IEEE 1394a (Firewire) O padrão IEEE 1394a, também chamado de Firewire ou ilink, permite a conexão de periféricos externos ao PC a uma alta taxa de transferência (até 400 Mbits/seg.). Apesar do padrão USB 2.0 atingir taxas maiores que o IEEE 1394a (chegando a 480 Mbits/seg.), muitos equipamentos como filmadoras digitais, HDs externos, etc., vem apenas com a saída IEEE 1394a ao invés da USB. Assim muitos fabricantes de placa-mãe têm colocados controladores IEEE 1394a em seus produtos. 23 Conectores para portas IEEE 1394a Neste modelo de placa-mãe, usado como exemplo, as portas IEEE 1394a são encaixadas nestes conectores através de uma pequena placa com um cabo flexível e conectores. 24 Conector S/PDIF S/PDIF é a sigla de Sony/Philips Digital Interface. Ele é um padrão para transferência de áudio digital entre dispositivos. A placa de som embutida nesta placa-mãe permite 16

17 entrada e saída de áudio digital através do conector S/PDIF, mas também é preciso usar uma pequena placa opcional que se conecta a este conector (24). 25 Chip de áudio Também chamado de Audio Codec, este chip é responsável pelo funcionamento da placa de som embutida na placa-mãe. Atualmente, quase todas as placas-mãe têm áudio embutido. E a qualidade destes chips de áudio tem melhorado muito, permitindo som 3D com vários canais, efeitos especiais, etc. 26 Conectores para áudio de CD/AUX Nestes conectores colocamos os cabos de saída analógica de áudio que existem nos dispositivos ópticos como CD-ROM, DVD, CD-RW, etc. Isto permite que possamos escutar o som dos CDs ou DVDs de Áudio/Vídeo que colocamos no micro. 27 Conectores de áudio para o gabinete Alguns gabinetes possuem em sua parte frontal conexões para fones de ouvido e microfone. Para que eles funcionem é necessário encaixar os fios que saem destas conexões nestes conectores. 28 e 30 Chips de rede Não é só o som embutido que está virando um padrão nas placas-mãe modernas. As placas de rede estão se tornando cada vez mais comuns. Algumas placas possuem inclusive duas placas de rede embutidas, uma para conexão com a rede local e outra para conexão com a Internet em banda larga. É o caso deste modelo. 29 LED para placa de vídeo AGP Este modelo de placa-mãe tem um LED que indica quando aplaca de vídeo é incompatível com a placa-mãe. Não é comum isto acontecer com modelos mais recentes de placas de vídeo. 31 Slot AGP O Slot AGP (Accelerated Graphics Port) é usado exclusivamente por placas de vídeo e tem acesso rápido ao Northbridge. Assim como o PCi deverá ser substituído pelo PCI Express. 32 Conectores Externos Estes conectores são soldados diretamente na placa-mãe. A figura abaixo mostra os mesmo em um ângulo mais favorável. Conectores Externos (neste exemplo estamos usando uma placa-mãe modelo A7N8X-Deluxe da Asus) A Conector para mouse no padrão PS/2 (também chamado mini-din). B Conector da placa de rede número 1. C Conector da porta paralela. D Conector da placa de rede número 2. E Conector estéreo da Entrada de áudio (Line In). F Conector estéreo da Saída Frontal de áudio (Front Out). G Conector para o microfone. H Dois conectores das portas USB. I Conector de saída digital S/PDIF. J Conector estéreo da Saída Traseira de áudio (Surround/Rear Out). K Conector para alto falante centra e subwoofer (Center/Bass Out). L Conector da porta serial. M Dois conectores das portas USB. N Conector para teclado no padrão PS/2 (também chamado mini-din). 33 Gerador de clock É este o chip responsável pelo sinal de clock que alimenta a CPU e outros circuitos da placa-mãe. Ele utiliza as freqüências gerados pelos cristais. 34 Regulador de voltagem É um conjunto de circuitos que receba a energia suja da fonte de alimentação e a transforma em uma energia mais limpa, ou seja, livre de interferências e variações. Quanto melhor for este regulador de voltagem mais qualidade terá uma placa-mãe. Além disso, o 17

18 overclock em placas com bons reguladores de voltagem é mais fácil e estável. 35 Conectores de alimentação para o ventilador Estas conexões existem para ligarmos os ventiladores do cooler da CPU, gabinete, etc. Nas placas-mãe mais recentes estes conectores permitem também monitorar a velocidade dos ventiladores. 36 Bateria O programa de configuração da placa-mãe (SETUP) guarda os dados de configuração em uma memória RAM, normalmente conhecida por CMOS RAM. Para que as informações desta RAM não se percam quando o micro é desligado existe uma bateria. Esta bateria também é responsável pela alimentação do chip que contém o relógio do micro. 37 Cristal Os cristais geram freqüências fixas e muito restáveis que são utilizadas para a criação dos sinais de clock da placa mãe. Jumpers Além de todos os itens já descritos, temos também os jumpers. Jumpers são peças bem pequenas de plástico que possuem em seu interior parte de metal. Os jumpers são encaixados em pinos existentes na placa-mãe ou em placas de expansão. Assim que o jumper é colocado nestes pinos ele fecha o contato entre estes pinos. É como se fosse uma chave liga-desliga. O jumper colocado equivale à ligado e os pinos sem jumper equivalem a desligado. Em algumas placas mais sofisticadas, ao invés de jumpers, encontramos micro chaves com a mesma função, chamadas de dip-switches. Nem todos os fabricantes as utilizam por serem mais caras que os jumpers. Os jumpers servem para configurar as placas de acordo com as nossas necessidades. Por exemplo, se vamos instalar um determinado processador em uma placa-mãe, temos que configurar esta placa de forma que ela entenda qual o processador que será instalado, qual o seu clock, etc. Esta configuração da placa pode ser feita através de jumpers. Ë claro que o manual da placa-mãe mostrará quais são os jumpers que devem ser mexidos para que a configuração seja feita. Atualmente, quase todas as configurações de uma placa são feitas através do programa de SETUP. Por isso é muito comum encontrarmos placas mãe sem jumpers, conhecidas como jumperless ou jumperfree. Na realidade estas placas costumam possuir apenas um jumper que serve para limpar ou zerar a memória CMOS, pois toda a configuração do SETUP está guardada nesta memória. Este jumper é muito utilizado quando configuramos de forma incorreta o SETUP Exemplo de placa com Jumpers para configuração De acordo com o manual da placa mãe em questão, um Pentium de 233 MHz possui uma freqüência de CPU de 66 MHz. Neste caso, portanto, os jumpers JP1~3 deverão 18

19 estar nas posições 2/3, 1/2, 2/3 (66 Mhz), e os jumpers JP7,6 deverão estar nas posições 1/2, 1/2, como mostra a Figura abaixo. O Pentium 233 MHz opera com uma voltagem de 3,3V. Por este motivo, o pino JP9 deve ficar na posição B. Configurando jumpers Em Placas mais antigas existem jumpers para selecionar a voltagem e o clock do processador, além de algumas outras opções de hardware. Discos rígidos, drives de CD-ROM e outros dispositivos IDE também precisam ter jumpers configurados. Podemos encontrar jumpers que se encaixam em um par de pinos, e jumpers que se encaixam em dois pinos, escolhidos dentro de um grupo de 3 ou mais pinos. Quando existem apenas dois pinos, temos duas configurações possíveis: ON ou CLOSED: quando o jumper está instalado OFF ou OPEN: quando o jumper está removido É comum encontrar jumpers com apenas um dos seus contatos encaixados. Esta opção é equivalente a OFF, já que com apenas um pino encaixado não existe contato elétrico. Quando temos grupos com 3 ou mais pinos, estes são numerados. Os manuais dizem para encaixarmos um jumper entre 1-2, 2-3, etc. O modo de programação dessas opções depende de diversos fatores, como o processador e a placa de CPU. 19

20 Exemplo de um manual de Placa-Mãe explicando como jumpear a frequência do processador Apesar das atuais placas do mercado serem jumperless (sem jumper), ainda existem por aí milhares de placas que usam jumpeamento para processador. Placas-mãe onboard "Onboard" é o termo empregado para distinguir placas-mãe que possuem um ou mais dispositivos de expansão integrados. Por exemplo, há modelos que têm placa de vídeo, placa de som, modem ou placa de rede na própria placa-mãe. Um exemplo de motherboard que possui placa de som (C-Media CMI9761A 6-channel) e placa de rede (VIA VT /100 Mbps Ethernet) integradas, ou melhor, onboard. Por esta razão, os conectores desses dispositivos ficam no painel traseiro, juntamente com os conectores de Teclado e Mouse. A vantagem de se utilizar modelos onboard é a redução de custo do computador, uma vez que deixase de comprar determinados dispositivos porque estes já estão incluídos na placa-mãe. No entanto, é necessário ter cuidado: quanto mais itens onboard uma placa-mãe tiver, mais o desempenho do computador será comprometido. Isso porque o processador acaba tendo que executar as tarefas dos dispositivos integrados. Na maioria dos casos, placas de som e rede onboard não influenciam significantemente no desempenho, mas placas de vídeo. As placas de vídeo, mesmo os modelos mais simples, possuem um chip gráfico que é responsável pela geração de imagens. Este, por sua vez, requer memória para tal, principalmente quando trata imagens em 3D. Uma placa de vídeo onboard, mesmo quando acompanhada de um chip gráfico integrado, acaba "tomando atenção" do processador, além de usar parte da memória RAM. 20

21 Se um computador é comprado para uso em uma loja ou em alguma aplicação que não requer muito desempenho, a compra de um computador com placa-mãe onboard pode ser viável. No entanto, quem deseja uma máquina para jogos e aplicações mais pesadas deve pensar seriamente em adquirir uma placa-mãe "offboard", isto é, com nenhum item integrado, ou no máximo, com placa de som ou rede onboard. On Board X Off Board Qual o melhor padrão de placa mãe? Será que a relação custo X benefício vale a pena? Diversos modelos de placa-mãe estão trazendo vídeo, rede, fax/modem e multimídia "on board", ou seja, todas essas placas embutidas na própria placa-mãe. Desta forma, não é necessário o uso de nenhuma placa adicional. Vamos ressaltar somente o exemplo da placa de vídeo incorporada, veja o que se ganha e o que se perde: Há duas técnicas básicas utilizadas para a construção desse tipo de placa-mãe. No passado, as placasmãe utilizavam somente um processo de simples integração da placa de vídeo à placa-mãe. Na placamãe havia o processador de vídeo e a memória de vídeo à parte, como ocorre em um micro onde a placa de vídeo é instalada em um dos slots da placa-mãe. Atualmente, entretanto, diversas placas-mãe estão utilizando a arquitetura UMA (Unified Memory Architecture). Essa arquitetura faz com que parte da memória RAM do micro seja usada como memória de vídeo, ao invés da memória de vídeo ser formada por circuitos à parte na placa-mãe. Obviamente a quantidade de memória RAM disponível para aplicativos será menor, já que a memória de vídeo será formada por parte da memória RAM. Se você configurar o micro a ter de 2 MB de memória de vídeo, você terá 2 MB de memória a menos. Um micro com 16 MB de RAM ficaria com somente 14 MB disponíveis, por exemplo. No caso do modem on board, toda a modulação e demodulação é feita pelo microprocessador. No caso da placa de som, o processamento que normalmente seria feito pela própria placa é despejado em cima do processador. Ou seja, quando usamos uma placa que traz tudo on board, estamos sobrecarregando nosso microprocessador com tarefas que não são da ossada dele. As tarefas das interfaces (placas de som, vídeo, modem, rede...) é entregue ao processador e testes comprovam que as placas que usam circuitos on board chegam a perder cerca de 30% do rendimento total do processador (dependendo da aplicação) em relação as placas que são as off board, ou seja, placas que trazem independente som, vídeo, modem e rede. Marcas Existe uma série de empresas que fabricam placas-mãe. As marcas mais conhecidas são: Asus, Abit, Gigabyte, Soyo, PC Chips, MSI, Intel e ECS. Apesar da maioria dessas fabricantes disponibilizarem bons produtos, é recomendável pesquisar sobre um modelo de seu interesse para conhecer suas vantagens e desvantagens. Para isso, basta digitar o nome do modelo em sites de busca. Modelos de placa (agosto de 2009) 21

22 GA-MA785G-UD3H (Socket AMD AM3) GA-MA74GM-S2 (Socket AMD AM2+) GA-EX58-UD4P (Socket Intel LGA 1366) GA-G41M-ES2H (Socket Intel LGA 775) Maximus II GENE (Socket Intel LGA 775) Barramentos Crosshair III Formula (Socket AMD AM3) Se não fossem os Barramentos, não haveria a comunicação do processador com os meios externos, com as memórias e com os componentes da placa mãe e seus periféricos, etc. Para que os periféricos (placas em geral) possam usar esses barramentos, é necessário que cada placa (de vídeo, de som, modem, etc) seja compatível com um determinado tipo de barramento. As formas pela qual os componentes são interligados em uma placa mãe chamam-se "arquitetura". Se você reduzi-la à expressão mais simples, perceberá que ela consiste em interligações da CPU com a memória, com os chips auxiliares e com os slots onde são conectados os periféricos. Estas interligações são feitas por meio de condutores elétricos que, na placa mãe, aparecem como riscos metálicos ligando os componentes. Cada conjunto de ligações forma um "bus", ou "barramento". O barramento local é o mais importante de todos eles, pois estabelece a comunicação entre o processador (CPU) e as memórias SRAM e DRAM, esse tipo de arquitetura de PC foi projetada para melhorar o desempenho do sistema permitindo que algumas placas de expansão se comuniquem diretamente com o microprocessador, ignorando inteiramente o barramento normal do sistema e são divididos em três tipos: Barramentos de dados, que têm por função transportar a informação (códigos dos programas e dados) entre os blocos funcionais dum computador; quanto maior a sua "largura", maior o número de bits que é possível transportar em simultâneo; Barramento de endereços, que têm por função transportar a identificação/localização ("endereço") dos sítios onde se pretende ler ou escrever dados (por ex., o endereço de uma célula de memória ou de um registro de estado de um controlador); Barramento de controle, que agrupa todo o conjunto de sinais elétricos de controle do sistema, necessários ao bom funcionamento do computador como um todo (por ex., sinais para indicar que a informação que circula no barramento de dados é para ser escrita e não lida da célula de memória cuja localização segue no barramento de endereços). 22

23 Barramento ISA O barramento ISA, sigla que significa Industry Standard Architeture, foi originado como um sistema de 8bits no IBM PC em 1981, tendo também sido chamado como XT Bus Architeture. Desenhado para conectar placas de expansão e periféricos à placa mãe era um barramento síncrono de baixo custo, pois era bastante semelhante ao barramento local usando nos pcs da época, o que o tornou altamente dependente da arquitetura x86, não podendo ser utilizado em plataformas diferentes como barramentos PCI e USB. Para poder adicionar novas placas era exigido do usuário ou instalador um conhecimento razoavelmente alto da máquina, pois normalmente era necessária alteração das configurações padrão dos recursos utilizados pelas placas. Fato este que tentou ser mudado através da especificação ISA Plug and Play, a qual conseguiu obter o sucesso almejado apenas nos últimos anos de vida do barramento, tendo também sido conhecido como padrão plug and Play. Barramento ISA de 8 BITS Logo que foi lançado, este barramento não possuía nenhuma norma padronizada, o que dificultava bastante a produção de placas de expansão e máquinas que fossem amplamente compatíveis entre si. Suas principais características eram: Freqüência de operação de 4,77 MHz; Barramento de dados bidirecional de 8 bits; Barramento de endereços de 20 bits; Taxa de Transferência máxima de 3.5 MBit/s; Implementação de DMA; Algumas placas de 8 bits utilizam a extensão de 16 bits apenas para poderem usar mais IRQs, que eram requisitadas diretamente ao controlador de interrupções através de seus pinos. A velocidade máxima de transferência era reduzida em relação à freqüência de operação devido ao fato se serem necessários 2 pulsos de clock para que uma transferência fosse iniciada. A implementação do DMA permitia apenas acesso direto aos primeiros 16 Mbytes de memória. Barramento ISA 16 BITS Pouca coisa foi alterada nesta versão do barramento, com objetivo de ser mantida a retro compatibilidade. Dentre elas as principais foram: Freqüência de operação 8 MHz; Barramento de dados bidirecional de 16 bits; Taxa de transferência máxima de 6,5 Mbit/s; Implementação do Bus Mastering; Seguindo a velocidade do processador que era usado nos pcs, o 286, por isso, foi também conhecido como barramento AT. A velocidade do barramento foi ampliada para 8 MHz, podendo funcionar também a 4.7 MHz através de técnicas de wait-states. O uso do recurso Bus Mastering era bastante problemático, pois, não havia nenhum mecanismo de segurança envolvido e, podia-se facilmente travar todo o sistema, pois muitos sistemas necessitavam de ciclos de barramento para realizar o refresh da memória, portando, se o dispositivo não liberasse o barramento logo ou gerasse seu próprio sinal de refesh a memória fatalmente seria corrompida. 23

24 Barramento EISA Na busca de um melhor desempenho, foram feitas vári as expansões a este barramento, sempre se mantendo a retro compatibilidade, entre elas podemos citar o barramento EISA, criado em 1988, era uma expansão d e 32 bits para o barramento ISA. Devido ao seu alto custo de implementação não foi muito usado em computadores pessoais, tendo seu uso se restringido praticamente a servidores potentes. Conseguia taxas de transferências de até 32 Mbits/s, podendo trabalhar com a freqüência máquina de 10MHz. Barramento VESA O barramento Vesa Local Bus, criado em 1992 teve boa aceitação. Era de implementação relativamente fácil, embora tivesse o número de slots limitados devido ao seu alto consumo de energia. Era um barramento Local, de 32 bits, trabalhava síncrono, na mesma freqüência do processador, podendo ir de 33 MHz a até 50 MHz, atingindo taxas de transferências de até 132 Mbits/ s. Acabou sendo abandonado com a chegada do Pentium, pois era diretamente dependente da arquitetura do processador. Barramento VLB VL-Bus ou Vesa Local Bus Em 1992, acompanhando a introdução do processador de quarta geração, o 486, foi proposto o primeiro barramento local (como uma extensão do barramento ISA), designado por VESA Local Bus (VL-Bus) - VESA é o acrônimo de Vídeo Electronics Standard Association, uma organização sem fins lucrativos, liderada pela NEC. Como forma de aumentar o desempenho, este barramento permitia transferências de 64 bits, devidamente multiplexadas no barramento de 32 bits do processador. A especificação do barramento parecia primeiro querer resolver as limitações no suporte de gráficos, mas implementou igualmente um bom canal de suporte para os discos com interface IDE de 16 bits, até aí limitados a taxas de transferência de 5MBytes/sec. E que assim passaram a poder atingir taxas de 8MBytes/sec. Fisicamente o VL-Bus é implementado por um terceiro conector adjacente aos conectores ISA (o que significa que uma carta VLB utiliza, para fins complementares, os dois barramentos!), o qual dá acesso ao barramento do processador. Apesar das vantagens óbvias, o VL-Bus evidenciava algumas restrições relevantes: Excessiva dependência do barramento do processador 486; Limitações elétricas impostas pela especificação do próprio processador; Limitação no número de cartas (resultado da limitação anterior); Limitação de velocidade imposta pelo tipo de conector utilizado, o que colocava dificuldades à utilização de processadores com velocidades superiores a 33MHz; 24

25 Barramento PCI-(Peripheral Component Interconnect) O barramento PCI foi lançado pela Intel em junho de Desde então, praticamente todos os periféricos de expansão do micro, tais como discos rígidos, placas de som, placas de rede e placas de vídeo utilizam o barramento PCI. O Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect - Interconector de Componentes Periféricos) é um elemento para conectar periféricos em computadores baseados na arquitetura IBM PC. O motivo de tanto sucesso se deve à capacidade do barramento de trabalhar a 32 ou 64 bits, o que oferecia altas taxas de transferência de dados. Só para dar uma noção, um slot PCI de 32 bits pode transferir até 132 MB por segundo. O PCI também foi considerado "revolucionário" por suportar, até então, o poderoso recurso Plug and Play (PnP), que permitia que a placa instalada num slot PCI fosse automaticamente reconhecida pelo computador. Hoje em dia, os slots PCIs são usados por vários tipos de periféricos, como placas de vídeo, de som, de rede, modem, adaptadores USB, enfim. A versão de 64 bits do PCI, cujo slot era um pouco maior que os slots de 32 bits, nunca chegou a ser popular. São raras as placas-mãe que usam esse tipo. Isso porque os slots de 32 bits, além de mais baratos, tem taxas de transferência suficientes para a maioria das aplicações. Teoricamente, a velocidade do barramento PCI equivale à metade do valor do clock externo do processador. Mas sabe-se que esse valor também é sujeito às especificações do chipset das placas-mãe. Outra inovação do barramento PCI é expandir a limitação de alguns carregamentos elétricos através de pontes PCI-PCI. Uma ponte deste tipo cria um barramento secundário isolado eletricamente do barramento raiz, permitindo-se a utilização de mais placas de expansão. Esta característica consagrou o PCI como barramento nas arquiteturas de servidores de grande desempenho Ex: Placa PCI Ex. de Placa Mãe com suporte a placas PCI Barramento AGP Até o lançamento do barramento AGP as placas de vídeo eram instaladas no barramento PCI. A taxa de transferência máxima teórica do barramento PCI 32 bits a 33 MHz era de 133 MB/s, uma taxa insuficiente para aplicações 3D (como jogos, por exemplo) e que limitava o desenvolvimento de placas de vídeo mais sofisticadas. Além da sua baixa taxa de transferência, o barramento PCI tinha um outro problema: estava sufocado. A arquitetura de chipsets utilizada na época era de pontes, que utilizava o barramento PCI para a comunicação do circuito de ponte norte com a ponte sul. Além disso, a maioria dos periféricos on-board do micro eram instalados no barramento PCI, como as portas IDE on-board, controladora SCSI, vídeo, som e rede on-board. Isso sem falar nos periféricos que podiam ser instalados no barramento PCI através dos slots PCI. Acontece que a taxa de transferência máxima do barramento PCI, 133 MB/s, é compartilhada para todos os dispositivos conectados ao barramento, e não utilizada por cada periférico durante suas transferências. Ou seja, a taxa de transferência utilizada por uma placa de vídeo PCI não é de 133 MB/s, e sim menor, já que quanto maior for o número de periféricos plugados no barramento PCI, menor será a taxa de transferência real obtida por eles. Motivada por essas razões, a Intel lançou o barramento AGP. A finalidade principal do barramento AGP era de aumentar a taxa de transferência das placas de vídeo fazendo com que elas não fossem mais instaladas no barramento PCI, e sim no barramento AGP, que é mais rápido. Tecnicamente falando o AGP não é um barramento, já que apenas um dispositivo é conectado nele: a placa de vídeo. É mais uma conexão ponto-a-ponto de alto desempenho usada apenas por placas de vídeo. 25

26 A Intel lançou a primeira versão do barramento AGP (Accelerated Graphics Port ou Porta Gráfica Acelerada) em julho de Esse barramento trabalhava com um clock de 66 MHz transferindo 32 bits por vez, era alimentado com 3,3V e operava em dois modos: x1 e x2. O primeiro chipset a ter suporte a esse barramento foi o Intel 440LX, lançado no mercado em agosto de Em maio de 1998 a Intel lançou a segunda versão do barramento AGP que permitia o modo de operação x4 e era alimentado com 1,5V. O primeiro chipset a ter suporte a segunda versão do barramento AGP foi o Intel 815P, lançado no mercado em junho de A versão mais atual do barramento AGP é a terceira, desenvolvida em novembro de 2000, que na verdade é um aprimoramento da segunda versão, permitindo o modo de operação x8. O primeiro chipset a ter suporte a terceira versão do barramento AGP foi o Intel 865P, lançado no mercado em maio de Versão Modos de Operação Alimentação AGP 1.0 x1 e x2 3,3V AGP 2.0 x1, x2, x4 1,5V AGP 3.0 x1, x2, x4 e x8 1,5V Modos de operação Os modos de operação do barramento AGP dizem respeito a quantidade de dados que são transferidos por pulso de clock. O AGP x1 é capaz de transferir apenas um dado por pulso de clock. Como o barramento AGP opera a 66 MHz (66,66 MHz para ser mais preciso) transferindo 32 bits de dados por vez, a taxa de transferência máxima do barramento AGP x1 é de 266 MB/s, o dobro da do barramento PCI. O barramento AGP x2 trabalha transferindo dois dados por pulso de clock o que resulta em uma taxa de transferência de 533 MB/s. A segunda versão do barramento AGP introduziu o modo de operação x4, que permite transferir quatro dados por pulso de clock, obtendo assim uma taxa de transferência de 1066 MB/s. As placas de vídeo mais novas permitem operar no modo x8, que possui uma taxa de transferência de MB/s, dezesseis vezes maior do que a do barramento PCI! Modo Clock N. de bits Dados p pulso/clock Taxa de Transf. AGP x1 66 MHz 32 bits MB/s AGP x2 66 MHz 32 bits MB/s AGP x4 66 MHz 32 bits MB/s AGP x8 66 MHz 32 bits MB/s Além de operar com taxas de transferência elevadas, o barramento AGP também permite que a placa de vídeo use a memória RAM do micro com uma extensão de sua memória de vídeo, para o armazenamento de texturas e o elemento z (responsável pelo vetor de profundidade em imagens 3D), o que aumenta bastante o desempenho já que o barramento da memória é mais rápido do que o barramento AGP. Esse recurso é conhecido como DIME (Direct Memory Execute) ou AGP Texturing e não é suportado por todas as placas de vídeo AGP. Tipos de slots Placas de vídeo AGP operando nos modos x1 e x2 são alimentadas com 3,3V, enquanto que as placas de vídeo x4 e x8 são alimentadas com 1,5V. As primeiras placas-mãe com slot AGP permitiam apenas que placas de vídeo AGP alimentadas com 3,3V fossem instaladas. Se você instalasse uma placa AGP com alimentação de 1,5V em uma dessas antigas placas-mãe, que permitem apenas alimentação de 3,3V, tanto a placa de vídeo como a placa-mãe poderia queimar! Para evitar esse tipo de problema, a especificação do barramento AGP definiu três tipos de slots: um chamado de Universal, que permite que tanto placas alimentadas com 1,5V ou 3,3V sejam instaladas; outro que permite apenas que placas alimentadas com 3,3V sejam instaladas; e um outro que deve ser usado apenas por placas de vídeo alimentadas com 1,5V. Em agosto de 1998 uma nova especificação do barramento AGP foi lançada: o AGP Pro. O AGP Pro definiu um slot maior, com 26

27 mais pinos de alimentação, destinado a placas de vídeo 3D com alto consumo. O slot AGP Pro é compatível com as versões anteriores do barramento AGP, ou seja, você pode instalar placas de vídeo AGP convencionais alimentadas com 1,5V ou 3,3V em slots AGP Pro. Tipos de slots AGP Placa de vídeo alimentada com 1,5V sendo instalada em um slot AGP de 1,5V Não é possível instalar uma placa de vídeo de 3,3V em um slot AGP de 1,5V Barramento PCI-Express O aumento progressivo do tráfego de informações nas redes de computadores implica necessariamente no desenvolvimento de tecnologias de transmissão de dados mais rápidas. Um destes gargalos está nas tecnologias de barramento de computadores PCI e PCI-X, que são limitadas na largura de banda e não têm mais capacidade para suportar a demanda de I/O. Isso resultou na necessidade de desenvolvimento de uma nova tecnologia: barramento PCI-Express - PCIe. O antigo barramento PCI, e seu sucessor PCI-X, trabalham com transmissão paralela, que durante muito tempo foi considerada superior à transmissão serial, devido à quantidade de bits enviados por vez, em 8 vias de transmissão. Porém a transmissão paralela possui alguns impedimentos. Quanto maior a freqüência, maior o campo magnético gerado em cada via. Este campo interfere na transmissão das vias vizinhas, gerando inconsistência nos dados. Dessa forma, torna-se inviável a transmissão em freqüências muito altas. Outro impedimento acontece quando há alocação das muitas vias dentro da placa. Esta alocação faz com que as vias tenham tamanhos diferentes, fazendo com que os dados cheguem até o destino de forma desorganizada, atrasando a transmissão. A tecnologia PCI Express conta com um recurso que permite o uso de uma ou mais conexões seriais, isto é, "caminhos" (também chamados de lanes) para transferência de dados. Se um determinado dispositivo usa um caminho, então se diz que este utiliza o barramento PCI Express 1X, se utiliza 4 conexões, sua denominação é PCI Express 4X e assim por diante. Cada lane pode ser bidirecional, ou seja, recebe e envia dados. Cada conexão usada no PCI Express trabalha com 8 bi ts por vez, sendo 4 em cada direção. A freqüência usada é de 2,5 GHz, mas esse valor pode variar. Assim sendo, o PCI Express 1X consegue trabalhar com taxas de 250 MB por segundo, um valor bem maior que os 132 MB do padrão PCI. 27

28 Atualmente, o padrão PCI Express trabalha com até 16X, o equivalente a 4000 MB por segundo. É importante frisar que o padrão 1X é pouco utilizado e, devido a isso, há empresas que chamam o PCI Express 2X de PCI Express 1X. Assim sendo, o padrão PCI Express 1X pode representar também taxas de transferência de dados de 500 MB por segundo. Como surgiu o PCI Express A Intel é uma das grandes precursoras de inovações tecnológicas. No início de 2001, em um evento próprio, a empresa mostrou a necessidade de criação de uma tecnologia capaz de substituir o padrão PCI: tratava-se do 3GIO (Third Generation I/O - 3a geração de Entrada e Saída). Em agosto desse mesmo ano, um grupo de empresas chamado de PCI-SIG (composto por companhias como IBM, AMD e Microsoft) aprovou as primeiras especificações do 3GIO. Entre os quesitos levantados nessas especificações, estão os que se seguem: suporte ao barramento PCI, possibilidade de uso de mais de uma lane, suporte a outros tipos de conexão de plataformas, melhor gerenciamento de energia, melhor proteção contra erros, entre outros. Em abril de 2002, o PCI-SIG aprovou um conjunto de especificações mais completas. Foi nessa época que a tecnologia 3GIO mudou seu nome para PCI Express. Em julho de 2002, o grupo de empresas aprovou as especificações finais do padrão e então surgiu oficialmente no mercado o PCI Express 1.0. Em novembro de 2003, os primeiros dispositivos com a tecnologia PCI Express passaram a ser desenvolvidos e, em 2004, tais produtos começaram a chegar ao mercado, principalmente por força das empresas que trabalham com chips gráficos. Funcionamento do Barramento PCI Express O barramento PCI Express é um barramento serial trabalhando no modo full-duplex. Os dados são transmitidos nesse barramento através de dois pares de fios chamados pista utilizando o sistema de codificação 8b/10b, o mesmo sistema usado em redes Fast Ethernet (100BaseT, 100 Mbps). Cada pista permite obter taxa de transferência máxima de 250 MB/s em cada direção, quase o dobro da do barramento PCI. O barramento PCI Express pode ser construído combinando várias pistas de modo a obter maior desempenho. Podemos encontrar sistemas PCI Express com 1, 2, 4, 8, 16 e 32 pistas. Por exemplo, a taxa de transferência de um sistema PCI Express com 8 pistas (x8) é de 2 GB/s (250 * 8). Barramento PCI Express x2 Na tabela abaixo comparamos as taxas de transferências dos barramentos PCI, AGP e PCI Express. Barramento Taxa de Transferência PCI 133 MB/s AGP 2x 533 MB/s AGP 4x MB/s AGP 8x MB/s PCI Express x1 250 MB/s PCI Express x2 500 MB/s PCI Express x MB/s PCI Express x MB/s 28

29 PCI Express x MB/s Conectores do PCI Express O conector do barramento PCI Express em placas-mãe pode variar conforme a velocidade usada, como mostra a imagem abaixo: A imagem a seguir mostra uma placa de vídeo 3D da Asus, modelo Extreme AX800XT PE/2DHTV, que usa o barramento PCI Express 16X: Obs: Tecnicamente falando, o PCI Express não é um barramento. Barramento é um caminho de dados onde você pode ligar vários dispositivos ao mesmo tempo, compartilhando este caminho de dados. O PCI Express é uma conexão ponto-a-ponto, isto é, ele conecta somente dois dispositivos e nenhum outro dispositivo pode compartilhar esta conexão. Para clarificar: em uma placa-mãe com slots PCI comuns, todos os slots PCI são conectados ao barramento PCI e todos compartilham o mesmo caminho de dados. Em uma placa-mãe com slots PCI Express, cada slot PCI Express é conectado ao chipset da placa-mãe usando uma pista dedicada, não compartilhando esta pista (caminho de dados) com nenhum outro slot PCI Express. Em nome da simplificação, estamos chamando o PCI Express de "barramento", visto que para usuários comuns o termo "barramento" é facilmente reconhecido como "caminho de dados entre dispositivos". Barramentos AMR, CNR e ACR Muitas placas de CPU modernas possuem conectores para a instalação de um riser card. São os slots AMR, CNR e ACR. Um riser card é uma placa de interface especial, cujo principal objetivo é a redução de custo. A idéia básica dessas placas é dividir cada interface em duas partes. Uma parte, totalmente digital e de baixo custo, é embutida no chipset. A outra parte, mais voltada para funções analógicas, fica no riser card. A comunicação entre o chipset da placa de CPU e o Riser Card é feita em um formato serial, utilizando um reduzido número de pi nos. O primeiro padrão de riser card foi o AMR (Audio Mo dem Riser). Destinava-se a ser usado apenas com circuitos de som e modem. Para utilizar essas placas é preciso ter no chipset, os circuitos de áudio AC 97 e de modem MC 97. Muitos chipsets modernos possuem tais circuitos. Os circuitos de som AC 97 são relativamente simples, mas com boa qualidade. Os circuitos MC 97 são similares aos existentes nos soft modems. Toda a parte digital desses dispositivos fica localizada no chipset, e a parte analógica fica em uma placa de expansão AMR, que deve ser instalada no slot apropriado. A figura 41 mostra um slot AMR. 29

30 Depois do AMR, a Intel criou um novo padrão, o CNR (Communications Network Riser). O tipo de slot é idêntico ao usado pelo padrão AMR. Neste slot podemos instalar riser cards com funções de áudio, modem e rede. As placas AMR e CNR têm formatos semelhantes. Portanto o CNR é um padrão similar ao AMR, porém suporta funções de rede. Existe uma diferença entre as localizações dos slots AMR e CNR. Normalmente as placas de CPU possuem um ou outro tipo, mas não ambas. O slot à esquerda de todos os slots PCI é o CNR (olhando a placa de CPU pela frente do gabinete). O slot localizado à direita é um AMR. Podemos então considerar que usar uma placa AMR ou CNR é o mesmo que utilizar uma placa de som simples, ou um soft modem, ou uma interface de rede comum. A diferença é que partes dos circuitos ficam no chipset (Southbridge e Super I/O) e parte fica no riser card. Existem vários tipos de riser card no mercado: modem, áudio, áudio+modem, áudio+rede, modem+rede, modem+áudio+us B, etc. O padrão ACR, promovido pela AMD e outros fabricant es de modems e produtos de comunicação, é compatível com o AMR, e também oferece funções de rede, USB e comunicação em banda larga. Seu slot possui mais pinos, e é similar ao slot PCI, porém com uma fixação mecânica diferente. Na figura abaixo vemos uma placa ACR. Memória Leitura e escrita Dividem-se as memórias em duas grandes categorias: ROM e RAM. Em todos os computadores encontramos ambos os tipos. Cada um desses dois tipos é por sua vez, dividido em várias outras categorias. ROM ROM significa read only memory, ou seja, memória para apenas leitura. É um tipo de memória que, em uso normal, aceita apenas operações de leitura, não permitindo a realização de escritas. Outra característica da ROM é que seus dados não são perdidos quando ela é desligada. Ao ligarmos novamente, os dados estarão lá, exatamente como foram deixados. Dizemos então que a ROM é uma memória não volátil. Alguns tipos de ROM aceitam operações de escrita, porém isto é feito através de programas apropriados, usando comandos de hardware especiais. Uma típica aplicação da ROM é o armazenamento do BIOS do PC, aquele programa que entra em ação assim que o ligamos. Este programa testa a memória, inicializa o hardware e inicia a carga do sistema operacional. Normalmente não fazemos o upgrade de ROMs, mas é comum um upgrade de software nessas memórias, que consiste na atualização do seu programa armazenado. Podemos citar o caso mais comum, que é o upgrade de BIOS. 30

31 RAM Significa random access memory, ou seja, memória de acesso aleatório. Além de permitir leituras e escritas, a RAM tem outra característica típica: trata-se de uma memória volátil, ou seja, seus dados são apagados quando é desligada. Resumindo, as principais características da ROM e da RAM são: ROM RAM Significado Read only memory Random access memory Faz leituras SIM SIM Faz escritas Normalmente NÃO SIM Perde dados ao ser desligada NÃO SIM Encapsulamento O chip de memória é um circuito elétrico integrado em uma minúscula fatia de silício contendo impurezas. É um pouco mais espesso que uma folha de papel e é muito delicado, não podendo suportar exposição ao ar. Portanto, o que é denominado chip de memória, é o encapsulamento, ou seja, o invólucro protetor do circuito, que é feito de material plástico ou resina epóxi. A memória está lá dentro e se liga ao mundo exterior por fios metálicos que saem do invólucro e se conectam a contatos metálicos que se encaixarão nos soquetes ou slots (fendas com contatos elétricos) da placamãe. Encapsulamentos de memórias ROMs Quase sempre se encontrarão memórias ROMs fabricadas com encapsulamento DIP cerâmico ou plástico, conforme exemplo na figura abaixo. ROM com encapsulamento DIP. O encapsulamento DIP (dual in-line package) cerâmico é mais utilizado pelas ROMs do tipo EPROM (ou UV-EPROM). Essas ROMs possuem uma janela de vidro, através da qual os dados podem ser apagados através de raios ultra-violeta. Depois de apagadas, podem ser novamente gravadas. Em uso normal esta janela deve permanecer tampada por uma etiqueta. Portanto nunca retire a etiqueta da ROM expondo sua janela de vidro, pois ela pode ser apagada por exposição prolongada à luz natural. Podemos ainda encontrar ROMs com outros encapsulamentos diferentes do DIP, como o PLCC (plastic leadless chip carrier), mostrado na figura seguinte. Este tipo de ROM é muito encontrado em modems e nas placas de CPU modernas. ROM com encapsulamento PLCC. 31

32 Encapsulamento das memórias RAMs Os chips de memória RAM também podem ser encontrados em diversos formatos, sendo que o mais comum é o encapsulamento SOJ (small outline package J-lead), mostrado logo abaixo. Você encontrará com freqüência este encapsulamento nos chips que formam os módulos de memória e nos que forma a memória de vídeo, encontrados em placas de vídeo. Chips de RAM com encapsulamento SOJ. Também é comum encontrar chips de RAM com encapsulamento QFP (quad flatpack). São usados por chips que formam a cache L2 em placas de CPU com cache externa, e nos chips que formam a memória de vídeo. Chips de RAM com encapsulamento QFP. Comenta-se sobre esses chips por razões meramente ilustrativas. Quem está preocupado apenas em realizar upgrades não precisará se envolver diretamente com esses chips de memória. Encapsulamento de módulos de memória Até o início dos anos 90, as memórias dos PCs usavam encapsulamento DIP e eram instaladas, chip por chip. Os módulos de memória foram criados para facilitar a sua instalação. É muito mais rápido conectar um módulo de memória que instalar um grande número de chips avulsos. Chip de memória com encapsulamento DIP e módulos de memória SIPP e SIMM. Os primeiros módulos de memória eram chamados SIPP (single inline pin package), e foram lançados em meados dos anos 80. Este módulo era uma pequena placa com chips de memória e terminais ( perninhas ) para encaixe no soquete apropriado. Mais tarde surgiram os módulos SIMM (single inline memory module). Ao invés de utilizar terminais de contato como o SIPP, esses módulos têm um conector na sua borda. Os módulos SIPP caíram em desuso já no início dos anos 90. Os módulos SIPP e os primeiros módulos SIMM forneciam 8 bits simultâneos e precisavam ser usados em grupos para formar o número total de bits exigidos pelo processador. Processadores 386 e 32

33 486 utilizam memórias de 32 bits, portanto os módulos SIMM eram usados em grupos de 4. Por exemplo, 4 módulos iguais, com 4 MB cada um, formavam um banco de 16 MB, com 32 bits. Os módulos SIMM usados até então tinham 30 contatos, portanto eram chamados de SIMM/30, ou módulos SIMM de 30 vias (ou 30 pinos). Ainda eram bastante comuns em meados dos anos 90, mas já existiam na época, módulos SIMM de 72 vias (SIMM/72), que forneciam 32 bits simultâneos. Em placas de CPU 486, um único módulo SIMM/72 formava um banco de memória com 32 bits. Os módulos SIMM/72, apesar de serem mais práticos que os SIMM/30, eram pouco utilizados, até o lançamento do processador Pentium. O Pentium trabalha com memórias de 64 bits, portanto dois módulos SIMM/72 iguais formam um banco de 64 bits. Já em 1996 era praticamente impossível encontrar à venda módulos SIMM/30, exceto no mercado de peças usadas. Módulos SIMM/30 e SIMM/72. Visando uma integração de componentes ainda maior, foram criados módulos que fornecem 64 bits simultâneos. Esses módulos são chamados DIMM/168 (dual inline memory module), e possuem 168 vias. Um único módulo DIMM/168 forma um banco de memória com 64 bits. Módulo DIMM/168. Dois novos tipos de memória passaram a ser comuns a partir de São as memórias RAMBUS (RDRAM) e as memórias DDR SDRAM. Memórias RAMBUS usam o o encapsulamento RIMM de 184 vias (figura A). Este tipo de módulo pode ter uma chapa metálica cobrindo seus chips. Esses módulos têm tamanho similar ao dos módulos DIMM/168, cerca de 13 centímetros. Entretanto não existe risco de conexão em um soquete errado, já que as duas fendas existentes do conector só se ajustam aos soquetes apropriados. (Figura A) Módulo RIMM/184. Também bastante parecidos são os módulos DIMM/184, utilizados pelas memórias DDR SDRAM. A medida é similar à dos módulos DIMM/168 e RIMM/184, mas esses módulos também possuem um chanfro característico que impede o seu encaixe em um soquete errado. Módulo DIMM/184. Observe que antes de fazer um upgrade de memória, temos que saber quais são os tipos de memórias suportadas pela placa de CPU. Por exemplo, muitas placas de CPU para Pentium 4 operam com RDRAM, outras com DDR SDRAM, e outras com SDRAM. Podemos encontrar placas de CPU para processadores Athlon e Duron que operam com SDRAM, outras com DDR SDRAM, outras com 33

34 ambos os tipos. As placas para Pentium III e Celeron normalmente aceitam apenas SDRAM. Placas de CPU para processadores mais antigos podem operar com SDRAM, outras com memórias SIMM/72 (FPM ou EDO), outras aceitam ambos os tipos. Quando uma placa de CPU suporta mais de um tipo de memória, o ideal é que seja escolhido para uma expansão, aquele de maior desempenho. (O ideal é seguir o ditado: cada caso é um caso ). RAMs estáticas e dinâmicas RAMs podem ser divididas em duas grandes categorias: RAMs estáticas (SRAM) e RAMs dinâmicas (DRAM). A DRAM é a memória usada em larga escala nos PCs. Quando dizemos que um PC possui, por exemplo, 128 MB, tratam-se de 128 MB de DRAM. São memórias baratas e compactas, o que é um grande atrativo. Por outro lado, são relativamente lentas, o que é uma grande desvantagem. Por esta razão, os PCs utilizam em conjunto com a DRAM, uma memória especial, mais veloz, chamada cache, que serve para acelerar o desempenho da DRAM. A SRAM (cache) tem como objetivo o aumento do desempenho através de um processo de aceleração de troca de informações entre memória principal (DRAM) e processador. Antigamente a memória cache localizava-se na placa-mãe. Atualmente ela encontra-se embutida no processador e também na placa-mãe em alguns casos. No momento existem 03 (três) tipos de memória cache: L1 (level 1 nível 1 interna): - Localizada dentro do processador. - Extremamente importante para performance do processador. - Varia de 16 Kb a 512 Kb em média. L2 (level 2 nível 2 externa): - Localizada na placa-mãe. - Controlador desta memória se encontra embutido no chipset. - Tamanhos mais comuns: 256 Kb, 512 Kb, 1 Mb. L3 (level 3 nível 3): Determinados processadores acabaram embutindo a cache L2 para acelerar sua performance. Isto possibilitou que a cache localizada na placa-mãe pudesse ser utilizada como um terceiro nível de memória cache. Segue um exemplo simples de funcionamento de uma memória cache: Imagine que o serviço deste secretário seja atender clientes da seguradora que ligam esporadicamente. Cada cliente possui uma ficha, sendo que todas as fichas estão organizadas num grande arquivo do outro lado da sala. Quando um cliente liga, o secretário precisa de se levantar e procurar a ficha do cliente no arquivo, antes que possa atendê-lo, fazendo com que cliente precise esperar um tempo razoável. Com o passar do tempo, o secretário percebe que dos clientes, 50 ligam com mais freqüência. Ele então resolve colocar um pequeno fichário sobre a mesa, e nele guarda as fichas destes 50 clientes que são responsáveis pela maioria das chamadas. Quando um destes clientes ligar, o secretário poderá localizar a sua ficha em muito menos tempo, já que elas já estarão sobre a sua mesa. Enquanto estiver atendendo o cliente, ele manterá a ficha deste à mão, para que possa atender imediatamente a qualquer solicitação. O grande arquivo ilustra a memória RAM, onde todos os programas abertos são carregados. O pequeno fichário sobre a mesa ilustra a cache L2, que armazena os dados usados com mais freqüência pelo processador. Finalmente, a ficha mantida à mão enquanto o cliente é atendido ilustra a cache L1, que é brutalmente mais rápido do que a memória RAM e até mesmo que a cache L2, apesar do seu tamanho reduzido não permitir a armazenagem de muitos dados, assim como não é possível (pelo menos no exemplo) manter mais que uma ficha à mão ao mesmo tempo. A DRAM por sua vez pode ser subdividida em outras categorias, sendo as principais (em ordem cronológica): DRAM 34

35 FPM DRAM EDO DRAM SDRAM DDR SDRAM RDRAM A DRAM não é caracterizada pela rapidez, e sim pelo baixo custo, aliado à alta capacidade, em comparação com a SRAM. A alta capacidade é devida ao fato das suas células de memória serem mais simples. Com células mais simples, é possível criar chips com maior número de células de memória. As RAMs estáticas são muito utilizadas para formar a cache L2 externa, em placas de CPU para processadores que não possuem esta cache intergrada. Memória Cache A memória SRAM é muito mais rápida do que qualquer das demais modalidades de memória DRAM. Diferentemente do que ocorre com todas as memórias de tipo dinâmico, a DRAM, a de tipo estático, não precisa do contínuo refrescamento de seu conteúdo para evitar a perda de dados. Essa característica, juntamente com outras particularidades técnicas, faz com que a memória cache seja muito rápida, chegando a alcançar tempos de acesso inferiores a 2 nanossegundos. Em vez dos diminutos acumuladores característicos das memórias DRAM, as memórias SRAM contam com um grupo de seis transistores (elemento semicondutor básico em eletrônica. Os transistores substituíram as válvulas que eram utilizadas nos primeiros circuitos eletrônicos) para o armazenamento de cada bit. Em conseqüência, ocorre uma drástica redução no tempo de acesso, pois se evitam os atrasos criados pelos processos de carga e descarga elétrica em cada acumulador. A presença de transistores melhora o rendimento das memórias estáticas, mas implica uma renúncia à alta densidade de armazenamento, típica das memórias DRAM. O resultado é um considerável aumento no tamanho físico nos módulos de memória SRAM e também, em seu custo de produção, o que impossibilita usá-la como memória principal. Um dos avanços mais importantes introduzidos nos computadores pessoais é o aproveitamento das características da SRAM para fazê-la operar como memória cache, também conhecida como memória intermediária. A memória cache de primeiro nível (L1) situa-se fisicamente dentro do microprocessador para funcionar como ponte entre ele e a memória principal. Todos os dados transferidos entre a memória RAM e o processador passam pela cache, onde eles se mantêm durante alguns ciclos de relógio. Em muitas das operações que efetua, o processador precisa acessar repetidas vezes dados que foram processados poucos ciclos antes. Graças à cache, ele pode acessar novamente essa informação que a SRAM mantém armazenada, evitando os tempos de espera inevitáveis num acesso à memória RAM. Para melhorar ainda mais o desempenho da cache do processador, os PCs possuem uma cache de segundo nível (L2), com velocidade inferior à da cache de primeiro nível mas de muito mais capacidade. Desse modo, aumentam as possibilidades de se conseguir um melhor grau de aproveitamento da informação armazenada nas memórias cache. Ao tentar ler um dado a partir da memória RAM, o PC tratará de localizá-lo, em primeiro lugar, na cache de primeiro nível. Na hipótese de não o encontrar ali, fará a mesma operação com a cache de segundo nível, onde as probabilidades de encontrá-lo são maiores. A cache de segundo nível trabalha com tempos de acesso superiores aos da cache de primeiro nível e, pelo fato de não estar integrada dentro do processador, não pode se comunicar com a mesma freqüência de relógio. 35

36 Comparando SRAM e DRAM Como mostra a tabela, a DRAM leva vantagem em todos os pontos, exceto na velocidade. Esta desvantagem é compensada com o uso de memória cache. A lentidão da DRAM é resultado da sua natureza capacitiva. SRAM DRAM * Rápida Lenta Baixa densidade * Alta densidade Alto custo * Baixo custo Alto consumo * Baixo consumo DRAMs síncronas No final dos anos 90 surgiram as DRAMs síncronas (Synchronous DRAM, ou SDRAM), ideais para barramentos de 66 a 133 MHz, e alguns modelos chegando a 166 MHz. Para barramentos mais velozes, como 200, 266 e até 400 MHz, foram criadas novas versões ainda mais velozes, como a DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) e a RDRAM (Rambus DRAM). SDRAM Esta é a DRAM síncrona (Synchronous DRAM), muito utilizada nas placas de CPU produzidas entre 1997 e A principal diferença em relação às DRAMs dos tipos EDO e FPM é que seu funcionamento é sincronizado com o do chipset (e normalmente também com o processador), através de um clock. Por exemplo, em um processador com clock externo de 133 MHz, o chipset também opera a 133 MHz, assim como a SDRAM. Existem exceções, como as primeiras placas para processadores Athlon, com clock externo de 200 MHz mas com memórias SDRAM operando com apenas 100 ou 133 MHz. De qualquer forma, sempre existirá uma sincronização entre o chipset e a SDRAM. A SDRAM é mais veloz que a EDO DRAM, é suportada por todas as placas de CPU produzidas a partir de meados de 1997, e seus módulos usam o encapsulamento DIMM/168. Memórias SDRAM modernas operam com temporizações como ou Significa que levam 3 ou 2 ciclos para fazer o primeiro acesso (isto é o que chamamos de CL, ou latência do CAS) e 1 ciclo para cada um dos três acessos seguintes. O valor de CL pode ser ajustado pelo CMOS Setup, de forma manual ou então de forma automática. Para usar o ajuste automático basta programar o item SDRAM timing com a opção by SPD. O SPD (Serial Presence Detect) é uma pequena ROM de configuração existente nos módulos de SDRAM, através da qual o BIOS pode identificar automaticamente as características da memória. PC66, PC100, PC133 Inicialmente surgiram chips de SDRAM com clocks de 66, 100 e 125 MHz. Teoricamente eram destinados a operar com barramentos externos de 66, 100 e 125 MHz, respectivamente. Como existiam várias diferenças entre as temporizações das várias versões de SDRAM de vários fabricantes, algumas incompatibilidades passaram a ocorrer. Visando resolver esses problemas, a Intel criou os padrões PC66, PC100 (e mais tarde o PC133). São normas que definem todos os parâmetros de tempo que as memórias deveriam obedecer para operar seguramente a 66 e a 100 MHz, o que acabou com os problemas de compatibilidade. Os módulos de 100 MHz já existentes no mercado não atendiam plenamente às especificações do padrão PC100, por isso esses módulos passaram a ser designados como PC66. Já os módulos de 125 MHz existentes tinham temporizações compatíveis com o PC100, e passaram a ser assim designados. Portanto um módulo com marcação de 10 ns ou 100 MHz é PC66. Pode ser usado com barramentos externos de 66 MHz, e possivelmente também a 75 ou 83 MHz, mas não a 100 MHz. Os módulos com marcação de 8 ns ou 125 MHz são classificados como PC100. Os primeiros módulos para 133 MHz já foram criados obedecendo ao padrão PC133, portanto podem ser seguramente usados em barramentos de 133 MHz. Esses módulos têm tempos de acesso de 7,5 ns ou menores. 36

37 DDR SDRAM Apesar de envolver um grande esforço de engenharia na sua implementação, a idéia da DDR (Double Data Rate) SDRAM é bastante simples. Ao invés de uma única SDRAM, coloque duas iguais, lado a lado. Quando uma for acessada, a outra também será. Cada SDRAM poderá entregar um dado a cada pulso de clock. Como temos duas memórias em paralelo, o conjunto poderá entregar dois dados a cada pulso de clock. O resultado é uma taxa de transferência duas vezes maior. Agora, ao invés de utilizar dois chips SDRAM iguais, lado a lado, constrói-se um único chip com os circuitos equivalentes aos das duas SDRAMs, e adiciona-se a ele, os circuitos necessários para fazer a transmissão dupla a cada pulso de clock. O chip resultante é uma DDR SDRAM. Operação da SDRAM e da DDR SDRAM. A figura acima mostra a diferença, do ponto de vista externo, entre a SDRAM e a DDR SDRAM. Os períodos de clock são representados por T0, T1, T2 e T3. A SDRAM fornece um dado a cada período de clock, e o instante da subida deste clock (transição de 0 para 1 ) indica que o dado está pronto para ser lido. Na DDR SDRAM, utilizando períodos iguais, cada transição de subida ou de descida indica a presença de um dado pronto. Portanto são dois dados a cada clock. As memórias DDR são oficialmente encontradas em versões de 266 MHz, 333 MHz e 400 MHz, DDR2 SDRAM Memórias do tipo DDR2 já são aceitas em algumas placas-mãe topo de linha. Segue abaixo uma pequena lista das principais diferenças entre as memórias DDR2 e DDR: As memórias DDR2 são encontradas em versões de 400 MHz, 533 MHz, 667 MHz e 800 MHz. Assim como as memórias DDR, transferem dois dados por pulso de clock. Por conta disso, os clocks listados são os clocks nominais e não os clocks reais. Para obter o clock real divida o clock nominal por dois. Por exemplo, a memória DDR2-667 na realidade trabalha a 333 MHz. As memórias DDR2 têm menor consumo elétrico comparadas às memórias DDR. As memórias DDR são alimentadas com 2,5V enquanto as memórias DDR2 são alimentadas com 1,8V. Nas memórias DDR a terminação resistiva necessária para a memória funcionar está localizada na placa-mãe. Já na DDR2 este circuito está localizado dentro do chip de memória. É por este motivo que não é possível instalar memórias DDR2 em soquetes de memória DDR e vice-versa. Os módulos de memória DDR têm 184 terminais, enquanto os módulos de memória DDR2 têm 240 terminais. Nas memórias DDR o parâmetro latência do CAS (CL), também conhecido como tempo de acesso que é o tempo que a memória demora em entregar um dado solicitado, pode ser de 2, 2,5 ou 3 pulsos de clock. Nas memórias DDR2 o tempo de acesso pode ser de 3, 4 ou 5 pulsos de clock. Nas memórias DDR2, dependendo do chip, há uma latência adicional (chamada AL, additional latency ) de 0, 1, 2, 3, 4 ou 5 pulsos de clock. Ou seja, em uma memória DDR2 com CL4 e AL1, o tempo de acesso (latência) é de 5 pulsos de clock. Nas memórias DDR2 a latência de escrita é igual à latência de leitura (CL + AL) menos 1. Internamente o controlador das memórias DDR trabalha carregando antecipadamente dois bits de dados da área de armazenamento (tarefa conhecida como prefetch ou pré-busca ), já o controlador das memórias DDR2 trabalha carregando quatro bits. 37

38 Aparência Física Os módulos de memória DDR e DDR2 possuem o mesmo tamanho físico, porém módulos DDR têm 184 terminais, enquanto módulos DDR2 têm 240 terminais. Abaixo se pode comparar os terminais de um módulo DDR2 com um módulo DDR. Diferença entre o contato de borda dos módulos DDR para os módulos DDR2. Desta forma, não há como instalar um módulo DDR2 em um soquete DDR e vice-versa. Todo chip DDR2 usa encapsulamento BGA (Ball Grid Array), enquanto chips DDR normalmente usam encapsulamento TSOP (Thin Small-Outline Package). Existem chips DDR com encapsulamento BGA (como é o caso dos chips da Kingmax), mas não são comuns. Na Figura A pode ser conferida a aparência de um chip DDR com encapsulamento TSOP, usado em módulos DDR, enquanto na Figura B pode ser observada a aparência de um chip DDR2 com encapsulamento BGA, usado em módulos DDR2. Figura A: Chips DDR normalmente usam encapsulamento TSOP. Figura B: Chips DDR2 normalmente usam encapsulamento BGA. Terminação Resistiva Nos módulos DDR a terminação resistiva necessária para a memória funcionar está localizada na placa-mãe. Já nos módulos DDR2 esta terminação está dentro dos chips de memória técnica chamada ODT, On-Die Termination. Isto foi feito para que o sinal a ser lido e escrito pela memória ficasse mais limpo. Observando a próxima figura se nota uma comparação do sinal que chega à memória. Do lado esquerdo estão os sinais no sistema onde a terminação está na placa-mãe (memórias DDR). Já do lado direito surgem os sinais no sistema onde a terminação está na memória (memórias DDR2). Mesmo um leigo é capaz 38

39 de facilmente identificar que o sinal do lado direito está mais limpo e estável que o sinal do lado esquerdo. No quadrado amarelo é possível realizar a comparação da diferença de janela de tempo que a memória tem para ler ou gravar um dado. Com o uso da terminação resistiva, esta janela de tempo aumentou, significando que clocks maiores podem ser atingidos, já que a memória tem mais tempo para ler ou escrever um dado. Latências As memórias DDR2 trabalham com latências maiores do que as memórias DDR. Em outras palavras, elas demoram mais pulsos de clock para entregarem um dado solicitado. Isso significa que as memórias DDR2 são mais lentas do que as memórias DDR? Não necessariamente. Elas demoram mais pulsos de clock, mas não necessariamente mais tempo. Se for realizada uma comparação de uma memória DDR com uma memória DDR2 rodando sob um mesmo clock, a que tiver menor latência será mais rápida. Portanto, caso se apresente uma memória DDR400 com CL3 e uma memória DDR2-400 com CL4, a memória DDR400 será mais rápida. Lembrando que as memórias DDR2 têm um parâmetro adicional chamado AL (latência adicional) que deve ser somada à sua latência nominal (CL) para obter a latência total. No caso de comparações de memória com velocidades diferentes, deve ser levado em conta o clock. Para facilitar as contas e comparações, segue uma tabela abaixo contendo a duração de cada pulso de clock dependendo do tipo de memória. Assim somente é necessário pegar o número apresentado abaixo de acordo com o tipo de memória a ser comparada e multiplicar pelo valor da sua latência para saber a duração da latência em nanossegundos, podendo, assim, comparar a latência de memórias com clocks diferentes para saber qual memória é efetivamente mais rápida. Duração de Cada Pulso de Memória Clock DDR266 7,5 ns DDR333 6 ns DDR400 e DDR ns DDR ,75 ns DDR ns DDR ,5 ns DDR3 SDRAM As memórias DDR3 estão no momento em Lançamento. O JDEC, órgão que padroniza as memórias RAM. As primeiras velocidades das memórias DDR3 serão 800 MHz e 1067 MHz, subindo para 1333 MHz e 1667 MHz no futuro. Lembrando que as memórias DDR3, assim como as DDR2 e DDR, transferem dois dados por pulso de clock e estes valores são os clocks nominais. Para obter o clock real, divida estes valores por 2. JEDEC finaliza especificações para DDR3 39

40 Embora várias fabricantes já tenham apresentado seus módulos de memória DDR3, o órgão responsável pela normatização em máterias de semicondutores, o JEDEC, finalizou as especificações técnicas do que se tornará sem dúvida o novo padrão de memória RAM a médio prazo. Essas especificações deverão servir como ponto de partida às fabricantes para seus futuros módulos de memória DDR3 (Double Data Rate 3). Os padrões para esses tipos de memórias prometem melhoras drásticas que deverão oferecer maior performance e consumo menor que as DDR e DDR2. A tensão exigida para as DDR3 é de 1,5 V, enquanto as DDR2 precisam de 1,8 V e as DDR, 2,5 V. As fabricantes podem aumentar a tensão para obter maior eficiência, como os módulos acelerados high-end. O padrão DDR3 servirá como uma base para o desenvolvimento de uma nova geração de soluções de memória que atendam às demandas por baixo consumo e alta performance, disse Paul Fahey, diretor do setor de opção de memórias da Intel e membro da JEDEC. O DDR3 será um ingrediente essencial para futuras plataformas móveis e essas aplicações exigirão alto desempenho, como vídeo streaming, codificação, jogos e visualização 3D. Entre outros fatores, o JEDEC também toca no âmbito da faixa de temperatura de operação, nível de gravação e novos recursos das DDR3. Além das freqüências mais elevadas, poderão ser equipados com chips de maior capacidade (512 Mbits a 8 Gbits). Os padrões para a DDR3 representam o resultado de horas de colaboração entre fabricantes de memória, sistema, componentes e módulos, disse Joe Macro, organizador JEDEC JC-42.3 e funcionário da AMD. Os módulos de DDR3 tem 240 pinos, assim como os DDR2, mas ambos têm seus entalhes de encaixe em posições diferentes para evitar que o usuário utilize um módulo DDR3 em uma placamãe concebida para DDR2 e vice-versa. Os documentos apresentados pelo JEDEC também apresentam as especificações para os módulos DDR3 SODIMM destinados a computadores portáteis. Assim como para as DDR e DDR2, o JEDEC também engloba módulos DDR3 registrados destinados a servidores. SPD Serial Presence Detect O SPD permite ao BIOS identificar as características dos módulos de memória, e desta forma configurar o chipset para realizar o acesso da forma mais eficiente. Encontramos o SPD nos módulos de memória SDRAM, DDR SDRAM e RDRAM. É implementado através de um minúsculo chip de memória EEPROM existente nos módulos, onde estão armazenadas todas as suas características (figura a seguir). Figura 16 O chip SPD de um módulo de SDRAM. Antes de existir o SPD, o BIOS precisava determinar através de contagem, a quantidade de memória instalada. Vários parâmetros relacionados com a temporização de acesso às memórias deviam ser obrigatoriamente programados no BIOS. Como existem módulos com características bem diferentes, os BIOS precisavam utilizar temporizações longas, compatíveis com maior variedade de módulos, e desta forma o desempenho não era otimizado. O usuário mais experiente tinha que ajustar manualmente as temporizações, visando obter maior desempenho. 40

41 Memórias ROM A ROM (Read Only Memory, ou memória de apenas leitura) tem duas características principais. A primeira trata-se de uma memória não volátil, ou seja, que não perde seus dados quando é desligada. Por isso é a memória ideal para armazenar o BIOS, que precisa entrar em execução assim que o computador é ligado. A segunda característica, seu próprio nome já diz. É usada apenas para operações de leitura, não permitindo gravações. A maioria das ROMs usadas em PCs utiliza o encapsulamento DIP (Dual In-line Package). As ROMs mais comuns são as que armazenam o BIOS da placa de CPU e o BIOS da placa VGA. ROM, PROM, EPROM As ROMs são encontradas em diversas modalidades. As principais diferenças dizem respeito a como os dados originais são armazenados. Em uso normal, a ROM aceita apenas operações de leitura, e não de escrita, mas antes disso, é preciso que alguém (normalmente o fabricante) armazene os seus dados. A ROM é o tipo mais simples. Seus dados são gravados durante o processo de fabricação do chip. Um fabricante de placas de CPU, por exemplo, entrega ao fabricante de memórias, o conteúdo a ser gravado nas ROMs. A partir deste conteúdo, o fabricante de memórias produz uma matriz, com a qual serão construídos milhares de chips. A PROM (Programable ROM) é um tipo de memória ROM, com uma diferença: pode ser programada em laboratório, através de um gravador especial. Este tipo de gravação é feito através da queima de microscópicos elementos, que são como pequenos fusíveis, feitos de material semicondutor. Uma PROM nova vem em estado virgem, ou seja, com todos os seus fusíveis intactos. O processo de gravação faz a queima seletiva desses fusíveis, a fim de representar os bits desejados. Este processo é irreversível. Uma vez queimada, ou seja, programada, uma PROM não pode mais ser modificada. A EPROM ou UV-EPROM (Eraseable PROM, ou Ultra Violet Eraseable PROM) é uma ROM programável, que pode ser apagada e regravada. Seus dados podem ser apagados através de um feixe de luz ultra violeta de alta intensidade. As EPROMs possuem uma janela de vidro, através da qual podem incidir os raios ultra violeta usados no processo de apagamento. Esses raios são obtidos em um aparelho especial chamado apagador de EPROMs, que consiste em uma caixa plástica com uma lâmpada ultra violeta. Flash ROM Desde os anos 80 existe no mercado um tipo especial de ROM, que pode ser programada e apagada eletricamente: a EEPROM ou E 2 PROM (Eletrically Eraseable Programable ROM). Essas memórias são antecessoras das atuais Flash ROMs, que têm a mesma característica. São ROMs que podem ser regravadas através da aplicação de voltagens de programação especiais. Em uso normal, esta voltagem de programação não chega ao chip, e seus dados permanecem inalteráveis. Este tipo especial de ROM tem sido utilizado nas placas de CPU a partir de meados dos anos 90 para armazenar o seu BIOS. Pelo fato de serem alteráveis, permitem realizar atualizações do BIOS, através de programas especiais que ativam os seus circuitos de gravação. Pen Drive Pen drive é um dispositivo com memória flash e conector USB (a sigla para Universal Serial Bus) que funciona como unidade de armazenamento removível. Basta plugá-la na porta USB do computador para que seja reconhecida como uma nova unidade de armazenamento pronta para ser utilizada. A memória pen drive também é conhecida por outros nomes: memory key, chaveiro USB, flash drive, flash memory, mini HD, entre outros. No Brasil é popularmente conhecida pelo nome de pen drive. 41

42 A grande vantagem desse dispositivo é ser compacto (tamanho aproximado de um chaveiro) com a possibilidade de ter uma grande capacidade de armazenamento, você pode transportá-la para qualquer lugar e plugá-la em qualquer computador com uma porta USB. Como funciona? Quando plugá-la na porta USB do seu computador, uma nova letra de drive aparecerá. Observe a imagem abaixo: Existem diversos modelos no mercado, você pode transportá-la como chaveiro, colar, ou até mesmo no pulso caso adquira um relógio pen drive. Pode ouvir suas músicas em arquivo MP3, rodar vídeos e visualizar suas fotos digitais diretamente da pen. Sua capacidade de armazenamento e velocidade na leitura e gravação de dados são infinitamente superiores em comparação ao disquete. As pen drives mais populares podem ser encontradas no mercado brasileiro com capacidades que variam entre 512 MB e 16GB. As pen drives com capacidade de 64 MB, 128 MB e 256 MB, 512 MB bem populares há alguns anos atrás, atualmente são difíceis de serem encontradas nas lojas. A realidade é que já existem pen drives que armazenam até 64 GB de informação, e outras intermediárias, por exemplo, com capacidade de 8 GB. É natural que essas tenham um custo mais elevado, que tende a cair nos próximos anos. A outra vantagem em relação ao disquete é a confiabilidade que a memória pen drive proporciona na manutenção dos dados armazenados. A maioria de nós, usuários de computador, já tivemos problemas com disquetes. São mídias frágeis, com uma vida útil muito curta se comparada à memória pen drive, esta última capaz de reter dados por mais de 10 anos. Armazenamento de dados é a principal função da pen drive, mas não é a única. Existem pen drives com função MP3 Player conhecidas pelo nome de "MP3 Player portátil". Também utilizam memória flash e conexão USB, com o plus de funcionarem como tocador de música com diversos recursos. Quando a pen drive possui várias funções é comum chamá-la de "pen drive multifunção". A mais popular do mercado possui funções de MP3 Player, Radio FM e Gravador de Voz/FM. História da pen drive "A Toshiba inventou a memória Flash nos anos 80 como uma nova tecnologia de memória que permitia que os dados armazenados fossem salvos mesmo quando o dispositivo de memória estava desconectado de sua fonte de energia. Desde então, a tecnologia de memória Flash evoluiu e tornouse a mídia de armazenamento preferida para uma variedade de dispositivos de consumo e industriais." (Kingston.com/brasil - guia de tecnologia flash) Quem inventou a memória flash USB (pen drive)? "A primeira pen drive que tive notícia foi desenvolvida pela IBM. Lembro que a capacidade dela não me surpreendeu muito na época, era algo em torno de 16MB. " (Rodrigo Marcos - criador e webmaster do Pen Drive Net) Pesquisando na internet (google.com/wikipedia.org) descobrimos que a pen drive realmente foi inventada pela IBM em 1998, como um substituto do drive de disquete para a linha de produtos Thinkpad, porém, a empresa não patenteou sua invenção. Mais tarde contratou (sem exclusividade) a empresa M-Systems para desenvolver e manufaturar a memória USB. A M-Systems conseguiu a patente do dispositivo e mais algumas outras relacionadas. Dicas para Uso do Pen Drive Cuidado ao desplugar seu pen drive, nada de retirar o dispositivo abruptamente. Assim como o HD precisa se preparar quando o computador é desligado, o pen drive deve ser desabilitado 42

43 do sistema operacional, para evitar danos à entrada USB e à memória do chaveiro. Ao desligá-lo do sistema operacional, a memória flash preserva os dados desde o último acesso. Caso você tenha retirado o pen drive sem desabilitá-lo antes e perdido todos os seus dados, ainda há uma esperança. Procure e baixe o programa HP Format Utility for USB Flash Drivers. Com ele, você vai ter acesso a todas as pastinhas e arquivos que estejam no pen drive, desde que ele não tenha queimado. Outra utilidade do programa é formatar o pen drive para a próxima gravação. Não deixe seu pen drive continuamente plugado no computador, pois isso reduz a vida útil do dispositivo. Conecte o pen drive apenas quando o sistema operacional já tiver sido carregado, nunca antes. Funcionalidades Extras do Pen Drive Chave mestra o seu pen drive pode ser usado como chave para destravar o computador. O software TrueCrypt deve ser instalado no HD e não no pen drive. Aí basta acessar o Encrypt System Partition/Drive. O sistema operacional só será ativado quando o pen drive estiver conectado e a senha for digitada, porém se o pen drive for perdido, você terá que formatar seu HD e o conteúdo cifrado não será recuperado. Sistema operacional móvel você pode criar sistemas do tipo LiveUSB usando seu pen drive. O programa UNetBootIn serve para Windows e Linux e cria LiveUSBs a partir de imagens no formato ISO que você tenha em seu computador ou baixadas do site da distribuição que você deseja. Após ter selecionado a imagem ISO, é só clicar na letra que corresponde ao pen drive e dar OK, em breve seu LiveUSB estará pronto. Você deverá mudar as prioridades de boot no setup do computador para ter acesso ao sistema criado. A primeira prioridade deverá ser USB, a que estava anteriormente como primeira passará a ser a segunda. Você pode testar o Linux em seu pen drive, já que em nada afetará o sistema operacional do HD. Dessa forma, você tem um sistema operacional portátil que pode utilizar em qualquer computador que permita o processo de iniciação do sistema via USB. Softwares portáteis existem versões específicas de softwares para pen drives. Boa parte está disponível gratuitamente no formato open source, ou seja sem restrições de distribuição, em sites como o PortableApps. Você poderá ter muito mais segurança e praticidade carregando seu próprio navegador, com suas configurações, favoritos e sua caixa de s em versão mais leve. Acessando a internet pelo pen drive, você protege informações como senhas, cookies, histórico de navegação e arquivos temporários da bisbilhotice alheia. Ao equipar seu pen drive com os softwares que mais utiliza, você se garante no caso do PC não ter o aplicativo que precisa, edita e grava arquivos sem deixar rastros e tem um backup sempre à mão. Memória RAM no Windows Vista, existe um recurso chamado ReadyBoost. Ao plugar o pen drive, ele disponibiliza a opção para escolher quanto de memória auxiliar você quer utilizar, essa opção não substitui a memória RAM, já que a memória flash do pen drive tem velocidade menor. Você não vai poder gravar arquivos no espaço usado como memória auxiliar. Tipos de Memória Flash Smart Media: Em 1995 a Toshiba lançou o formato Smart Media (SM), um formato muito mais simples, onde o chip de memória é acessado diretamente, sem o uso de um chip controlador. O chip de memória é encapsulado dentro de um cartucho plástico, com apenas 0.76 mm de espessura e os contatos externos são ligados diretamente a ele. Nesta foto você pode ver um cartão Smart Media em comparação com um cartão MMC e um Memory Stick: 43

44 Apesar de finos, os cartões SM eram relativamente grandes, o que levou os fabricantes a abandonarem o formato. Surgiram então os formatos xd, MMC, SD e Memory Stick. Surpreendentemente, os leitores de cartões USB passaram oferecer suporte para todos os formatos simultaneamente. Isto foi possível graças ao desenvolvimento de chips controladores "tudo em um", capazes de converter cada um dos protocolos nos comandos suportados pelo padrão USB. Existem também os leitores incluídos nos notebooks, que lêem cartões SD e Memory Stick. Do ponto de vista do sistema operacional, eles são diferentes dos leitores USB, pois são ligados ao barramento PCI (ou PCI Express) ao invés de usarem o barramento USB e a maioria das funções são executadas via software (como num softmodem), graças ao driver instalado. Cartões xd: O próximo da lista é o xd, um formato proprietário, usado em câmeras da Olympus e da Fujifilm. Eles são relativamente rápidos se comparados com os Smart Media e com os cartões MMC, mas são bem mais lentos que os cartões SD usados atualmente. Existiram duas atualizações para o formato: o "xd M" (que permitiu o desenvolvimento de cartões com mais de 512 MB) e o "xd H" (que melhorou a velocidade de transferência). Apesar disso, ambos acabaram sendo pouco usados, devido à concorrência dos cartões SD. Assim como nos cartões SM, os contatos são ligados diretamente no chip de memória, sem o uso de um chip controlador. Isso em teoria baratearia os cartões, mas devido à pequena demanda (e consequentemente aos baixos volume de produção), os cartões xd são atualmente bem mais caros. Isso acaba prejudicando a competitividade das câmeras dos dois fabricantes, que perdem mercado por insistirem no padrão. Cartões MMC: O MMC é um padrão "quase aberto", onde é necessário pagar uma taxa inicial para obter as especificações e mais um valor anual á MMC Association, além de seguir um conjunto de restrições. Os cartões MMC possuem exatamente as mesmas dimensões dos cartões SD atuais e são compatíveis com a maior parte das câmeras e outros dispositivos, além de utilizarem o mesmo encaixe que eles nos adaptadores. As únicas diferenças visíveis é que os cartões MMC são um pouco mais finos (1.4 mm, contra 2.1 mm dos SD) e possuem apenas 7 pinos, enquanto os SD possuem dois pinos extras, totalizando 9. O maior problema é que os cartões MMC são lentos, pois utilizam um antiquado barramento serial para a transferência de dados, que transfere um bit por vez a uma freqüência máxima de 20 MHz. Em teoria, os cartões MMC poderiam transferir a até 2.5 MB/s, mas a maioria dos cartões ficam muito longe desta marca. Os cartões mais antigos utilizam um modo de transferência ainda mais lento, limitado a 400 KB/s. Como não existe praticamente nenhuma diferença de custo entre produzir um cartão MMC ou SD, os fabricantes migraram rapidamente para o padrão mais rápido, fazendo com que o MMC entrasse em desuso. Mais recentemente foram lançados os padrões RS-MMC, MMC Plus e SecureMMC, versões atualizadas do padrão MMC, que visam reconquistar seu lugar no mercado. Chegamos então aos dois padrões que sobreviveram à guerra: o SD, que é o padrão "parcialmente aberto", apoiado pela grande maioria dos fabricantes e o Memory Stick, o padrão proprietário da Sony. 44

45 Cartões SD: Finalmente, temos os cartões SD (Secure Digital), que acabaram se tornando o formato dominante. Como o nome sugere, os cartões SD oferecem um sistema de proteção de conteúdo (o CPRM), que é implementado diretamente no chip controlador. Ele se destina a atender o lobby das gravadoras, oferecendo uma forma de "proteger" arquivos de áudio e outros tipos de conteúdo contra cópias não autorizadas. Os cartões Memory Stick implementam um sistema similar (o Magic Gate), mas felizmente ambos são pouco usados. Existem três formatos de cartões SD. Além do formato padrão, temos os cartões minisd e microsd, versões miniaturizadas, que são eletricamente compatíveis com o padrão original e podem ser encaixados num slot para cartões SD regulares usando um adaptador simples. Os cartões SD suportam 3 modos de transferência. O 4 bits mode é o modo "padrão", onde o cartão transfere 4 bits por ciclo, a uma freqüência de até 50 MHz, resultando em taxas de transferência de até 25 MB/s (desde que os chips de memória usados acompanhem, naturalmente). O segundo é o 1 bit mode, onde é transferido um único bit por ciclo, a uma freqüência de no máximo 20 MHz. Este modo é usando para manter compatibilidade com os cartões MMC. É graças a ele que você pode usar cartões MMC em câmeras e leitores para cartões SD e vice-versa. Finalmente, existe o modo SPI (ainda mais lento), que é utilizado por algumas câmeras antigas e também em diversos tipos de dispositivos embarcados. É por causa dos três modos de operação que um mesmo cartão SD pode ser acessado a velocidades bem diferentes de acordo com o dispositivo onde ele é usado. Muitas câmeras antigas que permitem acessar o conteúdo do cartão quando ligadas a uma porta USB transferem a velocidades muito baixas, muitas vezes inferiores a 300 KB/s. O driver "sdhci" (no Linux), que dá suporte aos leitores de cartões incluídos em notebooks, por exemplo, é (pelo menos até o Kernel ) limitado ao modo SPI, por isso é bastante lento em relação ao driver Windows, que é capaz de utilizar o modo 4 bits. Ou seja, o leitor do seu notebook funciona, mas a uma velocidade muito baixa e com uma grande utilização do processador. Diferentes tipos de USB. O USB surgiu originalmente como um substituto para as portas seriais e paralelas usadas até então. Como a aplicação inicial era a conexão de mouses, impressoras, scanners e PDAs, os 12 megabits iniciais foram considerados mais do que suficientes. Entretanto, com o passar do tempo o USB passou a ser cada vez mais usado por câmeras, pendrives e outros dispositivos "rápidos", que demandam velocidades muito maiores. Surgiu então o USB 2.0, uma atualização indolor que aumentou a taxa de transferência teórica para 480 megabits, sem quebrar a compatibilidade com o padrão antigo. O primeiro rascunho do USB 3.0 foi apresentado em 2007 pela Intel, que propôs o uso de um par de cabos de fibra óptica, complementando os dois pares de fios de cobre. O uso de fibra óptica elevaria a taxa de transferência para respeitáveis 5 gigabits, sem quebrar a compatibilidade com dispositivos antigos: O grande problema com o padrão da Intel era o custo, já que tanto os cabos quanto os dispositivos seriam muito mais caros. Ele também não fazia nada com relação à capacidade de fornecimento elétrico, mantendo os mesmos 2.5 watts por porta do USB 2.0, que são insuficientes para muitos dispositivos. 45

46 Não é preciso dizer que ele foi bastante criticado e acabou sendo abandonado em 2008, dando lugar ao padrão definitivo, que oferece 4.8 gigabits de banda (10 vezes mais rápido que o 2.0 e apenas 4% menos que o padrão proposto pela Intel) utilizando apenas cabos de cobre. Os 4.8 gigabits do USB 3.0 são chamados de "SuperSpeed", complementando o "High-Speed" (480 megabits) do USB 2.0 e o "Full-Speed" (12 megabits) do USB 1.x. Para possibilitar o aumento da banda, foram adicionados dois novos pares de cabos para transmissão de dados (um para envio e outro para recepção) e um neutro, totalizando 5 novos pinos, que nos conectores tipo A são posicionados na parte interna do conector: Essa organização permitiu manter a compatibilidade com dispositivos antigos, já que os 4 pinos do USB 2.0 continuam presentes. Ao plugar um dispositivo antigo em um conector USB 3.0, apenas os 4 pinos de legado são usados e ele funciona normalmente. O inverso também funciona, desde que o dispositivo USB 3.0 seja capaz de trabalhar em modo de legado, dentro das limitações elétricas do USB 2.0. E você vai ver que o dispositivo está em conformidade com o USB 3.0 quando ver o símbolo abaixo. Shadow RAM A técnica da shadow RAM é utilizada para acelerar o BIOS da placa de CPU, o BIOS da placa de vídeo e outros BIOS eventualmente existentes em placas de expansão. A habilitação da shadow RAM é feita através do CMOS Setup. Consiste em copiar o conteúdo das ROMs (que são lentas) para a memória RAM (que é muito mais rápida). A seguir as ROMs são desativadas, e as áreas de RAM com suas cópias assumem o seu lugar. Microprocessadores O Microprocessador é o principal componente de um computador. Porém, é importante entender que o desempenho de um computador não é determinado apenas pelo processador, e sim pelo trabalho conjunto de todos os seus componentes: placa mãe, memória RAM, HD, Placa de Vídeo, etc. A primeira característica a considerar num computador é sua unidade central de processamento, que poderá fornecer uma série de indicações sobre o equipamento. A CPU (Central Processing Unit), também pode ser chamada de processador ou microprocessador. Tudo o que acontece num computador provém Do microprocessador, que gerência todos os recursos disponíveis no sistema, seu funcionamento é coordenado pelos programas, que indicam o que deve ser feito e quando. Basicamente, microprocessador executa cálculos como somas e comparações entre números, mas com uma característica muito especial: uma velocidade extremamente elevada. O que as diferenciam é sua estrutura interna e, o mais importante, o fato de cada uma ter seu conjunto de instruções próprio, esse é um dos principais motivos da incompatibilidade entre os computadores. Cada etapa é denomina ciclo de instrução. Este ciclo se repete indefinidamente até que o sistema seja desligado, ou ocorra algum tipo de erro, ou seja, encontrada uma instrução de parada. Podemos dizer que as tarefas de um microprocessador podem ser divididas em duas categorias: Função processamento: Encarrega-se de realizar as atividades relacionadas com a efetiva execução de uma operação, ou seja, processar. 46

47 Função Controle: É exercida pelos componentes da UCP (UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO), que se encarregam das atividades de busca, interpretação e controle da execução das instruções, bem como do controle da ação dos demais componentes do sistema de computação. Microprocessador e Microcomputador O microprocessador ou MPU é um elemento lógico complexo que executa funções lógicas, aritméticas e de controle. Geralmente o microprocessador é embalado num único CI. Um microcomputador contém diversos circuitos além do microprocessador. Entre esses circuitos tem-se memórias para guardar informações, adaptadores de interfaces para se conectar o microcomputador ao mundo exterior, clock para agir como temporizador para o sistema. A figura a seguir mostra um microcomputador típico. As setas indicam condutores destinados ao fluxo de informações binárias. As setas largar indicam diversos condutores em paralelo. Um grupo de condutores que conduzem informações é chamado de bus. Na figura o microcomputador está dentro da linha tracejada, sendo que a porte fora da linha é denominado mundo exterior, e todos microcomputadores devem ter meios de comunicação com ele. A informação recebida pelo microcomputador do mundo externo é chamada de dado de entrada e a informação transmitida para o mundo exterior pelo microcomputador é chamada de dado de saída. As informações de entrada podem vir de dispositivos tais como chave mecânicas, leitoras de fita, teclados, outros computadores, etc. As informações de saída podem ser enviadas a vídeo displays, perfuradoras de papel, impressoras, etc. Esses dispositivos são referidos como I/O ou dispositivos de entrada/saída. O ponto no qual o dispositivo I/O é conectado ao microcomputador é chamado de porta I/O. Programação O microprocessador é um circuito que possui a capacidade de executar diversos tipos de funções distintas. Cada função é específica e bem determinada, mas o número de funções não é unitário, como é a características dos outros circuitos integrados digitais, pois temos que notar que os circuitos integrados digitais possuem uma função específica, função esta que com os sinais colocados em sua entrada combinados produzem uma saída específica. Por exemplo, um circuito inversor possui uma entrada, uma saída. Quando colocamos na entrada de um circuito inversor o nível lógico 1, 47

48 teremos na saída o nível lógico 0, e vice-versa. Portanto, a função do inversor é produzir uma saída correspondente ao inverso da entrada. Como foi dito o microprocessador não possui uma única função, mas diversas funções, as quais dáse o nome de instrução. Cada instrução é colocada dentro do microprocessador e, a cada instante, o microprocessador executa a instrução especifica que lhe foi colocada. Quando queremos que o microprocessador execute uma tarefa, temos que criar uma série de instruções as quais ele irá executar uma a uma. A esta série de instruções dá-se o nome de programa. Portanto para que o microprocessador execute uma tarefa deve-se programá-lo. O programa é produzido e armazenado em memórias e as instruções são executadas em seqüência, num tempo muito pequeno, da ordem de milisegundos. Palavras do Computador Na terminologia de computador uma palavra é um grupo de algarismos binários que podem ocupar uma localização de memória. Embora a palavra possa ser composta por diversos algarismos binários (bits), o computador manuseia cada palavra como uma unidade. Então a palavra é unidade de informação utilizada no computador. Uma palavra pode ser um número binário que é para ser manuseado como um dado, ou a palavra pode ser uma instrução que diz ao computador que operação deve ser executada. A palavra pode ser ainda um endereço que diz ao computador onde se localiza um dado. Comprimento da Palavra Existe uma grande variedade de microprocessadores cujas capacidades e custos variam muito. Uma das características mais importantes da qualquer microprocessador é o tamanho ou comprimento da palavra que ele pode manusear. Isto se refere ao número de bits da unidade fundamental de informação. O tamanho da palavra mais comum para microprocessadores é 8 bits. Nestes microprocessadores as instruções, os endereços, os números e os dados são representados pro números binários de 8 bits. O menor número binário de 8 bits é ou hexa 00, e o maior número binário de 8 bits é ou hexa FF, o que corresponde em decimal a 0 a 255. Então um número binário de 8 bits pode ter 256 valores diferentes. Apesar de palavras de 8 bits ser mais usada, tem-se também outros tamanhos como 4 bits, 8 bits, 12 bits e 16 bits. Neste texto serão discutidos microprocessadores de oitos bits. Deve ser frisado que apesar de usar palavra de 8 bits, não significa que o microprocessador ficará restrito a números decimais menores de 255. Simplesmente deve-se usar duas ou mais palavras para representar números maiores. Então Byte é um grupo de bits que são manuseados como uma unidade. No microprocessador de 8 bits cada palavra consiste de um byte, nas de 16 bits cada palavra consiste de 2 bytes Bit 7 Bit 0 1 palavra = 1 byte Bit15 Bit0 1 palavra = 2 bytes Microcomputador Elementar A principal dificuldade para se aprender microcomputadores é a complexidade do seu principal componente, o microprocessador. O microprocessador pode ter uma dúzia ou mais de registros com tamanhos variáveis de 1 até 16 bits. O microprocessador tem diversas instruções, algumas das quais podem ser executadas de diversos modos diferentes. Além disso o microcomputador tem o bus de dados (data), endereço(address) e controle (control). 48

49 O microcomputador da figura a seguir é uma versão simplificada de um produto real. A figura mostra o diagrama básico do microprocessador, a memória e o circuito I/O. Dentro de um processador temos vários conjuntos de dispositivos que permitem que ele execute suas operações tais como: A UAL (unidade aritmética e lógica) é o dispositivo do microprocessador que executa realmente as operações matemáticas com os dados. Os registradores servem para armazenar os dados para que eles possam ser passados para a UAL, eles funcionam como uma memória auxiliar da UAL. A Unidade de Controle é o dispositivo mais complexo do processador. Ela recebe instruções da unidade de I/O, as converte em um formato que pode ser entendido pela unidade de aritmética e lógica, e controla qual etapa do programa está sendo executado. O Relógio é o dispositivo gerador de pulsos chamado de ciclo. A freqüência é a quantidade de vezes que esses ciclos se repetem em um segundo. A unidade de medida é Hz. O registrador de instrução tem a função específica de armazenar a instrução a ser executada pela UCP. Contador de Instrução é o registrador cuja função específica é armazenar o endereço da próxima instrução a ser executada. O Decodificador de Instrução é um dispositivo utilizado para identificar as operações a serem realizadas. Registrador de Dados de Memória - RDM e Registrador de Endereços de Memória REM São os registradores utilizados pela UCP e memória para comunicação e transferência de informações. Em geral o RDM possui um tamanho igual ao da palavra do barramento de dados, enquanto o REM possui um tamanho igual ao dos endereços da memória. O barramento de controle forma juntamente com o barramento de dados e de endereço o conjunto de barramentos do microprocessador. 49

50 Velocidade de um microprocessador esta relacionada de acordo com o número de bits internos, quanto maior essa quantidade de bits maior será a velocidade. A quantidade de bits que o microprocessador consegue transferir e recuperar da memória está diretamente relacionada com o número de bits externos. Na execução paralela de instrução, as instruções seguem um fluxo único de processamento. Existem duas plataformas de processadores, os processadores CISC e RISC. Cisc (Complex instruction set computer), é capaz de executar várias centenas de instruções complexas, sendo extremamente versátil. Risc são capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples. Justamente por isso, os chips baseados nesta arquitetura são mais simples e muito mais baratos, outra vantagem dos processadores Risc (Reduced instruction set computing), é que por terem um menor número de circuitos interno, pode trabalhar com clocks mais altos. Atualmente temos os processadores híbridos, que são essencialmente processadores Cisc, porém que possuem internamente núcleos Risc. Assim, à parte Cisc do processador pode cuidar das instruções mais complexas, enquanto que o núcleo Risc pode cuidar das mais simples, nas quais é mais rápido. História do Processador As Unidades Centrais de Processamento mais conhecidas por CPU s têm sofrido grandes mudanças ao longo dos últimos anos desde que a Intel veio para o mercado com o seu primeiro processador. A IBM escolheu o Intel 8088 para o cérebro dos seus primeiros computadores. Foi esta escolha da IBM que fez da Intel o que ela é a líder do mercado de CPU s. Então companhias como a AMD and Cyrix lançaram para o mercado a suas versões, normalmente com alguns pequenos melhoramentos e ligeiramente mais rápidos. 50

51 Os processadores da Intel passaram por cinco gerações. A sexta está a firmar terreno. As primeiras quatro gerações pegaram no "8" para o nome da série, pelo qual os informáticos se referem a esta família de chips por «8088», «8086», «80186». Depois «80286», «80386» e finalmente o «80486», sendo que este eram tratados mais pelos seus diminutivos «286», «386» e «486». Então surgiu o Pentium. A Intel mudou-lhe o nome este estratégias de mercado! Alguns, no entanto, chamaramlhe P5, ou então De qualquer maneira, quanto mais alto o numero mais poderoso e mais caro era o processador. A seguir vem uma descrição do processador até hoje. Os seguintes chips são dinossauros no mundo dos computadores: 1971: Microprocessador 4004 O 4004 foi o primeiro microprocessador da Intel. Esta invenção revolucionária deu um novo poder à calculadora da Busicom e abriu o caminho para o embutimento de inteligência em objetos inanimados, bem como nos computadores pessoais. 1972: Microprocessador 8008 O 8008 era duas vezes mais poderoso que o De acordo com a revista Radio Electronics, Don Lancaster - um grande aficionado dos computadores - usou o 8008 para criar um predecessor do primeiro computador pessoal, um aparelho chamado pela revista de «TV tipewriter». Era usado apenas como terminal de escrita. 1974: Microprocessador 8080 O 8080 tornou-se cérebro do primeiro computador pessoal - o Altair, alegadamente chamado assim devido a destino da um Starship Enterprise num episódio da série de televisão Star Trek. Aficionados dos computadores podiam comprar um kit para o Altair por $US 395. Em apenas alguns meses vendeu dezenas de milhar, causando a primeira quebra de mercado na história dos computadores. 1978: Microprocessador O 8086 foi esquecido para o primeiro PC, mas ainda foi usado mais tarde em alguns computadores. Era um verdadeiro processador de 16 bits e comunicava com as placas por uma ligação de dados de 16 vias. Mas em 1979 a venda à nova divisão de computadores pessoais da IBM fez do 8088 o cérebro do novíssimo êxito da IBM - o IBM PC. O sucesso do 8088 introduziu a Intel nas listas da Fortune 500, e companhia ainda foi nomeada como "Triunfos Empresariais dos Anso Setenta". Era um processador de 16 bits, mas comunicava com as placas apenas por uma ligação de 8 bits. Trabalhava a uma estonteante velocidade de 4 MHz e tinha a fantástica capacidade de memória de 1MB de RAM. Lançado pela Intel em 1978, o 8086 tinha um desempenho dez vezes melhor que seu antecessor o Seus registradores tinham a largura de 16 bits, o barramento de dados passou de 8 para 16 bits e o barramento de endereços se tornou maior com 20 bits de largura, permitindo assim que fosse controlado mais de 1 milhão de bytes de memória. A memória passou a ser tratada de maneira diferente pois esse processador tratava a mesma como se fosse dividida em até 16 segmentos contendo 64 kilobytes cada, e não permitia que nenhuma estrutura de dados ultrapassasse a barreira entre os segmentos. O 8088 surgiu da necessidade em se criar um processador com características parecidas com as do 8086 mas que tivesse um custo menor. Dessa forma, a Intel colocou no mercado um chip que só se diferenciava do 8086 pelo fato de Ter um barramento de dados de 8 bits. Em virtude de sua concepção menos avançada e do baixo custo de produção o 8088 foi escolhido pela IBM, para o projeto de seu computador pessoal, pois, além de possuir o projeto interno de 16 bits também pertencia à mesma linhagem do : Microprocessador O «80186» foi um chip muito popular. Muitas versões foram desenvolvidas na sua historia. O cliente podia escolher entre CHMOS e HMOS, versões de 8 bits e 16 bits dependendo do que quisesse comprar. Um chip CHMOS podia trabalhar ao dobro da velocidade do relógio e a um quarto da gasto de energia do chip HMOS. Em 1980, a Intel lançou a família «Enhanced 186». Todos eles 51

52 partilhavam um mesmo desenho do núcleo. Tinham um núcleo de 1 mícron e trabalhavam a cerca de 5MHz e a 3 volts. 1982: Microprocessador Mais conhecido por 286, foi o primeiro processador que executava todo o software escrito para o seu predecessor. Esta compatibilidade de software continua a ser uma tradição na família de processadores da Intel. Em apenas 6 anos após o lançamento, estima-se que se compraram cerca de 15 milhões de computadores pessoais baseados no 286 em todo o mundo. Era um processar a 16 bits capaz de endereçar memória até 16MB de RAM. E era também capaz de trabalhar com memória virtual. O 286 foi o primeiro processador "real". Foi também com ele que se introduziu o conceito de protection mode. Isto é a habilidade de ter multitarefas e, ter diferentes programas a correr em separado mas ao mesmo tempo. Esta nova habilidade não foi aproveitada pelo DOS, mas felizmente modernos Sistemas Operativos como o Win 9x e Unix tiram bastante partido desta qualidade. Este chip foi usado pela IBM no seu PC AT. Trabalhava a cerca de 6MHz, e modelos posteriores conseguiram trabalhar a 20MHz. Estes processadores são hoje usados apenas como pisa-papeis, mas muita gente também os usa. Na década de 80, surgiu o primeiro PC (Personal Computer), lançado pela IBM, sem disco rígido, com 2 unidades de disquetes e apenas 64 KB de memória o que era suficiente para rodar a maioria dos programas da época. 1985: Microprocessador 386 (TM) O microprocessador Intel 386TM era constituído por 275,000 transistors - mais de 100 vezes quantas o 4004 original. Foi com este chip que tudo verdadeiramente começou. Com este chip os e passaram a ser ferramentas de trabalho bastante úteis. O 386 foi o primeiro processador de 32 bits para e. Podia, por conseguinte, consumir o dobro de informação em cada ciclo de relógio e conseguia brincar com placas de também 32 bits. Podia comunicar com qualquer coisa como 4 GB de memória real e 64TB de memória virtual. Este menino mal comportado podia trabalhar em conjunto com um co-processador matemático - o Tinha também 16 bytes de cache, e usava-os todinhos. A versão reduzida deste chip foi o 386SX. Este foi um chip magro, mais barato de fazer. Comunicava com as placas por um caminho de 16 bits. A velocidade dos 386 variou entre os 12.5MHz e os 33MHz - eu tive um a 25MHz com 2MB de RAM e HD de 52MB, e ainda o guardo. Os chips 386 foram desenhados para serem user friendly. Todos os chips desta família eram compatíveis pino-por-pino e também eram compatíveis no nível dos binários com as anteriores famílias dos 186, significando isto que os utilizadores não precisavam comprar novo software para usá-los. Ainda, os 386 tinham a capacidade de poupar energia pois trabalhavam a baixa voltagem e usavam o System Management Mode(SMM) que podia desligar alguns dos componentes para poupar energia. Globalmente, este chip foi um grande avanço no, e para o desenvolvimento dos chips. Foi ele que definiu o padrão para os chips que se seguiram, pois tinha um desenho simples com o qual os investigadores conseguiam facilmente trabalhar. 1989: Microprocessador 486(TM) DX Esta foi a geração seguinte na historia do processador. Passou-se de uma computação de linha de comandos para uma de apontar-e-clicar. O processador 486TM foi o primeiro a oferecer um coprocessador matemático built-in, o que acelerava bastante a computação de complexas funções matemáticas no processador central. E ainda era muito mais rápido. Este chip foi puxado até aos 120 MHz. Ainda hoje é usado em grande escala. O primeiro membro desta família do 486 foi o 486SX. Era muito eficiente em gastos de energia e tinha um grande desempenho para a altura. O seu desenho eficiente levou a inovações ao nível da cobertura. O 486SX vinha num invólucro "176 lead Thin Quad Flat Pack(TQFP)" e tinha a espessura de um quarto. O membro seguinte da família 486 foi o DX2s e o DX4s. As suas velocidades foram obtidas devido à tecnologia de multiplicação-de-velocidade que habilitava o chip a trabalhar a um ciclo de relógio superior ao do bus. Também introduziram o conceito de RISC - Reduced Instrution Set Chip - que apenas faziam umas coisinhas, mas faziam-nas muito rapidamente. Isto tornou o chip muito mais 52

53 eficiente e separou-o completamente dos anteriores x86. O DX2 oferecia 8K de write-through cache e o DX4 16K. Esta cache ajuda o chip a manter o seu "um ciclo por instrução" devido ao uso do RISC. Embora estivesse dividido entre SX e DX ambos eram processadores de 32 bits, mas o SX não tinha co-processador. Mesmo assim o SX conseguia ser cerca de duas vezes mais rápido que o : Processador Pentium A Intel levou o PC ao nível dos 64 bits com este processador. É composto por 3.3 milhões de transistors e trabalha a 100 milhões de instruções por segundo (MIPS). O Pentium permitiu aos computadores mais facilmente operar sobre data tal como a fala, o som, a escrita e a fotografia. O próprio nome Pentium tornou-se uma palavra quase que doméstica pouco depois da sua introdução. A família Pentium é constituída pelos processadores com velocidade de relógio de 75/90/100/120/133/150/166/200MHz e são compatíveis com todos os sistemas operativos desde o MS-DOS e Win 3.1, ao Unix e OS/2. O seu design superescalar consegue executar duas instruções por ciclo de relógio. A memória cache separada e a unidade de vírgula flutuante canalizada (pipelined floating point unit) aumenta a sua performance muito para além dos outros chips x86. Tem habilidades de gestão de energia SL e tem a capacidade de trabalhar como uma equipa com outro Pentium. O chip comunica como as suas placas por um bus de 64 bits. Tem 273 pinos que o conectam com a placa-mãe. Internamente, não obstante, são realmente dois chips de 32-bits ligados que dividem o trabalho. Este chip vem com 16K de cache built-in. O Pentium porque é bastante rápido também aquece demais. Portanto, o uso de uma ventoinha é necessário. Mais recentemente a Intel lançou uma versão mais eficiente deste chip que trabalha a 3,3 volts, em vez dos habituais 5 volts, o que reduziu a temperatura e o gasto de energia. 1995: Processador Pentium Pro Lançado no outono de 1995, o Pentium Pro foi desenhado para servidores e correr aplicações de 32-bit, permitindo CAD (computer-aided design), engenharia mecanica e computação cientifica mais rápida. Cada Pentium Pro era construido conjuntamente com um chip de acelaração da memória cache. O poedroso Pentium Pro tinha 5.5 milhões de transistors. 1997: Pentium II Processor Os 7.5 milhões de transistor do Pentium II já incorporam a tecnologia MMX (MultiMedia extensoins), a qual foi desenvolvida especialmente para processar vídeo, áudio, dados gráficos de um modo eficiente. É empacotado com um chip de memória cache super-rápido num inovador cartucho Single Edge Contact (SEC) que conecta com a placa-mãe por uma única extremidade, por oposição aos múltiplos pinos. Com este chip, os utilizadores do Pc podem facilmente capturar, editar e trocar fotografia digital com amigos e família; editar e adicionar texto, som a pequenos vídeos domésticos e depois através de uma simples linha de telefone enviá-los pela Internet. Sucessor do Pentium MMX, com velocidades de 300, 333, 350, 400 MHz. Possui barramento de 100 MHz, e é encapsulado em um invólucro (cartucho) que engloba o processador e a cache externa (L2), este invólucro metálico facilita a dissipação do calor. A memória cache primária (L1) continua sendo 32 KB, igual ao Pentium MMX, sendo que a memória secundária (L2) não está mais dentro do processador e sim no próprio cartucho, ao lado do processador. O Pentium II permite o multiprocessamento de dois processadores. Sua conexão na placa-mãe é feita através do seu conector próprio, chamado de slot 1. O Microprocessador Pentium II foi lançado em fevereiro de 1997, sendo compatível com todas as arquiteturas Intel anteriores. Ele é um processador baseado no Pentium Pro, com cache L1 separada de dados e instruções de 16KB, cache L2 interna de 512 KB e suporte para a tecnologia MMX (Math Matrix Extensions). Estruturalmente, a principal alteração do Pentium II foi utilizar um conector em 53

54 vez de um soquete para efetuar a montagem na placa mãe. A Intel também utilizou a tecnologia AGP (Advanced Graphics Support), que é um conjunto de chips gráficos com acesso dedicado à memória principal do computador, memória ECC e compatibilidade com discos rígidos com ultra DMA (Dynamic Memory Access). AS NOVAS GERAÇÕES DO ATHLON, DURON, PENTIUM III, CELERON E PENTIUM 4 Num curto espaço de tempo, todos estes processadores ganharam novas versões. Em alguns casos, como por exemplo, o do Duron, as novas versões são totalmente compatíveis com as placas antigas, enquanto em outros, como por exemplo no caso do Celeron Tualatin, na maioria dos casos é preciso trocar a placa mãe. Toda essa mudança pode ser um pouco confusa para quem não esteve acompanhando as notícias na época da mudança, por isso dedicarei As próximas páginas a explicar o que mudou. Intel x AMD A Intel vem adotando uma política bastante agressiva em termos de preços, mas a AMD ainda continua vendendo seus processadores mais barato. Na verdade, as duas já vem mantendo uma guerra de preços a algum tempo. Sempre que a Intel anuncia uma diminuição nos preços, a AMD também baixa os preços dos seus processadores poucos dias depois. A dois anos atrás, era quase impossível encontrar um processador por menos de 100 ou 120 dólares, enquanto hoje em dia os modelos antigos do Duron chegam a ser encontrados uns 50 dólares, aqui mesmo no Brasil. É quase que uma questão de sobrevivência para a AMD conseguir vender seus processadores mais barato que a Intel que tem uma marca melhor estabelecida. Mesmo aqui no Brasil, onde os PCs de baixo custo, abaixo dos 1800 reais são de longe os mais vendidos, os processadores Celeron e Pentium III são mais comuns que os processadores AMD. A maioria dos compradores não conhece tão bem os processadores da AMD e acaba concluindo que eles tem uma qualidade inferior. Acabam levando um pra casa apenas se o preço estiver bom. Talvez isto mude com o tempo, mas a verdade é que a AMD vem produzindo processadores bastante competitivos. Mesmo um Duron de 50 dólares tem um desempenho superior ao de um PC topo de linha de um ano e meio atrás. Hoje, a Intel vende os processadores Celeron, Pentium III e Pentium 4, enquanto a AMD vende o Duron, o Athlon (Thunderbird e XP) e o Athlon MP que é o primeiro Athlon com suporte a multiprocessamento. O Duron, que todos já conhecemos bem, já atingiu a marca de 1.1 Ghz, definitivamente um processadorizinho muito rápido pelo pouco que custa. As novas versões do Duron, tanto a versão de 1.1 GHz quanto os de 1.0 GHz e 950 MHz de produção mais recente já usam o core Morgan, que compartilha a mesma arquitetura do Palomino, apenas com menos cache. A principal novidade é o suporte às instruções SSE do Pentium III, o que garante um desempenho de 5 a 10% superior ao das versões antigas. O Athlon também continua evoluindo. Os modelos antigos, baseados no core Thunderbird chegaram à respeitável marca de 1.4 GHZ, enquanto o Athlon XP, baseado no core Palomino, chegou a 1.53 GHz logo nas primeiras versões. No lado da Intel temos uma situação um pouco mais complexa. Tanto o Celeron quanto o Pentium III atuais ainda são produzidos numa arquitetura de 0.18 mícron. Ambos devem ser descontinuados em breve, quando serão substituídos pelo Tualatin, que é um Pentium III de 0.13 mícron, capaz de trabalhar a freqüências mais altas. Atualmente já existem algumas versões do Pentium III Tualatin (Pentium III-S), de 1.13 e 1.2 GHz com 512 KB de cache, mas por enquanto estão muito caros. Na verdade, ao que tudo indica, o Pentium III irá desaparecer em breve. A Intel pretende continuar baixando os preços dos processadores Pentium 4, até o ponto de custarem mais barato do que o Pentium III custa hoje, e manter o Celeron como uma opção de baixo custo. 54

55 É aí que entrará o novo Celeron, baseado no core Tualatin, que tem 256 KB de cache e é produzido inicialmente em versões de 1.0, 1.1 e 1.2 GHz. O Celeron Tualatin é praticamente igual a um Pentium III, a única excessão será que o Celeron Tualatin utilizará bus de 100 MHz, contra os 133 MHz das versões mais rápidas do Pentium III. O Pentium 4 é outro que está reencarnando numa nova arquitetura. Os processadores vendidos até o final de 2001 usam o core Willamette, de 0.18 mícron e 256 KB de cache. Apartir de Dezembro começarão a ser vendidos os processadores com core Northwood, que já utilizam uma arquitetura de 0.13 mícron e trazem 512 KB de cache L2. Vale lembrar, que apesar de trazerem mais cache, os novos Pentium 4 não serão necessariamente mais rápidos que os atuais, pois passarão a utilizar placas mãe baseadas no chipset i845 (ou outros chipsets similares, como o P4X266 da Via), com suporte a memórias SDRAM comuns ou memórias DDR. Apesar da mudança garantir finalmente uma queda nos preços das placas mãe e principalmente no preço total dos PCs baseados no Pentium 4, já que não será mais preciso gastar um fortuna com memórias Rambus, é bem provável que usando memórias SDRAM comuns o desempenho seja inferior aos atuais, apesar do cache maior. O desempenho com memórias DDR ainda é um mistério. Outra novidade sobre o Pentium 4 é que finalmente começarão a ser vendidas as placas e processadores com o novo encaixe soquete 478. Apesar de ter mais pinos, este encaixe é muito menor que o soquete A do Athlon, ou mesmo que o soquete 370 do Pentium III. Segundo divulgado pela Intel, o soquete 478 será o soquete definitivo para o Pentium 4, que acomodará todos os processadores que serão lançados daqui pra frente. Isto dá uma boa margem para upgrades, pois a Intel pretende lançar processadores Pentium 4 de até 4.0 GHz até o final de 2002, todos baseados na arquitetura de 0.13 mícron. História do Core Duo A idéia de processamento duplo adota-se já faz tempo. Esse emprego é mais perceptível nos computadores de grande porte, servidores ou estações de trabalho, mais conhecido como Mainframes, onde se trabalha com dois ou mais processadores acoplado em uma placa mãe. O interessante a ser frisado é que esses processadores são alocados em soquetes diferentes na placa e não em uma mesma pastilha, como realizado nos modelos duais atuais. Antigamente uma das principais preocupações dos fabricantes desses produtos era com a velocidade (freqüência do clock) de processamento. Mas os mesmos perceberam que essa busca poderia sim ser alcançada, contudo este processo resultaria em um consumo de energia muito alto e em conseqüência também uma dissipação alarmante de calor. Para um consumidor utilitário de desktop ficaria inviável a refrigeração desse processador, além do custo final ficar bastante elevado. Deixando o raciocínio de elevar o clock, a lógica agora é duplo processamento e redução de energia. Esta técnica consiste em acoplar dois processadores em uma mesma pastilha. Estes trabalharam ao mesmo tempo para a realização da mesma tarefa, logo esse trabalho será concluído bem mais rápido que apenas um processador. Este ganho de performance é melhor visualizado ao se trabalhar com várias tarefas. Pensando desta forma os dois principais fabricantes desses componentes, Intel e AMD, lançaram seus produtos com essa tecnologia. Os primeiros lançamentos da intel baseado nessa tecnologia foi o Pentium D e o Pentium Extreme Edition, ocorrido em Ambos são baseados em uma tecnologia de núcleo denominada de NetBurst, a qual foi herdada do Pentium 4, ela tem o objetivo de proporcionar maior freqüência de clock. A principal diferença entre os dois é que o segundo além de ter dois núcleos, possui também a tecnologia Hyper Treading armazenada nesses núcleos, esta se comporta como dois processadores reais, mas no entanto, são processadores virtuais. Portanto o Sistema operacional irá reconhecê-lo como quatro processadores. Em 2006 a Intel lança novos processadores: o Core 2 Duo, o Core 2 Quad e o Core 2 Extreme, estes por sua vez são baseados em uma nova tecnologia criada pela mesma e batizada de Core. Esta, agora, visa redução do consumo de energia concomitante a um maior poder de processamento. Esta tecnologia permite desativar parte do 55

56 processador que não esta sendo utilizado, desta forma usa somente o potencial necessário a realização da tarefa. O período de lançamento dos processadores duais da AMD foi também em Esses modelos foram o Opteron e o Athlon X2, o primeiro é pra servidor e o segundo para desktop. Pentium D No início de 2004 (Q1), surgiu o Pentium D, processador dual core para notebooks, que começou a se utilizar de 90 nm. O Pentium D, trabalha com instruções MMX, SSE, SSE2, SSE3 e EM64T, além de se utilizar de uma tecnologia similar a usada no Pentium III, onde gerencia a energia de modo ao processador só usá-la quando necessário. E passou a se destacar do s outros processadores, devido ao fato de trabalhar com 2 MB de cache L2, tem o processamento basicamente comparado a dois Pentium 4, trabalhando simultaneamente. Os processadores Dual Core da Intel, melhoram bastante ao executar várias tarefas simultaneamente, já que os processos podem ser divididos entre os dois core, demonstrando assim um desempenho muito superior ao do Pentium 4. Core 2 Duo Em meados de 2006 (Q3), surge talvez o melhor processador do mundo, o Core 2 Duo e o Core 2 Duo Extreme, a partir desse momento o Pentium 4, se torna parte do passado. Dando lugar aos processadores com 2 ou 4 núcleos unificados trabalhando em apenas 10 ciclos contra os 14 do Pentium D. O Core 2 Duo, passa a trabalhar com as Instruções MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4 e EM64T. Através de diversas técnicas de miniaturização, o Core 2 Duo, passa a trabalhar com 65 nm. Além de possuir barramentos superiores a 800 Mhz, alguns chegam até 1066 MHz o que possibilita até 4 transferências de 266 Mhz por ciclo). O cache L1 do Core 2 Duo ou Conroe nome genérico usado pela Intel, trabalha com 8 linhas de associação, contra apenas 2 do seu concorrente direto. Isso possibilita um cache mais eficiente, aumentando a probabilidade da informação ser encontrada. O cache L2 que pode chegar até 4 Mb, é acessado através de um barramento de dados de 256 bits. E uma das novidades mais significativas do Core 2 Duo é o Macro-Fusion, que permite diversos pares de instruções comuns combinados em uma única instrução, ao invés de serem processados individualmente. Isso gera um efeito benéfico ao processador que economiza espaço nos buffers de memória, economiza processamento no agendador de instruções ou scheduler e assim por diante, causando até 11% de ganho bruto a nível de desempenho se comparado a um de seus antecessores o Pentium 4. O grande forte do Core 2 Duo está na decodificação das instruções pois, processa as instruções SSE de 128 bits em apenas um ciclo o que causa grande agilidade. Quad Core Com o lançamento da mais nova plataforma de sistema operacional da Microsoft o Windows Visa no final de 2006 (Q4 para a Intel), a Intel lançou um processador que seria o melhor para tal sistema. Assim surge no mercado o Intel Quad Core, que possui as mesmas características que o Core 2 Duo, porém possui ao invés de 2 núcleos, 4 e somente em versões com 4 Mb de cache L2, o que o torna o mais rápido do mercado ao lado do Core 2 Duo Extreme. Quad 2 Duo e tendências futuras Já em Janeiro de 2007 (Q1), a Intel fez o lançamento do Core 2 Quad com cerca de 45 nm, a nova geração de processadores dessa linha, terá um consumo de energia ainda menor, onde a Intel busca viabilizar o lançamento de versões ainda mais velozes e com maior poder de processamento. Para o final de 2007 (Q4), a Intel, faz uma previsão de estar trabalhando com um a técnica de miniaturização ainda melhor, vislumbrando alcançar 35 nm. 56

57 Core i7 O Core i7 é o primeiro processador da Intel com controlador de memória integrado, recurso já disponível nos processadores da AMD desde o Athlon 64. Ele é baseado na arquitetura Core, assim como o Core 2 Duo e Core 2 Quad, porém com diversos aprimoramentos para o aumento do desempenho (microarquitetura Nehalem) e usando um novo soquete chamado LGA Todos os demais processadores da Intel utilizam um controlador de memória externo localizado no chip ponte norte (também conhecido como MCH ou Hub Controlador de Memória) do chipset. Isto significa que com outros processadores da Intel o chipset (e conseqüentemente a placa-mãe) é o componente que determina qual a tecnologia e a quantidade de memória que você pode instalar no micro. Como no Core i7 o controlador de memória está embutido no processador, é o este e não mais o chipset que define qual tecnologia e a quantidade de memória você pode ter instalada no micro. A placa-mãe, no entanto, pode ter uma limitação na quantidade de memória instalada. O controlador de memória integrado no Core i7 aceita apenas memórias DDR3 (até 1,6 V; memórias que requerem mais do que isto não funcionarão e podem inclusive danificar o processador) e suporta a nova arquitetura de três canais de memória. Os modelos lançados até agora suportam apenas memórias DDR3-800 e DDR A arquitetura de três canais permite ao processador acessar três módulos de memória ao mesmo tempo para gravar e ler dados, aumentando a quantidade de bits que são transferidos por pulso de clock de 128 (na arquitetura de dois canais) para 192. Em teoria a arquitetura de três canais oferece um aumento de 50% na largura de banda em relação à arquitetura de dois canais rodando com o mesmo clock. Por exemplo, memórias DDR trabalhando no modo de dois canais têm uma taxa de transferência máxima teórica de 21 GB/s, enquanto que na arquitetura de três canais eles têm uma taxa de transferência máxima de 32 GB/s. O processador comunica-se com o restante do sistema por meio de um novo barramento chamado QPI (Quick Path Interconnect). Este trabalha a 2,4 GHz no Core i7 e 3,2 GHz no Core i7 Extreme. Assim como nos processadores da AMD, a arquitetura do Core i7 possui um clock base, a partir dos quais os outros clocks são calculados, cada um de acordo com seu multiplicador específico. Esse clock base é de 133 MHz. Outra característica interessante é o Core i7 possui a tecnologia HyperThreading, que simula dois processadores lógicos para cada núcleo de processamento. Assim, como ele tem quatro núcleos "reais", o sistema operacional detecta oito núcleos "virtuais" (threads), ou seja, oito processadores. O Core i7 Extreme é a versão mais poderosa (e cara) do Core i7. Suas principais diferenças são o multiplicador destravado, além de velocidades do clock do processador e do barramento mais altas. As principais características técnicas dos processadores da família Core i7 são as seguintes: Microarquitetura Nehalem. 64 KB de cache L1 (32 KB de dados + 32 KB de instruções) por núcleo. 256 KB de cache L2 por núcleo. 8 MB de cache de memória L3 compartilhado. Tecnologia de quatro núcleos. Tecnologia fabricação de 45 nm. Soquete Barramento QPI rodando a 2,4 GHz ou a 3,2 GHz. Tecnologia de Virtualização Tecnologia Intel EM64T Tecnologia HyperThreading (HT) Instruções SSE4.2 Tecnologia Execute Disable Tecnologia Enhanced SpeedStep 57

58 Uma explicação mais aprofundada do funcionamento dos processadores Core i7 contendo todas as diferenças entre a sua arquitetura e a arquitetura usada pelos processadores Core 2 Duo e Core 2 Quad pode ser vista em nosso tutorial Por Dentro da Microarquitetura Intel Nehalem. AMD Athlon 64 X2 A AMD foi a primeira empresa a lançar processadores de núcleo duplo com arquitetura de 64 bits, baseado na arquitetura IBM PC x86. Ela utiliza tecnologia própria para a comunicação entre o processador e os outros dispositivos de entrada e saída de memória o Direct Connect Arquitecture que permite conexão independente para cada núcleo. Uma das principais características dos processadores de núcleo duplo da AMD é a comunicação entre os núcleos que se dá através de u m barramento embutido no processador, chamado de HyperTransport, permitindo-o atingir velocidades maiores nesta comunicação. Outros fabricantes utilizam a ponte norte que esta fora do processador para esta comunicação, o que em teoria diminuiria a velocidade de comunicação entre os núcleos. A tecnologia de núcleo duplo do processador Athlon 64 X2 tem por base a utilização de um processador com dois núcleos, cada núcleo idêntico ao Athlon 64, ou seja, cada núcleo tem sua arquitetura baseada em um Athlon 64. Phenom O Phenom é a mais nova série de processadores da AMD baseada na nova microarquitetura K10. Neste tutorial listaremos todas as principais especificações técnicas de todos os modelos do Phenom lançados ou anunciados até o momento. As principais diferenças entre o Phenom e o Athlon 64 são as seguintes: Uso de um cache de memória L3. Uso de um barramento HyperTransport 3.0 entre o processador e o chipset, aumentando a largura de banda disponível entre o processador e o mundo externo. É importante notar que até o momento os processadores Phenom não trabalham com o desempenho máximo oferecido pelo barramento HyperTransport 3.0. Uso de linhas separadas de alimentação para o processador e para o controlador de memória, que está embutido dentro do próprio processador (esta tecnologia também é conhecida como splitplane alimentação dividida ou DDPM, Dual Dynamic Power Management, ou Gerenciamento Elétrico Dinâmico Duplo). Uso de um gerador de clock para o controlador de memória com um valor fixo. Isto resolve o problema que acontece com o Athlon 64 onde dependo do modelo do processador as memórias não funcionam em seu desempenho máximo. Suporte para memórias DDR2 até DDR2-1066/PC (processadores Athlon 64 suportam até DDR2-800/PC2-6400) nos modelos para soquete AM2+; suporte para memórias DDR3 nos modelos para soquete AM3, que também suportam memórias DDR2 quando instalados em placasmãe AM2+ certificadas. Existem mais diferenças entre os processadores Phenom e os processadores Athlon 64, como você pode aprender lendo o tutorial mencionado acima. Os processadores Phenom podem ser instalados em placas-mãe soquete AM2 antigas, mas eles estarão limitados à taxa de transferência de MB/s do HyperTransport 2.0, não usufruirão da tecnologia DDPM e o controlador de memória trabalhará com a clock menor (1,6 GHz). Alguns modelos do Phenom II são projetados para uso em placas-mãe soquete AM3 e funcionam com memórias DDR3 quando instalados nessas placas-mãe. Eles são, porém, compatíveis com placas-mãe AM2+, só que trabalham com memórias DDR2. Até agora a AMD lançou modelos do Phenom de três e quatro núcleos, e Phenom II de dois, três e quatro núcleos, com as seguintes especificações técnicas para todos os modelos: Cache de memória L1 de 128 KB por núcleo. Cache de memória L2 de 512 KB por núcleo. 58

59 Cache de memória L3 de 2 MB compartilhado por todos os núcleos (4 MB ou 6 MB nos modelos Phenom II). Barramento HyperTransport 3.0 trabalhando a 1,6 GHz (6.400 mb/s), 1,8 GHz (7.200 MB/s), 2 GHz (8.000 MB/s), dependendo do modelo. Note que o HyperTransport 3.0 oferece taxas maiores (2,4 GHz/9.600 MB/s e 2,6 GHz/ MB/s) que ainda não estão sendo utilizadas; Soquete AM2+ ou AM3 (alguns modelos do Phenom II). Processo de fabricação de 65 nm (45 nm nos modelos Phenom II). Conjunto de instruções "SSE4a", que é simplesmente a adição de duas novas instruções SSE e não tem nada a ver com o SSE4.1 existente nos mais recentes processadores da Intel e que traz 47 novas instruções. Modelos "Black Edition" possuem o multiplicador de clock destravado, significando uma maior capacidade para overclock, já que eles podem ser configurados como se fossem um processador de clock mais elevado. Vamos dar uma olhada nos modelos disponíveis: Modelos do Phenom X3 Os processadores Phenom com três núcleos de processamento são chamados "Phenom X3". Modelos do Phenom X4 Os processadores Phenom com quatro núcleos de processamento são chamados "Phenom X4". Modelos do Phenom II X2 Os processadores Phenom II X2 são os modelos do Phenom com dois núcleos fabricados com tecnologia de 45 nm. Seu cache L3 é de 6 MB e eles aceitam memórias DDR2 (placas-mãe soquete AM2+ certificadas) ou DDR3 (placas-mãe soquete AM3). Modelos do Phenom II X3 Os processadores Phenom II X3 são os modelos do Phenom com três núcleos fabricados com tecnologia de 45 nm. Seu cache L3 é de 6 MB e eles aceitam memórias DDR3 (quando instalados em placas-mãe soquete AM3) e DDR2 (quando instalados em placas-mãe soquete AM2+ certificadas). Modelos do Phenom II X4 Os processadores Phenom II X4 são os modelos do Phenom com quatro núcleos fabricados com tecnologia de 45 nm, baseados na revisão C2. Seu cache L3 é maior (4 MB ou 6 MB, dependendo do modelo). Os modelos para soquete AM3 suportam memórias DDR3, mas quando instaladas em placas-mãe soquete AM2+ certificadas podem funcionar usando memórias DDR2. Soquetes de Processadores A partir do 486 os processadores passaram a ser soquetados em vez de serem soldados à placa-mãe. Desde então, tanto a Intel quanto a AMD tem criado uma série de soquetes e slots para seus processadores. Até a época do 386 quase todos os processadores eram soldados diretamente na placa-mãe. Havia processadores 386 da Intel que eram soqueteados, mas a troca de processador era um procedimento raríssimo entre usuários e mesmo entre técnicos. Desta forma, até esta época o usuário quisesse instalar um processador mais rápido teria de trocar também a placa-mãe. Esta história mudou com o lançamento do processador 486 e do uso do soquete ZIF (Zero Insertion Force), também conhecido como LIF (Low Insertion Force), que possui uma alavanca que instala e remove o processador do soquete sem a necessidade do usuário ou do técnico de fazer pressão sobre o processador, diminuindo bastante as chances de se quebrar ou entortar pinos na hora da instalação ou remoção de um processador. O uso de um mesmo padrão de pinagem por mais de um processador permitiu que o usuário ou o técnico instalasse modelos diferentes de processadores em uma mesma placa-mãe simplesmente tirando o processador antigo e colocando um novo. É claro que para isso a placa-mãe tinha que ser compatível com esses processadores e ser configurada apropriadamente. Soquete Número de Pinos Exemplos de Processadores Compatíveis 59

60 Soquete DX 486 DX 486 DX2 Soquete SX 486 SX2 486 DX 486 DX2 Soquete SX 486 SX2 Pentium Overdrive 486 DX 486 DX2 486 DX4 Soquete SX 486 SX2 Pentium Overdrive 5x86 Soquete Pentium-60 e Pentium-66 Soquete Pentium-75 até Pentium DX 486 DX2 486 DX4 Soquete SX 486 SX2 Pentium Overdrive 5x86 Pentium-75 até Pentium-200 Pentium MMX K5 Soquete K6 6x86 6x86MX MII K6-2 Soquete Super K6-III Soquete Pentium Pro Celeron Pentium III FC-PGA Soquete Cyrix III C3 Soquete Pentium 4 Soquete Nx586 Pentium 4 Celeron Celeron D Soquete Celeron M Core Duo Core Solo Pentium 4 Extreme Edition 60

61 Soquete 479 (Soquete M) Soquete 775 (LGA775) (Soquete T) Pentium M Mobile Pentium III Mobile Celeron Mobile Pentium 4 Core Duo Core Solo Pentium M Mobile Pentium III Mobile Celeron Mobile Pentium 4 Celeron M Pentium 4 Pentium 4 Extreme Edition Pentium D Pentium Extreme Edition Celeron D Core 2 Duo Core 2 Extreme Xeon Soquete Mobile Pentium 4 Soquete Xeon Soquete Xeon Soquete Itanium Soquete Itanium 2 Athlon Soquete 462 Duron 453 (Soquete A) Athlon XP Sempron Athlon 64 Soquete Sempron Turion 64 Athlon 64 Athlon 64 FX Soquete Athlon 64 X2 Opteron Athlon 64 FX Soquete Opteron Athlon 64 Athlon 64 FX Soquete AM2 940 Sempron Athlon 64 X2 Soquete S1 638 Turion 64 X2 Soquete F Opteron Pentium II Slot Pentium III (Cartucho) Celeron SEPP (Cartucho) Slot Pentium II Xeon 61

62 Pentium III Xeon Slot A 242 Athlon (Cartucho) 62

63 Meios de Armazenamento Com a constante evolução dos componentes de hardware, que traz a cada dia uma maior capacidade de armazenamento a um menor custo, esse trabalho tem sido facilitado. Hoje podemos contar com gravadores de CD, DVD, Pen Drives e HD's de grande capacidade a um custo que até poucos anos atrás era proibitivo para a maioria dos usuários e pequenas empresas. Há que se atentar para alguns detalhes nesse assunto, como a segurança dos dados e a necessidade de backup, de forma a garantir a integridade dos dados, pois os meios de armazenamento estão à disposição para utilizarmos, basta saber como utilizá-los e a maneira certa de manipular os dados. BACKUP Quando falamos em mídias de armazenamento, a primeira questão que podemos abordar é a sua finalidade: armazenar dados para posterior utilização. Para isso, faz-se necessário analisar a integridade dos dados quando forem acessados após serem salvos. Essa é uma questão complexa e muito rica em possibilidades, pois, da mesma forma que para um usuário doméstico pode ser desagradável a perda de seus dados, para uma grande empresa isso pode significar prejuízos incalculáveis. Hoje, com a diminuição dos custos dos equipamentos de hardware, facilmente os dados superam em valor tais dispositivos, vindo a ser um ponto crítico a sua segurança, confiabilidade e integridade. Em um ambiente doméstico, talvez um disquete de 3,5 ou um CD-R/RW possa suprir as necessidades de backup e salvar o usuário de horas de trabalho em uma pesquisa ou seus dados pessoais como fotos, s e contatos. Já em uma empresa, a solução precisa levar em conta vários aspectos, como a confiabilidade do meio de armazenamento, a viabilidade de backups automatizados, a utilização de dispositivos que realizem a tarefa de copiar automaticamente os dados para tapes ou fitas magnéticas, o uso de um backup realizado via rede, etc. São muitas opções, sendo que cada empresa adota uma política de acordo com o custo-benefício avaliado pela sua equipe de TI. Há que se atentar para outra questão vital para a integridade e confiabilidade dos dados que é a replicação dos mesmos. Deve-se tomar o cuidado de não salvar uma versão anterior sobre a atual, o que, dependendo da política adotada para o processo, pode causar danos irreparáveis. Com algum planejamento, pode-se facilitar o processo de backup a posteriori, dividindo o HD em duas ou mais partições. Com essa medida, pode-se utilizar a partição primária onde está instalado o Sistema Operacional normalmente, com a vantagem de utilizar a outra partição como uma unidade de backup. Assim, caso haja algum problema no Sistema Operacional que impeça sua inicialização, ainda é possível salvaguardar os dados, pois, mesmo que seja necessário formatar a partição primária para reinstalar o SO, a partição com os dados estará resguardada. Nesse ponto, é necessário atentar para que se tenha uma atenção redobrada na hora da formatação, para que não seja deletada por engano a partição utilizada para salvar os dados. Network Attached Storage (NAS) é a forma mais simples e eficiente de adicionar capacidade de armazenamento a uma rede. É composta por sistemas de hardware, dedicados, com capacidade nativa de armazenamento e de ligação à rede informática da empresa. A sua capacidade difere, existindo atualmente fabricantes que afirmam estar perto de conseguir passar a marca do Petabyte em equipamento NAS. Para além de uma instalação simples, a NAS oferece facilidade de gestão, abrangência de clientes heterogêneos, capacidade de crescimento e alguma segurança. Porém, longe de serem o Santo Graal do armazenamento, as NAS levantam algumas questões que deverão ser ponderadas, tais como a inexistência de capacidade nativa para a salvaguarda (backup) de dados (o que poderá implicar um acréscimo de tráfego na rede) e, por outro lado, a ausência de mecanismos próprios que protejam os dados da NAS em trânsito durante as cópias de segurança. 63

64 Hard Disk O HD é um sistema de armazenamento de massa, isto é, guarda grandes volumes de dados para serem acessados posteriormente. Ele é um conjunto de discos que são transparentes para o usuário sendo que cada um possui duas cabeças de leitura e gravação (uma por face). O motor gira numa velocidade que vai de 3600 rpm a rpm (no caso do SCSI). É lacrado para evitar a entrada de partículas, o que nessa velocidade seria um desastre. Nessa rotação cria-se uma camada de ar de aproximadamente 0, mm de evita que as cabeças entrem em contato com a superfície de gravação. Por esse motivo logo que seja detectada alimentação elétrica, o disco entra em funcionamento e assim permanece, pois se ele parasse e funcionasse apenas quando ocorresse acesso, a inércia faria com que esse processo fosse muito lento. Os primeiros HDs tinham motores que possuíam filtros mecânicos para tirar os discos da inércia. O pioneiro foi o RAMAC (random acess method of accounting and control) construído pela IBM em 1957, e era formado por cerca de 50 discos de 24 polegadas de diâmetro, com uma capacidade total de 5 Megabytes. Esses discos eram tão pesados que o motor girava em falso até conseguir energia potencial suficiente para movê-los. Componentes do HD: Atuador: é uma armação de metal conhecida como braço, posicionada entre um conjunto parecido com um sanduíche feito de ferrita de bário (BaFe), que tem uma ação eletromagnética muito forte. Serve para posicionar o braço de metal, no qual estão fixadas as cabeças, através da superfície do disco. Para fazer isso, utiliza-se dos ímãs do atuador que respondem às variações de tensão enviadas pela placa lógica. Esse sistema é muito mais preciso que seus predecessores, usados há mais de uma década, que eram acionados por motores de passo e engrenagens. Esses foram descartados visto que as respostas dos ímãs são incomparavelmente mais rápidas que as obtidas com ele. Cabeça de leitura/gravação: é um eletroímã composto por uma bobina de fios enrolada em um núcleo de ferro. Este eletroímã é muito pequeno e capaz de gravar trilhas de um centésimo de milímetro. Como serve para ler e gravar informações, opera de duas maneiras: durante a gravação, o campo magnético da cabeça organiza as moléculas de óxido de ferro da superfície do disco que irá ser gravada de modo que os pólos positivos dessas fiquem alinhados com o pólo negativo da cabeça e vice-versa; para gravar as seqüências de bits, a polaridade da cabeça é mudada milhões de vezes por segundo, sempre em ciclos prederminados. Cada bit é formado por várias moléculas. Para que seja lido, seu campo magnético é captado pela cabeça de leitura e a variação entre os sinais obtidos gera uma corrente elétrica que é interpretada pela placa lógica como uma seqüência de bits 0 e 1. Disco: é a mídia onde as informações serão lidas e gravadas, a qual é composta de duas camadas, onde a primeira é denominada substrato e trata-se de um disco metálico, geralmente feito de ligas de alumínio. Para armazenar os dados, estes discos são recobertos por uma segunda camada, desta vez de material magnético, como o óxido de ferro. Como os materiais magnéticos moles, como o Silicato de Ferro ou Granada (Ytrium-iron-garnet), têm uma alta permeabilidade e são fáceis de serem magnetizados, eles figuram como sendo a primeira escolha para aplicações de mídia. Mas como as informações precisam ser permanentemente armazenadas para uma leitura posterior, e no momento que a mídia se move entre as cabeças elas podem ser apagadas, no lugar destes materiais preferiu-se o uso do óxido de ferro, devido ao fato dele possuir alta permeabilidade e alta coercibilidade. Ou seja, o óxido de ferro evita que a magnetização seja apagada ou alterada, quando exposta a campos magnéticos externos. A densidade da área de um disco rígido aumentou de uma taxa de 60% para a incrível taxa 64

65 de 100% ao ano, a pouco tempo atrás. Eixo e Motor: os discos são montados no eixo de um motor que, por sua vez é acionado magneticamente por um conjunto de bobinas e controlado por um sistema especial chamado voice coil. Como não vivemos em um mundo ideal onde fios não têm peso e perdas elétricas não são levadas em conta, o grande inimigo dessa equação é o atrito. O HD em que estou salvando este texto provavelmente possui um motor com rolamento de esferas, o Ball Bearing Spindle Motors, onde está montado todo o conjunto dos discos. Ele é bem eficiente, mas com os HDs sendo cada vez mais usados à medida que cresce a demanda por computadores, o mercado criou expectativas onde se espera mais capacidade e uma diminuição em sua geração de ruído. Neste sentido, criou-se um motor com rolamento fluído, o Fluid Dynamic Bearing Spindle Motors. Ele minimizou o NRRO (Non Repeatable Runout), que é a quantidade não repetitiva de movimentos do disco se deslocando, fora de seu eixo real, fazendo com que houvesse uma diminuição na geração de ruídos e um aumento no rendimento. Se o Runout for excessivo os discos podem trepidar. Esta tecnologia é mais comum em HDs de servidores, mas está se tornando padrão na indústria. Placa lógica: é o centro nervoso do HD que comanda todos os outros dispositivos. Ela recebe as informações da controladora IDE ou SCSI, presente na placa-mãe, e as interpreta para tomada de decisão. Os elementos mais comuns que estão sob sua supervisão são: rotação do motor, deslocamento do atuador e cabeças de leitura/gravação e uso do cache de memória do HD. Geometria do HD. A geometria do HD é basicamente composta de três elementos: trilhas, cilindros e setores. Quando nos referimos a trilha, estamos falando da trilha de um determinado disco isoladamente. Já o cilindro refere-se ao conjunto de trilhas que ocupam a mesma posição espacial no total de discos presentes no HD. Enquanto isso, os setores são células que compõem tanto a trilha quanto o cilindro, e estão distribuídos pelas faces do disco. Para um melhor desempenho de busca, os setores ocupados pela gravação de um arquivo, deverão estar distribuídos de forma seqüencial. A capacidade de um HD é calculada levando-se em conta esses componentes, sendo expressa através da fórmula: Capacidade = cilindros x número de trilhas x número de cabeças. Para termos o valor expresso em bytes, multiplicamos o valor por 512, visto que cada setor comporta 512 bytes de informação. O formato físico de um setor segue o seguinte padrão: GAP Header CRC (2 bytes) GAP Dados (512 bytes) ECC GAP Onde: GAP: espaço vazio entre os setores. Header: cabeçalho que contém informações sobre a localização física do setor. CRC Cyclical Redundance Check: valor de verificação para o cabeçalho do setor. Dados: Campo de Armazenamento de dados. ECC Error Correction Code: informações referentes ao método de correção de erros. Organização lógica de um HD em trilhas, cilindros e setores. Há três parâmetros essenciais para a boa performance de um HD. O primeiro é a taxa de 65

66 transferência interna, que diz respeito à velocidade na qual os dados são transferidos do disco para a sua memória interna (cache), a qual depende da quantidade de bytes gravados em cada trilha do disco. Portanto, quanto maior a densidade da mídia e a velocidade de rotação, maior será essa taxa. O segundo é o tempo médio de acesso, que é calculado com base em acessos a pares de trilhas, sobre toda a superfície do disco. Para esse parâmetro, quanto menor, melhor. E o último é a taxa de transferência externa, que se traduz na velocidade de transferência entre o HD e a controladora (IDE, SCSI ou SATA) presente na placa-mãe. Quanto maior for esse valor, melhor será. Formatação. Para se tornar funcional, o HD precisa ser formatado no Sistema Operacional escolhido para que as informações possam ser gravadas e lidas de modo organizado. É a formatação que cria essa estrutura. O processo de formatação tem três etapas distintas: formatação física, particionamento e formatação lógica. A formatação física é a divisão da superfície magnética dos discos em trilhas e setores, a qual já é realizada na fábrica. Além disso, não se deve reformatá-los fisicamente, pois isso os destruiria. Atualmente, a formatação física, concernente ao usuário, consiste em procurar setores com defeito, atualizar o mapa de tais setores e substituí-los por setores reservas, os sectors sparings. Os próprios fabricantes de HD fornecem programas de formatação de baixo nível (física) para impedir que os setores defeituosos sejam mapeados pela FAT (tabela de alocação de arquivos), que é utilizada pelo Sistema Operacional para localizar arquivos no HD. O desuso da formatação física se deu pela substituição dos motores de passo pelos motores voice coil. No motor de passo, cada passo distanciava uma trilha da outra. Com o voice coil, foi introduzido um sinal chamado de servo que tem essa mesma função, e também uma cabeça especial para a sua leitura. Se formatarmos o HD fisicamente, este sinal é apagado, acarretando na inutilização do HD. O particionamento do disco, como o próprio nome sugere, implica em sua segmentação. Podemos segmentá-lo em uma ou mais partições, as quais serão utilizadas para conter diferentes Sistemas Operacionais, ou quando o usuário deseja organizar melhor as suas informações alocando-as em partições separadas. Cada partição terá o seu sistemas de arquivos (file system), que corresponde à estrutura lógica mediante a qual os arquivos são organizados na superfície dos discos do HD. Podese usar o Fdisk no Windows, o Disk Duid no Linux ou programas como o Partition Magic. Na instalação do Windows XP, o próprio CD de instalação possui as ferramentas para particionamento e formatação do disco. Os sistemas de arquivos mais comuns são FAT16, FAT32, NTFS, EXT2 e EXT3 (LINUX). Interfaces de Comunicação. Os HDs podem ser encontrados sob interfaces de comunicação IDE, SCSI e SATA. IDE, acrônimo para Integrated Drive Electronics, tem esse nome por sua controladora estar integrada ao próprio disco rígido. Esta controladora faz a comunicação do HD com a interface IDE integrada nas placas mãe. A conexão do HD IDE ao micro segue o padrão ATA (AT Attachement) e tem como ponte de ligação um flat cable (cabo de dados) de 40 vias. A partir do padrão ATA 66 (66MB/s), o flat cable passou a ter 80 vias, já que sob tal velocidade, faz-se necessário prover o cabo de vias de aterramento elétrico para evitar que ruídos venham a corromper a informação. Para se comunicarem com o computador, os HDs IDE usavam um método chamado PIO (Programmed I/O), que exigia a supervisão do processador para transferir dados do HD para a memória RAM do PC. Com o advento do sistema DMA (acesso direto à memória), os dados são movidos diretamente do disco para a memória RAM, liberando o processador para a execução de outras atividades. Modo de Operação Taxa Máxima de Transferência (MB/s) PIO modo 4 16,6 PIO modo 5 20,0 Fast ATA 11,1 66

67 Fast ATA2 16,6 DMA Mode 1 13,3 DMA Mode 2 16,6 Ultra ATA 33,3 Ultra DMA 33 (ATA 33) 33,3 Ultra DMA 66 (ATA 66) 66,6 Ultra DMA 100 (ATA - 100) 100 Ultra DMA 133 (ATA - 133) 133 Tabela de modos de operação e taxas de transferência para a interface IDE até ATA 133. À esquerda, cabo IDE de 40 vias, à direita, o de 80. Jumpeamento de Discos Os Hds padrão IDE, CDs e DVDs utilizam cabos Flat de 40 ou 80 pinos, e estes cabos tem 2 extremidades. Pode-se então conectar dois equipamentos num cabo deste tipo. As Placas mãe tem dois conectores IDE, ou seja, pode-se ligar quatro aparelhos IDE na mesma placa mãe. O fato de se conectar o disco no conector IDE 1, o define como Primary (primário). Conectar um Disco no conector IDE 2 o define como Secondary (Secundário). O disco que contem o Sistema Operacional deve ser ligado sempre no Conector Primário. Quando se conecta dois aparelhos IDE em um mesmo cabo, deve se identificar qual deles será o Principal (mestre ou Master), e qual será o Escravo (Slave). Para isso, deve-se Jumpear estes dispositivos. 67

68 Esta maneira de Jampeamento varia de fabricante para fabricante, mas na maioria das vezes existe uma etiqueta ilustrando a forma correta de se jumpear estes equipamentos. O disco que contem o Sistema Operacional, além de ser ligado sempre no Conector Primário, deve ser jumpeado sempre como Master. Exemplo de manual de cd-rom Exemplo de manual de um CD-ROM SCSI: acrônimo para Small Computer System Interface, é uma interface bem mais difundida em servidores do que em computadores padrão desktop (PC). Ela é mais rápida, mais confiável e bem mais cara que a IDE. Não segue o padrão de configuração master-slave da interface IDE, mas sim um sistema de identificador (ID), onde cada periférico SCSI tem seu número de controle (targed ou ID). A conexão entre eles é feita através de um cabo, também conectado a uma controladora SCSI, resultando num barramento no qual não pode haver dois periféricos com o mesmo ID. Um canal SCSI suporta até 15 periféricos e o flat cable utilizado normalmente possui 68 vias. Todavia, assim como para a IDE, a interface SCSI já teve várias revisões, cujos padrões estão demonstrados na tabela a seguir. 68

69 Padrão Taxa de Transferência Largura do Barramento Conector SCSI MB/s 8 25 pinos SCSI-2 5 MB/s 8 50 pinos Wide SCSI-2 10 MB/s pinos Fast SCSI-2 10 MB/s 8 50 pinos Fast Wide SCSI-2 20 MB/s pinos Ultra SCSI-3 20 MB/s 8 50 pinos Wide Ultra SCSI-3 40 MB/s pinos Ultra2 SCSI-3 40 MB/s 8 50 pinos Wide Ultra2 SCSI-3 80 MB/s pinos Ultra MB/s pinos Ultra MB/s pinos Especificação aos vários padrões SCSI definidos até HD IDE (à esquerda) e SCSI (à direita). SATA : A tecnologia ATA chegou ao seu limite técnico com o ATA/100 e ATA/133, pois não há como ultrapassar a barreira dos 133 MB/s dentro da arquitetura atual, além disso, as largas fitas que chamamos de cabos IDE comprometem bastante a circulação de ar dentro de um gabinete, aspecto este cada vez mais importante para a ventilação dos quentes processadores atuais. O padrão ATA/100 é adotado por todos os fabricantes de controladoras IDE e de Hard Disks, já o padrão ATA/133 é exclusivo dos discos Maxtor e é adotado apenas em algumas controladoras. A Intel, por exemplo, não adota esse padrão nas suas controladoras IDE e esse é um dos motivos dela ser uma das maiores incentivadoras do Serial ATA (SATA). Na prática, essa questão do disco rígido em si ser ATA/133 ou ATA/100 se mostrou irrelevante, tanto é que os discos PATA mais rápidos do mercado atualmente, como alguns modelos IBM (agora Hitachi) ou Western Digital são ATA/100. Por outro lado, as controladoras IDE ATA/133 são melhores do que as similares ATA/100 quando os discos são de 7200 rpm, mesmo que estes não sejam necessariamente ATA/133. Para discos mais antigos ou dispositivos ATAPI (CD-ROM, RW, etc) a controladora IDE ATA/133 desempenha da mesma forma que uma ATA/100. O padrão SATA de primeira geração permite até 150 MB/s de transferência de dados. Na versão 2.0 estão previstos, entre outros detalhes, uma maior taxa de transferência (deve permitir os 300 MB/s) e o Hot Swap, ou seja, a capacidade de ser conectado e desconectado com a máquina funcionando, ressaltando-se que, para tal, é preciso conferir a compatibilidade desse recurso, entre eles se o Sistema Operacional é capaz de realizar essa tarefa. Outra vantagem do SATA é a utilização de um cabo de dados muito mais estreito e fácil de manipular dentre de um gabinete, o que favorece bastante a ventilação interna; infelizmente o cabo de força (power) também mudou para atender às necessidades do Hot Swap e as fontes ATX atuais não possuem o conector adequado (por enquanto), requerendo o uso de um adaptador nesse momento. Esse novo conector tem contatos mais longos nos sinais de terra, que serão os primeiros a serem ligados quando o conector for encaixado e os últimos a serem desligados no momento da remoção do disco. Com o conector de quatro pinos da fonte ATX tradicional, isso não seria possível. 69

70 Cabo de dados SATA (à esquerda) e adaptador para o conector de força (à direita) Níveis RAID. RAID (Redundant Array of Independent Drives), consiste numa técnica pela qual vários HDs físicos são associados logicamente, de modo a prover tolerância a falhas e/ou melhor desempenho ao sistema, que dependerá do nível RAID escolhido para organizar a matriz (array) de HDs. Para o Sistema Operacional, essa matriz de discos aparece como uma única unidade de leitura/gravação, tendo por conseguinte, uma letra de unidade ligada a ela. Os principais níveis RAID são: RAID 0: 2 ou mais HDs são associados logicamente, correspondendo à solução de melhor desempenho, ao custo de não contar com qualquer tolerância a falhas. Os dados são lidos e gravados nos HDs de modo concorrente, maximizando o desempenho. Tal concorrência depende do número de HDs na matriz, e de um parâmetro conhecido por Striping Factor ou Block Size. Por exemplo: se a matriz possui 2 HDs e o block size é de 64 KB, ao solicitarmos a gravação de um arquivo de 100 KB, os primeiros 64 KB serão gravados no primeiro HD e os restantes, 36 KB, no segundo. A definição do melhor block size depende das características dos HDs utilizados, se bem que há algumas controladoras RAID capazes de determinar automaticamente o melhor valor. RAID 0+1: Conhecido por espelhamento, esse nível de Raid privilegia a tolerância a falhas, já que um HD contém uma cópia exata dos dados contidos no outro. Assim, se um falhar, o outro atuará como um backup on-line e pronto a ser utilizado. RAID 5: o mais empregado atualmente, sobretudo no ambiente corporativo, por oferecer bom desempenho e tolerância a falhas, mas com um mínimo de desperdício em espaço de HD, já que não há um ou mais HDs inteiros atuando como backup. As informações, que provêem tolerância a falhas ao RAID 5, estão armazenadas distributivamente pelos HDs, de modo que uma falha em um HD pode ser recuperada a partir de um cálculo de paridade. JBOD: conhecido por Disk Spanning, não se refere propriamente a um nível RAID. Basicamente, consiste na formação de um drive lógico, de capacidade de armazenamento igual à soma das capacidades individuais dos HDs físicos usados. Não provê tolerância a falhas, e apesar de se assemelhar ao RAID 0, não possibilita acesso concorrente aos HDs. Na prática, primeiramente o espaço de armazenamento do primeiro HD é utilizado, depois o do segundo e, assim, sucessivamente. Placa controladora RAID: Existem placas controladoras RAID que dispõem de até 4 canais suportando HDs ATA ou SATA. Com tais placas, até 4 HDs podem ser conectados a ela. A placa pode ser instalada em slots de barramento PCI de 32 bits, operando a 33 ou 66 Mhz. Algumas dão suporte a todas as versões do Windows, a partir do 9X ao XP, e clones do Unix (Linux, FreeBSD); software com interface gráfica (apenas Windows) para a configuração e gerenciamento dos níveis RAID; suporte a HD inicializável (boot). Na figura a seguir, é apresentada uma placa controladora RAID que trabalha em conjunto com HDs SATA: 70

71 Figura de Placa RAID. Disquetes. O disquete é um disco removível de armazenamento fixo de dados. O termo equivalente em inglês é floppy-disk, significando disco flexível. Os disquetes tiveram diferentes tamanhos e formatos desde que foram inventados, em 1971: Tipo de disco Ano Capacidade 8-inch KB 8-inch KB 8-inch KB 8-inch dual-sided MB 5 ¼-inch KB 5 ¼-inch DD KB 5 ¼-inch HD MB 3-inch KB 3 ½-inch KB 3 ½-inch HD MB 3 ½-inch ED M Onde: DD = Double Density; HD = High Density; ED = Extra Density. CD A informação em um CD convencional é o resultado de um conjunto de sulcos e protuberâncias gravados na forma de uma longa faixa em espiral. O CD é, a grosso modo, uma peça de aproximadamente 1,2 mm de espessura sendo que a maioria deles consiste em um disco de policarbonato injetado com 12 cm de diâmetro. Uma vez confeccionada a peça de policarbonato, uma camada ultrafina e reflexiva de alumínio é colocada sobre o disco, cobrindo essas protuberâncias. Então uma outra camada, desta vez de acrílico é pulverizada sobre o alumínio, protegendo-o. Seu processo de fabricação é complicado, pois as informações são literalmente entalhadas sobre um molde mestre que contém o negativo das informações que serão colocadas no CD. A disposição das trilhas em espiral deve-se ao fato do CD ter sido projetado para armazenar músicas, que devem ser tocadas de forma contínua, como ocorria com os long plays de vinil. As faixas que formam essa espiral têm aproximadamente 0,5 μm de espessura com uma distância de 1,6 μm separando uma faixa da outra, tendo um mínimo de 0,83 μm de comprimento e 125 μm de largura. Estas dimensões reduzidas fazem a espiral do CD ser enorme. Se pudéssemos esticar essa espiral e colocá-la numa linha reta essa teria quase 5 Km de comprimento e uma espessura de 0,5 ηm. 71

72 Diagrama de espirais de um CD com um box ampliando sua superfície. A seguir é apresentada uma figura de um CD player com seus principais componentes: CD-R O processo de gravação dos CDs convencionais além de complicado era muito caro para o usuário final, que ansiava por uma forma doméstica de produzir seus próprios CDs. A idéia do CD-R veio para preencher esta lacuna. O CD-R é um conjunto de 4 camadas. A primeira é o substrato plástico, que neste caso tem apenas a função de orientar o feixe de laser. A segunda é composta de um material orgânico sensível ao laser. A terceira é responsável pela reflexão do laser no momento da leitura e pode ser feita de ouro, platina, alumínio ou prata. Por fim, a quarta camada é composta apenas por uma camada de verniz protetor. De todos esses materiais, os melhores são os Fitohalocianino que possui uma excelente qualidade de reprodução, além de ser compatível com a maioria dos leitores de CD-ROM; e a substância Azo Metalizado que foi desenvolvida recentemente e é usada em mídias de coloração azul. Sua refração de luz é muito semelhante à do Cianino, todavia, sua durabilidade é maior. Quando o CD-R está em branco, isto é, sem nenhuma informação gravada nele, a camada de material orgânico é translúcida, possibilitando ao laser de leitura atravessá- lo e refletir-se na camada de metal. No momento da gravação, o laser de escrita queima a camada orgânica e torna o ponto onde ele incidiu, opaco. Neste ponto o laser não mais reflete, caracterizando assim um padrão: o ponto que é deixado translúcido é considerado 1 e o ponto que é opaco é considerado 0. Como este é o mesmo padrão utilizado pelo CD convencional, o CD-R pode ser lido sem problemas por unidades de CD-ROM, que interpretam os pontos opacos e translúcidos como sulcos (pits) e protuberâncias (lands). No CD-R as informações podem ser escritas somente uma vez, pois não existem meios de retornar a camada de material orgânico ao seu estado original. CD-RW O CD-RW surgiu como uma solução inovadora, ao conciliar a capacidade de guardar grandes quantidades de dados encontradas nos CDs, com a facilidade de gravação e desgravação encontradas nas fitas e nos floppys. Estes discos são baseados em uma tecnologia chamada phase-change (mudança de estado). O elemento que muda de estado é composto de 4 elementos químicos: prata, antimônio, telúrio e índio. Como qualquer material encontrado na natureza, esse composto tende a mudar o seu estado físico quando exposto a certas temperaturas. Sua temperatura de fusão (líquido) é em torno de 600 C e sua temperatura de cristalização (sólido) é de 200 C. No CD-RW, as protuberância reflexivas e os sulcos não reflexivos de um CD convencional são representados pelas mudanças de estado nesse composto. Quando este se encontra em seu estado cristalino ele é translúcido, e dessa forma o laser de leitura pode atravessá-lo e se refletir na camada de metal, retornando o feixe para o dispositivo óptico-eletrônico. Quando o composto é derretido, ele é levado a um estado amorfo, tornando a área afetada opaca e não reflexiva. Para a gravação é usado um laser de escrita que tem potência suficiente para levar o composto químico à temperatura de fusão. Tal como ocorre nos CD-Rs, o laser de leitura não tem potência para mudar o estado físico do composto químico, sendo tão somente usado para detectar os pontos reflexivos e não reflexivos e assim, ler o CD. O laser apagador está entre esses dois: não tem potência suficiente para derreter o composto químico, mas pode levá-lo ao seu estado original, já que 72

73 tem potência suficiente para chegar à temperatura de cristalização, apagando os pontos que foram derretidos, isto é, os gravados como 0. As unidades de leitura (CD-ROM) precisam ser equipadas com um circuito denominado controle automático de ganho, pois as mesmas precisam alterar a potência do laser para serem capazes de ler CD-R, CD-RW e CD. Isto é necessário devido ao comportamento diferente deles em relação à refração da luz incidida (o CD-ROM reflete 70% da luz aplicada, o CD-R 65% e o CD-RW apenas 20%). DVD DVD significa Digital Versatile Disc (antes denominado Digital Video Disc). É utilizado para armazenar informações digitais, tendo uma maior capacidade que o CD-R/RW, devido a uma tecnologia óptica superior, além de padrões melhorados de compressão de dados. Os primeiros DVD players e discos estavam disponíveis em Novembro de 1996 no Japão, Março de 1997 nos Estados Unidos, 1998 na Europa, 1999 na Austrália e no Brasil esta tecnologia começou a ganhar força em 2002 e Os DVDs possuem por padrão a capacidade de armazenar 4.7 GB de dados, enquanto um CD armazena em média de 700 a 800 MB. Os DVDs de Dupla Camada podem armazenar o dobro da capacidade de um DVD comum, ou seja, 9,4 GB. Apesar da capacidade nominal do DVD comum gravável, é possível apenas gravar MB de informações, e com o tamanho máximo de cada arquivo de 1 GB. O tamanho máximo de arquivo varia conforme o tipo de gravação: UDF, ISO normal, DVD-video, etc. Os quatro tipos básicos de DVDs são referidos pela sua capacidade em gigabytes, arredondada ao próximo inteiro. A exceção à regra é o DVD-18, cuja capacidade é de fato 17 gigabytes. Tipo de DVD Nome Um lado, uma camada DVD 5 Um lado, duas camadas DVD 9 Dois lados, uma camada DVD 10 Dois lados, duas camadas DVD 18 DVD Gravável. Existem vários tipos de DVDs graváveis: DVD-R e DVD+R: somente permitem uma gravação e podem ser lidos pela maioria de leitores de DVDs. A real diferença do DVD+R e DVD-R:o DVD+R é, como o DVD-R, um disco de 4,7 GB que pode ser usado para gravar filmes e assistir em DVD players comerciais. Apesar de ter a mesma função e a mesma capacidade, um disco DVD+R só pode ser gravado em gravadores DVD+R, enquanto que discos DVD-R só podem ser gravados em gravadores DVD-R. Existem no mercado gravadores que conseguem gravar os dois tipos de mídias, chamados gravadores DVD±R. Na prática, a diferença da mídia DVD-R para a DVD+R é o desempenho, pois discos DVD+R são lidos mais rapidamente do que discos DVD-R. Esta diferença só é sentida se for usado o disco DVD para gravar arquivos comuns, isto é, usar como uma mídia de backup, já que para assistir filmes o desempenho é o mesmo. DVD+R DL: semelhante ao DVD+R, mas que permite a gravação em dupla camada (DL significa dual layer), aumentando a sua capacidade de armazenamento. DVD-RW: permite gravar e apagar cerca de mil vezes, oferecendo um modo de montagem conhecido como VR. DVD+RW: permite gravar e apagar cerca de mil vezes, podendo ser lido pela maioria dos leitores de DVD. DVD-RAM: permite gravar e apagar mais de cem mil vezes, oferecendo a possibilidade de 73

74 gravação e leitura em simultâneo (time shift) sem o risco de apagar a gravação. Compatível com poucos leitores de DVD. Blu-Ray Já existem no mercado duas tecnologias novas de DVD, com maior capacidade de armazenamento, mas que ainda não se popularizaram. Estes formatos utilizam um disco diferente, que é gravado e reproduzido com um laser azul-violeta ao invés do tradicional vermelho. O laser azul possui um diâmetro menor, o que permite o traçado de uma espiral maior no disco, podendo render até 50 GB de capacidade no caso do Blu-Ray. Ainda se discute qual formato irá substituir o atual DVD. Os dois formatos têm suas vantagens e desvantagens: o Blu-Ray tem maior capacidade de armazenamento, chegando a 25 GB ou 50 GB com dupla camada, mas seus discos serão mais caros para serem produzidos. O HD-DVD por sua vez, é capaz de armazenar apenas 15 GB ou 30 GB com dupla camada, mas teria um custo menor de produção. Para que estes discos não sejam extremamente frágeis e sejam danificados por qualquer contato, é adicionada uma camada protetora na superfície de leitura, o que os tornam mais caros de se produzir. Placas de vídeo A função da placa de vídeo, é preparar as imagens que serão exibidas no monitor. Já foram criadas placas de vídeo usando praticamente todo o tipo de barramento existente, do ISA ao PCI, passando pelo MCA, EISA e VLB. Atualmente porém, usamos apenas placas de vídeo PCI ou AGP, com uma predominância cada vez maior das placas AGP, que por utilizarem um barramento mais rápido, quase sempre incorporam mais recursos e um melhor desempenho. Há apenas alguns anos atrás, era comum os computadores serem equipados com placas de vídeo e monitores CGA, que além de gerarem uma imagem de baixíssima qualidade, mal nos permitiam trabalhar com uma interface gráfica. Para nosso alívio, assim como os demais componentes do computador, as placas de vídeo e monitores também evoluíram de forma incrível nestas duas últimas décadas, permitindo-nos ao invés de horríveis monitores verdes, ter imagens praticamente perfeitas. Que tal iniciarmos nosso tour pelas tecnologias utilizadas nas placas de vídeo, estudando a evolução dos padrões de vídeo? MDA e CGA: Os primeiros PCs ofereciam apenas duas opções de vídeo, o MDA (Monocrome Display Adapter) e o CGA (Graphics Display Adapter). Entre os dois, o MDA era o mais primitivo e barato, sendo limitado à exibição de textos com uma resolução de 25 linhas por 80 colunas, permitindo mostrar um total de caracteres por tela. Como o próprio nome sugere, o MDA era um padrão de vídeo que não suportava a exibição de mais de duas cores. Para quem precisava trabalhar com gráficos, existia a opção do CGA, que apesar de ser mais caro, podia exibir gráficos numa resolução de 320 x 200. Apesar do CGA possuir uma palheta de 16 cores, apenas 4 podiam ser exibidas ao mesmo tempo. O CGA também pode trabalhar com resolução de 640 x 200, mas neste caso exibindo apenas textos no modo monocromático, como o MDA. Apesar de serem extremamente antiquados para os padrões atuais, o MDA e o CGA atendiam bem os primeiros micros PC, que devido aos seus limitados recursos de processamento, eram restritos basicamente a interfaces somente-texto EGA (Enhanced Graphics Adapter): Para equipar o PC AT, lançado em 84, a IBM desenvolveu um novo padrão de vídeo, batizado de EGA. Este novo padrão suportava a exibição de gráficos com resolução de até 640 x 350, com a exibição de até 16 cores simultâneas, que podiam ser escolhidas em uma palheta de 64 cores. Apesar dos novos recursos, o EGA mantinha total compatibilidade com o CGA. Uma placa de vídeo e um monitor EGA são o requerimento mínimo a nível de vídeo para rodar o Windows Apenas o Windows 3.0 ou 3.11 aceitam rodar em sistemas equipados com vídeo CGA. Já para rodar o Windows 95/98, o requisito mínimo é um vídeo VGA. 74

75 VGA (Video Graphics Adapter): O VGA foi uma grande revolução sobre os padrões de vídeo mais antigos, suportando a resolução de 640 x 480, com a exibição de 256 cores simultaneamente, que podiam ser escolhidas em uma palheta de cores. Um pouco mais tarde, o padrão VGA foi aperfeiçoado para trabalhar também com resolução de 800 x 600, com 16 cores simultâneas A IBM desenvolveu também outros 3 padrões de vídeo, chamados de MCGA, XGA e PGA, que apresentavam algumas melhorias sobre o VGA, mas que não obtiveram muita aceitação por serem arquiteturas fechadas. Apesar dos avanços, foi mantida a compatibilidade com os padrões de vídeo GCA e EGA, o que permite rodar aplicativos mais antigos sem problemas. Super VGA: Uma evolução natural do VGA, o SVGA é o padrão atual. Uma placa de vídeo SVGA, é capaz de exibir 24 bits de cor, ou seja, vários milhões. Isto é o suficiente para o olho humano não conseguir perceber diferença nas cores de uma imagem exibida no monitor e de uma foto colorida por exemplo. Justamente por isso, as placas de vídeo SVGA são também chamadas de true-color ou cores reais. O padrão VESA 1 para monitores e placas de vídeo SVGA estabeleceu o suporte a vários modos de vídeo diferentes, que vão desde 320x200 pontos com 32 mil cores, até 1280 x 1024 pontos com 16 milhões de cores. O modo de vídeo pode ser alterado a qualquer momento pelo sistema operacional, bastando que seja enviado à placa de vídeo o código correspondente ao novo modo de exibição. O padrão VESA foi criado pela Video Eletronics Standards Association, uma associação dos principais fabricantes de placas de vídeo, responsáveis também pela criação do barramento VLB. Com o tempo, foram lançados os padrões VESA 2 e VESA 3 (o atual) que trouxeram novos modos de vídeo, com suporte a resoluções de 320x240, 400x300, 320x400, 320x480, 512x384x, 1152x864 e 1280x960 que são usados por alguns aplicativos, geralmente jogos. Foi incorporada também o suporte à resolução de 1600x1200, muito utilizada por designers que trabalham com imagens. 2D x 3D, entendendo as diferenças As placas de vídeo mais antigas, simplesmente recebem as imagens e as enviam para o monitor. Neste caso, o processador é quem faz todo o trabalho. Este sistema funciona bem quando trabalhamos apenas com gráficos em duas dimensões, usando aplicativos de escritório, ou acessando a Internet por exemplo, já que este tipo de imagem demanda pouco processamento para ser gerada. Estas são as famosas placas 2D, que podem ser bem representados por exemplo pelas placas Trident 9440 e 9680, muito comuns a três anos atrás. As placas 2D funcionam tanto que foram usadas sem maiores reclamações durante mais de uma década. O problema surge ao tentar rodar jogos 3D, ou mesmo programas como o 3D Studio, que utilizam gráficos tridimensionais. Surge então a necessidade de usar uma placa de vídeo 3D. A função de uma placa de vídeo 3D é auxiliar o processador na criação e exibição de imagens tridimensionais. Como todos sabemos, numa imagem tridimensional temos três pontos de referência: largura, altura e profundidade. Um objeto pode ocupar qualquer posição no campo tridimensional, pode inclusive estar atrás de outro objeto. Os gráficos tridimensionais são atualmente cada vez mais utilizados, tanto para aplicações profissionais (animações, efeitos especiais, criação de imagens, etc.), quanto para entretenimento, na forma de jogos. A grande maioria dos títulos lançados atualmente utilizam gráficos tridimensionais e os títulos em 2D estão tornando-se cada vez mais raros, tendendo a desaparecer completamente. Não é difícil entender os motivos dessa febre: os jogos em 3D apresentam gráficos muito mais reais, movimentos mais rápidos e efeitos impossíveis de se conseguir usando gráficos em 2D. Uma imagem em três dimensões é formada por polígonos, formas geométricas como triângulos, retângulos, círculos etc. Uma imagem em 3D é formada por milhares destes polígonos. Quanto mais polígonos, maior é o nível de detalhes da imagem. Cada polígono tem sua posição na imagem, um tamanho e cor específicos. 75

76 Para tornar a imagem mais real, são também aplicadas texturas sobre o polígonos. Uma textura nada mais é do que uma imagem 2D comum (pode ser qualquer uma). O uso de texturas permite quer num jogo 3D um muro realmente tenha o aspecto de uma muro de pedras por exemplo, já que podemos usar a imagem de um muro real sobre os polígonos. O uso das texturas não está limitado apenas a superfícies planas. É perfeitamente possível moldar uma textura sobre uma esfera por exemplo. Veja um exemplo de aplicação de texturas (as imagens são cortesia da NVIDIA Corporation): O processo de criação de uma imagem tridimensional, é dividido em três etapas, chamadas de desenho, geometria e renderização. Na primeira etapa, é criada uma descrição dos objetos que compõe a imagem, ou seja: quais polígonos fazem parte da imagem, qual é a forma e tamanho de cada um, qual é a posição de cada polígono na imagem, quais serão as cores usadas e, finalmente, quais texturas e quais efeitos 3D serão aplicados. Depois de feito o projeto entramos na fase de geometria, onde a imagem é efetivamente criada e armazenada na memória. Ao final da etapa de geometria, temos a imagem pronta. Porém, temos também um problema: o monitor do micro, assim como outras mídias (TV, papel, etc.) são capazes de mostrar apenas imagens bidimensionais. Entramos então na etapa de renderização. Esta última etapa consiste em transformar a imagem 3D em uma imagem bidimensional que será mostrada no monitor. Esta etapa é muito mais complicada do que parece; é necessário determinar (apartir do ponto de vista do espectador) quais polígonos estão visíveis, aplicar os efeitos de iluminação adequados, etc. Apesar do processador também ser capaz de criar imagens tridimensionais, trabalhando sozinho ele não é capaz de gerar imagens de qualidade a grandes velocidades (como as demandadas por jogos) pois tais imagens exigem um número absurdo de cálculos e processamento. Para piorar ainda mais a situação, o processador tem que ao mesmo tempo executar várias outras tarefas relacionadas com o aplicativo. As placas aceleradoras 3D por sua vez, possuem processadores dedicados, cuja função é unicamente processar as imagens, o que podem fazer com uma velocidade incrível, deixando o processador livre para executar outras tarefas. Com elas, é possível construir imagens tridimensionais com uma velocidade suficiente para criar jogos complexos a um alto frame-rate. Vale lembrar que uma placa de vídeo 3D só melhora a imagem em aplicações que façam uso de imagens tridimensionais. Em aplicativos 2D, seus recursos especiais não são usados. A conclusão é que caso você pretenda trabalhar apenas com aplicativos de escritório, Internet, etc. então não existe necessidade de gastar dinheiro com uma placa 3D, pois mesmo usando uma placa de última geração, seu potencial não seria utilizado. Neste caso, poderá ser usado o vídeo onboard da placa mãe, ou mesmo uma placa de vídeo um pouco mais antiga sem problemas. As duas principais diferenças entre uma placa 3D mais lenta e outra rápida dentro os jogos são a qualidade que imagem, que inclui a resolução de tela, número de cores e efeitos 3D que serão usados, e o frame-rate, o número de quadros gerados por segundo. A função da placa de vídeo 3D é basicamente desenhar as imagens e mostrá-las no monitor. Quanto mais poderosa for a placa, mais polígonos será capaz de desenhar e mais texturas será capaz de aplicar no mesmo período de tempo. Dentro de um jogo é preciso renderizar a imagem a cada quadro. Quanto mais potente for a placa, mais quadros ela será capaz de gerar. Quanto mais quadros a placa é capaz de gerar por segundo, mais perfeita é movimentação da imagem. Para que não seja possível perceber qualquer falha na fluidez da imagem, o ideal seriam pelo menos 30 quadros por segundo. Para você ter uma idéia, a TV exibe 24 quadros, e desenhos 76

77 animados variam entre 16 e 24 quadros. É por isso que os míticos 30 quadros são o valor considerado ideal no mundo dos games. Menos que isso começarão a aparecer saltos, principalmente nas cenas mais carregadas, prejudicando a jogabilidade. Quanto maior for a resolução de vídeo usada, maior o número de cores e mais efeitos forem usados, maior será o trabalho da placa de vídeo ao gerar cada quadro, e consequentemente mais baixo será o frame-rate, e mais precária a movimentação do jogo. Existe uma relação inversamente proporcional entre as duas coisas. E quanto à memória? Assim como o processador, a placa de vídeo também usa memória RAM, memória que serve para armazenar as imagens que estão sendo criadas. Numa placa de vídeo 2D a quantidade de memória não interfere em absolutamente nada no desempenho da placa, ela apenas determina quais resoluções e quantidade de cores serão suportadas. Uma placa antiga, com apenas com 1 MB de memória por exemplo, será capaz de exibir 16 milhões de cores (24 bits) em resolução de 640x480 ou 65 mil cores (16 bits) a 800x600. Uma placa com 2 MB, já seria capaz de exibir 16 milhões de cores em resolução de 800x600. Uma placa de 4 MB já seria capaz de atingir 16 milhões de cores a 1280x1024 e assim por diante. Para ter uma boa definição de cores o mínimo é o uso de 16 bits de cor e o ideal 24 bits. Algumas placas suportam também 32 bits de cor, mas em se tratando de 2D os 32 bits correspondem a exatamente a mesma quantidade de cores que 24 bits, ou seja, 16 milhões. Os 8 bits adicionais simplesmente não são usados. Esta opção é encontrada principalmente em placas da Trident e é na verdade uma medida de economia, pois como a placa de vídeo acessa a memória a 64 ou 128 bits dependendo do modelo é mais fácil para os projetistas usar 32 bits para cada ponto ao invés de 24, mas neste caso temos apenas um desperdício de memória. Mas, quando falamos em imagens em 3D a coisa muda bastante de figura. Primeiro por que ao processar uma imagem 3D a placa não usa a memória de vídeo apenas para armazenar a imagem que será mostrada no monitor, mas principalmente para armazenar as texturas que são usadas. Nos jogos atuais cada vez são usadas mais texturas e texturas cada vez maiores. É justamente por isso que as placas de vídeo atuais são tão poderosas. Voltando ao assunto principal, numa placa de vídeo 3D a quantidade de memória não determina a resolução de vídeo que poderá ser usada, mas sim a performance da placa. O motivo é simples, se as texturas a serem usadas pelo jogo não couberem na memória da placa, terão que ser armazenadas na memória RAM e lidas usando o barramento AGP. O problema é que neste caso temos uma enorme degradação de performance, pois demora muito mais tempo para ler uma textura armazenada na memória RAM principal do que ler a mesma se estivesse armazenada na memória da placa de vídeo, que é muito mais rápida. FSAA Este recurso melhora a qualidade das imagens geradas. Consiste em melhorar o contorno dos objetos através de pontos de cores intermediárias, uma espécie de interpolação, mas feita em tempo real pela placa de vídeo, que aplica este efeito durante o processo de renderização das imagens. FSAA vem de Full Screen Anti-Aliasing, que destaca a capacidade da placa de vídeo suavizar os contornos (anti-aliasing) mesmo em imagens de tela cheia, usadas nos jogos. As imagens a seguir exemplificam bem o efeito visual: V-Sinc Este é mais um recurso interessante, suportado por praticamente todas as placas 3D. Ao ser ativado, o V-Sinc sincroniza os quadros gerados pela placa com a freqüência de atualização do monitor. A taxa de atualização do monitor, ou refresh-rate pode ser configurada nas propriedades de vídeo, geralmente com opções entre 48 e 85 Hz. Este é justamente o número de vezes que a imagem será 77

78 atualizada no monitor por segundo. Para ter-se uma imagem livre de flicker, recomenda-se o uso de pelo menos 75 Hz de taxa de atualização. O V-Sinc serve justamente para sincronizar os quadros de imagem gerados pela placa de vídeo com a atualização de imagem no monitor. A cada duas atualizações de imagem é gerado um novo quadro de imagem. Usando um refresh-rate de 75 Hz, você terá sempre 37,5 FPS, usando 60 Hz terá sempre 30 FPS e assim por diante. Em termos de fluidez de imagem, esta é a medida ideal, pois de nada adianta a placa gerar mais quadros do que o monitor é capaz de exibir, simplesmente vários quadros serão descartados, fazendo com que a imagem comece a apresentar saltos, mesmo com um número adequado de quadros por segundo. É recomendável manter o V-Sinc ativado, desativando-o apenas quando for rodar algum benchmark. Conceitos gerais sobre Placas 3D A divisão das tarefas Como vimos, uma imagem 3D nada mais é do que um enorme conjunto de polígonos. Quem trabalha com Corel Draw ou outro programa de desenho vetorial, sabe bem que uma das diferenças entre uma imagem vetorial (composta por polígonos) e uma imagem em bitmap, é que a primeira pode ser esticada livremente, assumindo qualquer tamanho mas mantendo a mesma qualidade. Por outro lado, se esticarmos a segunda os pontos estourarão e acabaremos com um borrão disforme em mãos. Isso acontece por que uma imagem poligonal na verdade é apenas um conjunto de equações matemáticas que indicam a forma, posição e tamanho relativo dos polígonos. Ao ampliar a imagem, o processador apenas irá refazer estes cálculos, reconstruindo a imagem no tamanho desejado. Porém, ampliando uma imagem em bitmap poderemos apenas aumentar o tamanho dos pontos, resultando em uma imagem de baixa qualidade. Este mesmo conceito se aplica a uma imagem 3D, que repito, é apenas um conjunto de polígonos. Uma aceleradora 3D serve para auxiliar o processador na construção das imagens 3D usadas nos jogos e aplicativos. Veja que a placa 3D é apenas uma assistente (apesar de fazer a parte mais pesada do trabalho), isto significa que o processador também tem as suas tarefas. Vejamos quem faz o que: O processador é encarregado de montar armação da imagem, ou seja, montar a estrutura de polígonos que a compõe, calculando o tamanho e posição de cada um. Esta tarefa exige uma quantidade gigantesca de cálculos matemáticos, justamente por isso, é essencial que o processador possua um coprocessador aritmético poderoso. Após terminar de desenhar a armação da imagem, o processador a transmite para a placa 3D, junto com as texturas que devem ser aplicadas sobre os polígonos, informações sobre as cores de cada polígono, posição de cada textura e assim por diante. A placa de vídeo por sua vez, tem como tarefa aplicar as texturas, colorir os polígonos, aplicar os efeitos 3D, determinar quais partes da imagem estarão visíveis e, finalmente, gerar a imagem que será mostrada no monitor. Num jogo, este processo é repetido indefinidamente, gerando a movimentação da imagem. Quanto mais poderosos forem o processador e a placa de vídeo, mais imagens poderão ser geradas por segundo, resultando em um frame rate mais alto. O frame rate nada mais é do que o número de quadros apresentados por segundo. Um frame-rate ideal seriam pelo menos 30 quadros por segundo, enquanto o mínimo seria em torno de 20 quadros. Abaixo disso, o jogo começará a apresentar saltos, que prejudicarão a jogabilidade. Vale lembrar que o frame-rate nada tem a ver com o refresh-rate, que é a quantidade de vezes que a imagem armazenada na memória da placa de vídeo é lida pelo RAMDAC e atualizada no monitor. Podemos ter, ao mesmo tempo, um frame-rate de 30 quadros por segundo e um refresh-rate de 75 Hz por exemplo. O frame rate é determinado basicamente por 4 fatores: 1- A potência da placa de vídeo 2- O nível de detalhes da imagem (com 16 ou com 32 bits de cor por exemplo) 3- A resolução de vídeo utilizada (800 x 600 ou 1024 x 768 por exemplo) 78

79 4- A potência do processador Como vimos, antes da imagem ser transferida para a placa de vídeo, tem que ser esboçada pelo processador. Este esboço é então transferido para a placa de vídeo que cuida do resto. Quanto mais texturas tiverem que ser aplicadas, mais efeitos de luz etc. mais tempo a placa de vídeo demorará para terminar cada imagem. Outro fator é a resolução de vídeo utilizada. Usando 640 x 480 ou 1024 x 768, o trabalho do processador é exatamente o mesmo, pois como vimos, os polígonos podem ser redesenhados e a imagem ampliada para qualquer tamanho sem que haja perda de qualidade. Porém, quanto maior for a resolução, maior será o trabalho da placa de vídeo (que terá que renderizar mais pixels), e consequentemente mais baixo será o frame-rate. É como se alguém dissesse para um pintor: eu quero um desenho assim e assim. Quanto maior for o quadro, maior será o trabalho do pintor, mas as instruções dadas a ele serão as mesmas. Usando uma resolução de vídeo muito alta, a placa de vídeo ficará com a parte mais pesada do trabalho, fazendo com que o processador tenha que ficar esperando a placa de vídeo terminar as imagens para poder enviar os quadros seguintes. Nesta situação, trocar a placa de vídeo 3D por outra mais rápida aumentaria de imediato o frame-rate. Vale reforçar que o frame rate não tem nada a ver com a velocidade do jogo, seja com 60 ou com 5 quadros por segundo, o boneco vai demorar o mesmo tempo para correr até o outro lado da tela, apenas a movimentação será mais precária. Frame-Rate e desempenho A medição de performance para placas de vídeo mais aceita atualmente, é justamente a quantidade de quadros por segundo que cada placa é capaz de gerar em um determinado jogo. Como vimos, o trabalho da placa de vídeo é basicamente desenhar as imagens e mostrá-las no monitor, e o objetivo de se ter uma placa rápida é justamente poder jogar qualquer jogo a altas resoluções, com todos os efeitos 3D ativados e com um bom frame rate. Escolhe-se então um jogo popular, e compara-se o número de quadros por segundo (FPS) gerados por cada placa, todas espetadas na mesma configuração de processador, placa mãe, HD, etc. A idéia de usar jogos para medir a performance das placas ao invés de programas de benchmark como o 3D Winbench vem tornando-se cada vez mais popular entre os sites especializados e revistas de informática, pois mostra o desempenho da placa em aplicações reais, onde elas realmente serão usadas. Os benchmarks normalmente perdem neste aspecto, pois sempre acabam levando em consideração alguns fatores que não influenciam tanto nos jogos, apresentando resultados que nem sempre refletem o desempenho em aplicações reais. Lógico que para terem validade, os testes devem ser realizados com micros de configuração exatamente igual, usando a mesma resolução de tela e o mesmo jogo, mudando apenas a placa de vídeo usada entre uma medição e outra. Depois os resultados são comparados e a placa que for capaz de gerar mais quadros por segundo é a mais rápida. Para que não seja possível perceber qualquer falha na fluidez da imagem, o ideal seriam pelo menos 20 ou 25 quadros por segundo. Para você ter uma idéia, a TV exibe 24 quadros, e desenhos animados variam entre 16 e 24 quadros. Normalmente 30 quadros são o valor considerado ideal no mundo dos games. O problema é que em cenas mais pesadas, com muitos inimigos, tiros, explosões, etc., e consequentemente mais polígonos, o frame rate pode cair até pela metade. Isto significa que os 30 fps médios em algumas cenas do jogo poderão cair para 15 ou até menos. Prevendo isto, os fabricantes dizem que o ideal seriam 60 fps, pois assim dificilmente o frame rate cairia para menos de 30 fps mesmo nas cenas mais pesadas. Claro que eles dizem isso para convencer os compradores a trocar suas placas antigas por placas topo de linha, pois apenas as placas mais parrudas (e às vezes nem elas...) são capazes de manter 60 fps ou mais a 1024 x 768 de resolução nos jogos mais recentes. 79

80 Pessoalmente, considero 30 fps médios um índice mais do que aceitável, pois as quedas momentâneas para 15 ou 13 quadros não chegam a atrapalhar tanto a ponto de justificar gastar mais 200 ou 300 dólares para ter um equipamento topo de linha. Os Drivers Um ponto fundamental atualmente quando falamos em placas 3D são justamente os drivers. Simplificando, um driver é um pequeno programa, ou um manual de instruções que permite ao sistema operacional utilizar todos os recursos da placa de vídeo. Os fabricantes mantém os drivers de suas placas em constante desenvolvimento, e a cada versão temos uma melhora tanto no desempenho quanto na compatibilidade. Antes de instalar uma placa 3D, não deixe de fazer uma visita ao site do respectivo fabricante e baixar os drivers mais recentes, que invariavelmente terão mais recursos e serão mais rápidos do que os drivers que vem junto com a placa (naturalmente bem mais antigos). Em alguns casos, a diferença de desempenho pode passar de 50%! Chipsets Assim como no caso das placas mãe, o componente principal de uma placa de vídeo é o chipset, neste caso o chipset de vídeo. É ele quem comanda todo o funcionamento da placa e determina seus recursos e desempenho. É comum um mesmo chipset de vídeo ser usado em várias placas de vídeo de vários fabricantes diferentes. Por usarem mesmo processador central, todas estas placas possuem basicamente os mesmos recursos e o mesmo desempenho (considerando modelos com a mesma quantidade de memória). Normalmente, as únicas diferenças entre elas são a quantidade de memória RAM e a presença ou não de acessórios como saída de vídeo. Por exemplo, inúmeras placas atualmente usam os chipsets GeForce MX da Nvidia. Algumas possuem saídas para dois monitores, outras para apenas um. Existem diferenças enormes entre duas placas equipadas com chipsets diferentes, mas diferenças mínimas entre placas equipadas com o mesmo chipset. Por isso, vou descrever primeiramente os chipsets de vídeo usados, e em seguida apenas o que muda entre as placas que o utilizam. Freqüência de operação e Overclock Assim como um processador, um chipset de vídeo não possui uma freqüência fixa de operação. O fabricante determina uma freqüência segura, onde o funcionamento é garantido. Na verdade, praticamente todos os periféricos do micro podem ser overclocados de uma maneira ou de outra, e a placa de vídeo não é exceção, como é confirmado por um dos projetistas da 3dfx: Any component that has a clock, can be overclocked. We guarantee stability at the shipped clock rate ou seja Qualquer componente que tenha uma freqüência de operação pode ser overclocado. Nós garantimos a estabilidade na freqüência original Como disse, o fabricante determina uma freqüência ideal de operação, onde a estabilidade é garantida. Normalmente o chip é capaz de trabalhar bem acima desta freqüência defaut, mas não existe nenhum tipo de garantia por parte do fabricante. No caso das placas de vídeo, a freqüência do chipset pode ser alterada livremente via software, não é preciso fazer nenhuma gambiarra na placa, basta ter o programa adequado. Vídeo onboard e placas de baixo custo Atualmente, quase todos os bons jogos trazem como pré requisito uma placa 3D. Por mais simples que possa ser, a placa 3D é essencial pois sem ela muitos jogos sequer chegam a abrir. Uma placa 3D de alto desempenho, como uma GeForce MX ou uma ATI Radeon não sai por menos de 100 dólares, mesmo quem prefere comprar uma placa mais simples, acaba gastando pelo menos 60 ou 70 dólares. Como funciona o vídeo onboard: A integração sempre foi o meio mais simples de reduzir o custo dos componentes. No caso do vídeo onboard o chipset de vídeo passa a fazer parte do chipset da placa mãe. Assim, ao invés de dois chips, é produzido apenas um, barateando muito o conjunto. 80

81 O grade problema neste caso é o que fazer com a memória de vídeo, não da para integrar 16 MB ou 32 MB de memória no chipset da placa mãe. A solução encontrada pelos fabricantes para resolver este impasse, sem comprometer o baixo custo, foi passar a compartilhar a memória RAM do sistema entre o processador e o chipset de vídeo. Com isto, o vídeo onboard acaba saindo quase de graça, pois além de aproveitar o mesmo encapsulamento do chipset, passa a utilizar a memória RAM, que já estaria lá de qualquer maneira. Apesar desta ser a solução ideal para cortar custos, não é exatamente a melhor idéia em termos de desempenho. SLI vs. CrossFire SLI Primeiro falaremos sobre o SLI, já que esta foi a primeira das duas tecnologias a ser lançada. O SLI foi originalmente introduzido pela 3dfx em 1998 em suas placas Voodoo 2. Nessa época SLI significava Scan Line Interleaving (Intercalamento de Varredura) e funcionava fazendo com que cada chip gráfico processasse um grupo de linhas (um chip gráfico processando as linhas pares e outro processando as linhas ímpares). A nvidia comprou a 3dfx em 19 de abril de 2001 e introduziu um conceito similar e atualizado para suas placas de vídeo em junho de 2004, renomeando SLI para Scalable Link Interface ou Interface de Link Escalável. O SLI pode funcionar nos seguintes modos: SFR (Split Frame Rendering ou Renderização por Divisão de Quadros), onde cada quadro é dividido em dois e cada metade é enviada para um chip gráfico diferente para ser processado. Este é o modo usado pela configuração SLI usando duas placas de vídeo. Veja na Figura 1. AFR (Alternate Frame Rendering ou Renderização Alternada de Quadros), onde cada chip gráfico processa um quadro inteiro, mas enquanto um chip gráfico está processando o quadro atual, o outro chip já está renderizando o próximo quadro, portanto quando o primeiro quadro é enviado, o segundo quadro já está renderizado (idealmente) ou praticamente renderizado. Este é o modo usado pelo SLI de três vias. AFR de SFR, que é usado no sistema Quad SLI. Aqui dois chips gráficos processam o primeiro quadro no modo SFR enquanto os dois outros chips estão processando o próximo quadro também no modo SFR. SLI AA (Anti-Aliasing). Este modo não é voltado para aumentar o desempenho em jogos, mas para aumentar a qualidade da imagem. Na verdade neste modo o jogo normalmente roda mais lento, mas com uma melhor qualidade de imagem. Enquanto que com uma única placa de vídeo você pode obter tipicamente apenas até os modos anti-aliasing 4x ou 8x, com o SLI este número pode ser elevado para 8x, 16x ou 32x, dependendo do modo SLI. Até o momento este modo não funciona no Windows Vista. O SLI está disponível apenas para placas PCI Express e você precisa ter uma placa-mãe com dois (ou três, no caso do SLI de três vias) slots PCI Express x16 e a placa-mãe precisa ser baseada em um chipset da nvidia (a única exceção é a plataforma Intel Dual Socket Extreme Desktop codinome SkullTrail que é baseada na placa-mãe Intel D5400XS que suporta as tecnologias SLI e CrossFireX). Lembre-se que dependendo do chipset os slots PCI Express x16 podem funcionar a 8x quando o modo SLI está habilitado (mais sobre isso adiante). A comunicação entre as placas de vídeo é feita através de um conector dedicado, chamado ponte SLI. Portanto normalmente as placas não usam o barramento PCI Express para transferir dados entre 81

82 elas e é por isso que usar o slot PCI Express no modo x8 não é tão problemático. A exceção fica por conta de placas de vídeo mais simples das séries GeForce 6600 (exceto a 6600 GT), 7100 e 7300, que suportam o SLI mas usando o barramento PCI Express para fazer a comunicação entre as placas portanto elas não precisam de uma ponte. Originalmente para usar o SLI as placas de vídeo tinham que ser idênticas o mesmo chip gráfico, o mesmo fabricante e até mesmo ter a mesma versão de BIOS. A partir da versão 80 do seu driver de vídeo a nvidia relaxou um pouco e agora as placas de vídeo podem ser de fabricantes diferentes, mas elas precisam ser baseadas no mesmo chip gráfico. Esta regra é válida para todas as versões do SLI (SLI, Quad SLI e SLI de três vias). Todas as placas de vídeo a partir da GeForce 6600 suportam SLI, mas o SLI de três vias é suportado apenas pela GeForce 8800 GTX, pela GeForce 8800 Ultra, pela GeForce GTX 260 e pela GeForce GTX 280. Este modo usa uma nova ponte, já que as placas têm dois conectores SLI. O Quad SLI não usa quatro placas de vídeo, mas duas placas de vídeo GeForce 7950 GX2 ou duas GeForce 9800 GX2 instaladas em paralelo. Como cada placa de vídeo tem dois chips gráficos, seu micro terá um total de quatro chips gráficos. O único problema com o SLI é que quando este modo é habilitado apenas uma saída de vídeo é habilitada, portanto você não pode ter uma configuração com múltiplos monitores no modo SLI, apenas um único monitor. Além disso, apesar de em teoria o SLI ter sido desenvolvido para dobrar o desempenho em jogos na prática isto não acontece. O SLI aumenta o desempenho de alguns jogos mais do que em outros, mas este aumento não chega a 100%. 82

83 Hybrid SLI O Hybrid SLI é um nome genérico para duas tecnologias: GeForce Boost e HybridPower. O GeForce Boost é uma tecnologia voltada para micros básicos equipados com vídeo on-board para aumentar o desempenho 3D. Em placas-mãe que suportam esta tecnologia basicamente placas-mãe com vídeo on-board baseadas nos chipsets nvidia (nem todas as placas-mãe com chipset nvidia suportam este recurso; veja a lista das placas-mãe compatíveis na próxima página) quando você instala um placa de vídeo de verdade você pode configurar o vídeo on-board e a placa de vídeo para trabalharem juntas em paralelo no modo SLI, aumentando o desempenho 3D. O problema é que além da placa-mãe a placa de vídeo também tem de suportar este recurso e até o momento apenas a GeForce 8400 GS e a GeForce 8500 GT suportam esta tecnologia. O HybridPower, por outro lado, é voltado para micros de alto desempenho. Esta tecnologia desliga as placas de vídeo quando você não está rodando jogos, economizando assim energia. Neste caso o vídeo é produzido pelo chipset (ou seja, vídeo on-board). Parece uma idéia extraordinária, mas o problema é que até o momento apenas duas placas de vídeo são compatíveis com o HybridPower: a GeForce 9800 GTX e a GeForce 9800 GX2. Portanto a menos que você tenha essas placas esta tecnologia não tem utilidade. Ambos os modos Hybrid SLI estão disponíveis atualmente apenas no Windows Vista. CrossFire Claro que a ATI, rival da nvidia, não poderia ficar atrás e lançou uma tecnologia equivalente para funcionar com placas de vídeo com chips da ATI. A principal vantagem do CrossFire em relação ao SLI é que no CrossFire as placas de vídeo não precisam ser baseadas no mesmo chip gráfico mas existem algumas limitações de quais placas podem ser usadas juntas, como explicaremos em detalhes (basicamente as placas podem ser diferentes, mas precisam ser da mesma família). O CrossFire pode usar os seguintes modos para renderizar imagens: Scissors (Tesoura): Este modo é similar ao modo SFR (Split Frame Rendering ou Renderização por Divisão de Quadros) do SLI, mas como você pode ter duas placas de vídeo diferentes no CrossFire, a placa de vídeo mais rápida terminaria de renderizar sua metade mais rapidamente e teria de esperar pela placa mais lenta terminar seu trabalho para então prosseguir para o próximo quadro. Isto faria a placa de vídeo mais rápida trabalhar na mesma velocidade da placa mais lenta. Para resolver este problema, o CrossFire habilita balanceamento de carga dinâmico, isto é, se uma placa de vídeo rápida estiver conectada com uma placa mais lenta, o sistema não dividirá a tela em duas partes iguais, ele colocará a placa mais rápida para renderizar porções maiores da tela do que a placa mais lenta, fazendo assim com que as renderizações efetuadas pelas duas placas terminem ao mesmo tempo. SuperTiling: Neste modo a tela é dividida em várias pequenos quadrados (ou azulejos tile, em inglês, significa azulejo e tiling, portanto, o ato de se colocar azulejos, e daí o nome deste modo), cada um medindo 32x32 pixels, e cada placa de vídeo é responsável por tratar parte dos quadrados disponíveis. O balanceamento de carga é também usado aqui, portanto a placa de vídeo mais rápida receberá mais quadrados para renderizar do que a placa mais lenta se você estiver usando duas placas de vídeo diferentes. Renderização Alternada de Quatros (AFR, Alternate Frame Rendering): Este modo é idêntico ao modo SLI com o mesmo nome, onde enquanto uma placa de vídeo está renderizando o quatro atual a outra placa está renderizando o próximo quadro. Super AA: Equivalente ao AA do SLI, este modo permite aumentar a qualidade de imagem em vez do desempenho. Você pode aumentar o AA (anti-aliasing) até x14 neste modo. Assim como o SLI, o CrossFire está disponível apenas para placas PCI Express e você precisa ter uma placa-mãe com dois (ou quatro, no caso do CrossFireX) slots PCI Express x16 e a placa-mãe precisa ser baseada em um chipset da AMD/ATI ou Intel. Lembre-se que dependendo do chipset os 83

84 slots PCI Express x16 podem trabalhar a x8 quando o modo CrossFire é habilitado (mais sobre isso adiante). Além disso quando o modo CrossFire é habilitado apenas uma saída de vídeo fica disponível, portanto você não pode ter uma configuração com múltiplos monitores no CrossFire, pode ter apenas um monitor. Até o momento existem três gerações do CrossFire: CrossFire, CrossFire Nativo e CrossFireX. A primeira geração do CrossFire tinha dois problemas principais. Primeiro era necessário o uso de uma placa mestre, chamada CrossFire Edition, que era diferente do modelo convencional vendido no mercado e tinha um chip adicional chamado motor de composição ( composition engine ). Por exemplo, havia a Radeon X650 CrossFire Edition e o modelo padrão Radeon X850 XT. Você não poderia usar duas placas Radeon X850 XT, uma delas precisava ser CrossFire Edition. O segundo problema era que você precisava de um cabo externo para conectar as placas de vídeo, como você pode ver na Figura 7. Este cabo conecta a saída DVI da placa escrava em um conector chamado DMS-59 (ou DMS), que tinha um tamanho físico semelhante ao do DVI, mas com mais pinos, ou em conector chamado VHDCI (Very High Density Cable InterConnect), que é um conector originalmente usado por alguns dispositivos SCSI, na placa mestre. Esta versão do CrossFire pode aumentar a resolução máxima da placa de vídeo para até 2560x1600, o mesmo limite do SLI. Como mencionamos anteriormente, apesar de no CrossFire as placas de vídeo não precisarem ser as mesmas, existe uma lista de placas de vídeo que podem ser instaladas juntas, como você pode ver na tabela abaixo. Basicamente a placa escrava precisa ser da mesma família da placa mestre. CrossFire Nativo e CrossFireX A segunda geração do CrossFire, chamado CrossFire Nativo, resolveu os dois problemas principais encontrados na geração anterior: a necessidade de uma placa mestre (já que agora o motor de composição está integrado no chip gráfico de todas as placas de vídeo que suportam o CrossFire Nativo e o CrossFireX) e a questão do cabo, usando uma ponte assim como acontece com o SLI para placas de vídeo topo de linha. Na verdade duas pontes são necessárias para conectar as placas, já que cada placa tem dois conectores. Para placas mais simples a ATI decidiu usar a mesma abordagem usada pela nvidia: as placas são conectadas através do barramento PCI Express, dispensado o uso de uma ponte externa. O CrossFire Nativo aumentou a resolução máxima para 2560x2048. Na tabela abaixo você tem uma lista de todas as combinações possíveis de placas de vídeo usando o CrossFire Nativo e uma coluna indicando se as pontes são necessárias ou não. Portanto você não pode instalar sua Radeon HD 2900 Pro com uma Radeon HD 2600 XT, por exemplo. E, finalmente, a terceira geração, CrossFireX, que é uma conexão CrossFire Nativo que permite a você conectar até quatro placas de vídeo baseadas nos chips ATI/AMD. Os conectores e pontes são idênticos aos do CrossFire Nativo, a diferença é como eles são conectados (veja na Figura 11). Até o momento apenas a Radeon HD 3870 e a Radeon HD 3850 suportam este novo modo. O CrossFireX é parte da plataforma de jogos Spider da AMD. Claro que você precisará de uma placa-mãe com três 84

85 ou quatro slots PCI Express x16 de modo a usar mais de duas placas de vídeo. É muito importante notar que a AMD começou recentemente chamar todas as gerações da tecnologia CrossFire de CrossFireX. Hybrid CrossFireX O Hybrid CrossFireX é o equivalente da tecnologia GeForce Boost da nvidia. Ele é voltado para micros de baixo custo equipados com placas-mãe com vídeo on-board. Quando você instala uma placa de vídeo de verdade compatível com esta tecnologia, você pode configurar o micro para que a placa de vídeo e o vídeo on-board trabalhem juntos em paralelo no modo CrossFire, aumentando o desempenho em jogos. Assim como acontece com a tecnologia correlata da nvidia, você precisa ter uma placa-mãe com um chipset compatível e também um placa de vídeo que suporte esta tecnologia. Até o momento apenas as placas-mãe com chipset AMD 780G e as placas de vídeo baseadas nas séries Radeon HD 2400 e Radeon HD 3400 são compatíveis com o Hybrid CrossFireX. Esta tecnologia funciona apenas no Windows Vista. Monitores LCD Os monitores de cristal líquido (LCD), antes um produto restrito aos notebooks, são agora uma realidade para computadores de mesa. As três grandes vantagens deste tipo de monitor se comparado com os tradicionais monitores CRT (tubo de raios catódicos) são o menor espaço que ele ocupa na mesa (especialmente em modelos de 17" para cima), o menor consumo elétrico e a total ausência de cintilação (flickering), mesmo com a taxa de atualização configurada em 60 quadros por segundo (60 Hz). A coisa mais importante que você precisa saber sobre a tecnologia LCD é que as telas LCD têm uma resolução fixa. Esta resolução é chamada resolução nativa, resolução máxima ou simplesmente resolução, e você deve configurar o seu computador com esta resolução, caso contrário três coisas podem acontecer, a depender do modelo do seu monitor: 1. A imagem não será nítida; ficará sem definição. Você poderá ver muitas áreas quadradas sem nenhuma definição. 2. O monitor centralizará a imagem na nova resolução, diminuindo o tamanho da imagem e deixando um espaço preto entre a imagem e a borda da tela. Por exemplo, se a configuração nativa é 1280x960 e você diminuiu a resolução para 800x600, isto significa que existem 480 pixels sobrando na horizontal ( ) e 360 pixels sobrando na vertical ( ). A imagem será centralizada e haverá 240 pixels apagados (pretos) acima e abaixo da imagem e 180 pixels apagados (pretos) nos lados da imagem. 3. O monitor tentará "esticar" a imagem para que o espaço preto ao redor dela não apareça, preenchendo toda a tela. Isto é feito através de uma técnica chamada interpolação, que não é 100% perfeita e você sentirá que a imagem tem melhor qualidade (definição) quando a tela é configurada em sua resolução nativa, apesar de os elementos na tela (ícones, letras, etc) ficarem menores. Em 85

86 geral você sentirá que a imagem está ligeiramente "fora de foco" quando o monitor não está configurado para trabalhar em sua resolução nativa. Por causa desta característica inerente aos painéis de LCD você terá de escolher um monitor LCD que tenha uma resolução que seja mais confortável para você. A maior resolução nem sempre é a melhor. Com resoluções maiores você tem mais espaço na tela (em outras palavras, você pode ter mais coisas na tela ao mesmo tempo) apesar de os ícones e letras ficarem menores. Portanto, para o usuário médio um monitor com uma resolução alta nem sempre pode significar um melhor produto. Vai depender da aplicação. Se você usa o computador apenas para navegar na internet, escrever e- mails, usar uma planilha de eletrônica e um processador de textos, provavelmente você quer um monitor com uma resolução baixa, já eles são mais baratos e não fará com que seus ícones e letras fiquem pequenos. Mas se você trabalha com aplicações profissionais como edição de vídeos e imagens, então você provavelmente quer um monitor de alta resolução e tela grande. Se você curte jogos, você deve comprar um monitor compatível com a resolução que você quer jogar, caso contrário o jogo ficará sem nitidez. Em outras palavras, configure o seu jogo para rodar na resolução nativa (ou seja, na resolução máxima) do seu monitor. Todos os jogadores sabem que quando você aumenta a resolução do jogo o desempenho diminui (porque existirão mais pixels para serem desenhados na tela). Se seu jogo está rodando com um desempenho muito baixo, isto significa que está na hora de você fazer um upgrade da sua placa de vídeo. Você pode diminuir a resolução do jogo para aumentar o desempenho, mas como explicamos, você reduzirá a qualidade de imagem. Tamanho da Tela e Relação de Aspecto O tamanho da tela que é o tamanho da tela medido na diagonal, em polegadas não tem nada a ver com resolução. Ou seja, uma tela maior não garante uma resolução maior. Na verdade é muito comum vermos monitores LCD grande com resoluções que são menores do que as usadas em monitores menores. Se você encontrar um monitor grande mais barato do que um monitor menor você pode apostar que o monitor menor tem uma resolução maior. Isto não significa que o monitor menor é melhor do que o monitor maior; isto dependerá da aplicação. Pessoas que estão procurando por mais espaço na tela (para trabalhar com edição de vídeos e imagens, por exemplo) preferirão um monitor com resolução maior (mesmo que ele seja um monitor menor ) enquanto que usuários normais podem querer telas maiores com uma resolução menor, já que a resolução menor manterá os ícones e letras em um tamanho razoável. Claro que resolução menor aqui é uma comparação com a resolução mais alta usada por outros monitores. É sempre bom mencionar que você pode aumentar o tamanho dos seus ícones e letras no painel de controle do Windows. A relação de aspecto é a relação entre os lados verticais e horizontais do monitor. Os monitores CRT e os primeiros (e mais baratos) monitores LCD tinham uma relação de aspecto de 4:3 (ou seja, 1,33), o que significa que o lado horizontal tem um comprimento que é 1,33 (4:3) vezes o lado vertical, e o lado vertical tem um comprimento que é 0,75 (3:4) vezes o lado horizontal. Atualmente relações de aspecto widescreen estão se tornando mais populares, com relações de aspecto de 16:9 ou 16:10. Na tabela abaixo nós listamos as relações de aspectos e suas resoluções mais comuns. Monitores com diferentes relações de aspectos podem rodar resoluções de outras relações de aspecto adaptando as mesmas. Relação de Aspecto Resoluções Comuns 640x x x768 4:3 (1,33) 1280x x x x

87 5:4 (1,25) 1280x :9, 5:3 (1,66) 1280x x720 16:9 (1,77) 1920x x x x900 16:10 (1,60) 1680x x x1600 Principais Características Tempo de resposta (ou desempenho): este parâmetro mede o tempo que a tela leva para mudar um pixel de desligado (preto) para ligado (branco). Este tempo é medido em milissegundos e quanto menor, melhor. Em monitores de vídeo com um tempo de resposta alto você verá a tela sem nitidez em animações rápidas (tais como jogos) e em movimentos rápidos na reprodução de vídeos. Atualmente é fácil encontrar monitores de vídeo com tempo de resposta na casa dos 5 ms ou menor, e você deve comprar um monitor com tempo de resposta de pelo menos 5 ms. Se você curte jogos, um monitor de 2 ms ou menos é recomendado. Brilho: este parâmetro indica o quão bem você poderá ver imagens na sua tela em ambientes muito claros. Esta característica é medida em uma unidade chamada candela por metro quadrado (cd/m2) e quanto maior, melhor. Para um ambiente de escritório típico, um monitor de vídeo com brilho de 300 cd/m2 ou 400 cd/m2 é mais do que o suficiente, mas você precisará de um número muito maior do que este caso o seu monitor seja exposto diretamente aos raios solares ou se você for trabalhar em ambientes externos. Taxa de contraste: mede a diferença de brilho entre a quantidade de branco máxima e a quantidade de preto máxima que o monitor consegue gerar. Quanto maior este fator, melhor, já que você poderá distinguir mais cores (ou seja, melhor qualidade de imagem). Um monitor LCD com taxa de contraste de 600:1, por exemplo, é melhor do que um monitor com taxa de contraste de 400:1. Os monitores atualmente disponíveis no mercado têm taxas de contrastes entre 400:1 e 1000:1. Existe ainda uma característica similar a esta chamada Taxa de Contraste Dinâmica ( DC ou Dynamic Contrast Ratio ) que apresenta valores maiores, veja abaixo. Alguns fabricantes anunciam a taxa de contraste dinâmica do monitor em vez da sua taxa de contraste estática. Você não pode comparar taxa de contraste dinâmica com taxa de contraste estática. Por exemplo, um monitor com taxa de contraste estática de 5000:1 terá qualidade superior se comparado a um monitor com taxa de contraste dinâmica de 5000:1. Taxa de contraste dinâmica (DC): monitores com este recurso reduzirão o brilho da lâmpada presente atrás do painel LCD de acordo com a imagem que estiver sendo mostrada de modo a melhorar a taxa de contraste. Note que isto é um macete para aumentar a qualidade da imagem que não muda a verdadeira taxa de contraste do monitor (estática). Como explicamos, você não pode comparar valores dinâmicos (DC) com valores estáticos; eles são incompatíveis. Um monitor com taxa de contraste de 1000:1 terá uma qualidade de imagem melhor do que um monitor com taxa de contraste dinâmica de 2000:1 mas com taxa de contraste de apenas 400:1. Alguns fabricantes anunciam apenas a taxa dinâmica, especialmente quando o monitor tem uma taxa de constraste dinâmica alta porém uma baixa taxa de contraste estática. Quando você se deparar com anúncios de monitores exibindo uma taxa de contraste medida em milhares, você pode apostar que o fabricante está falando de taxa de contraste dinâmica, não da taxa real (estática). Portanto compare taxa de contraste estático com taxa de contraste estático e taxa de contraste dinâmico com taxa de contraste dinâmico. A taxa de contraste dinâmica é um recurso desejável, mas quando comparamos monitores com a mesma taxa dinâmica, compre aquele que tiver a maior taxa de contraste real. 87

88 Ângulo de visão: dependendo do ângulo entre o usuário e a tela, o usuário não conseguirá ver o conteúdo dela. O ângulo de visão indica o ângulo máximo que o usuário pode estar em relação ao monitor e ainda ver o conteúdo da tela. Normalmente dois valores são atribuídos a este parâmetro: um ângulo horizontal e outro vertical. Alguns modelos têm ainda um ângulo de visão superior diferente do ângulo de visão inferior. Como a maioria dos usuários ficará exatamente em frente ao monitor, este parâmetro não faz muito sentido para a maioria deles. Mas dependendo da aplicação (por exemplo, você vai pendurar um monitor na parede para exibir informações para as pessoas que estão passando ou algo do gênero) este parâmetro pode ser muito importante. Conexões: os monitores LCD podem usar dois tipos de conexões, VGA (usando um plugue chamado D-Sub) ou DVI-D. O primeiro é um tipo de conexão analógica, enquanto que o segundo é um tipo de conexão digital e por essa razão oferece melhor qualidade de imagem. Você deve usar a conexão DVI-D para conectar seu monitor no micro, mas você é limitado pelo tipo de conexão disponível em seu micro. Atualmente todas as placas de vídeo oferecem duas saídas, com placas de vídeo simples e intermediárias normalmente oferecendo uma saída VGA e uma saída DVI e placas de vídeo topo de linha oferecendo duas saídas DVI. A menos que você tenha um micro simples com vídeo on-board e que ofereça apenas uma saída VGA, você deve usar a saída DVI. Para mais informações sobre o assunto leia nosso tutorial Conectores de Vídeo. Concentrador USB: Alguns monitores possuem um concentrador (hub) USB embutido. Este dispositivo não tem nada a ver com a conexão do monitor ao micro mencionada acima. Este dispositivo é adicionado ao monitor para facilitar a vida de quem tem mouse, teclado, webcam, câmeras digitais e outros dispositivos USB na mesa de trabalho. Assim em vez de você ter vários cabos partindo da sua mesa até o seu PC e ocupando várias portas USB do micro, você conecta tudo nas portas USB do monitor, partindo apenas um cabo USB do seu monitor até o seu PC. Conexão HDMI (High Definition Multimedia Interface) O HDMI (High-Definition Multimedia Interface) é atualmente o melhor tipo de conector de áudio e vídeo digital disponível que promete substituir todos os conectores atualmente usados em aparelhos de DVD e similares, decodificadores de TV a cabo/satélite, TVs, videoprojetores e monitores de vídeo. A idéia é em vez de usarmos vários cabos e conectores para conectar os sinais de áudio e vídeo de um aparelho de HD-DVD a uma TV, por exemplo, exista apenas um único cabo e conector fazendo todas as ligações necessárias. A maior vantagem desse novo padrão é que a conexão tanto de áudio e quanto de vídeo são feitas digitalmente, apresentando a melhor qualidade possível de áudio e vídeo. O DVI (DVI-D, na verdade) também oferece conexão digital entre seus equipamentos e telas, mas ele não transforma suporta sinais de áudio, o que significa que você precisa de um cabo extra para a conexão de áudio; e todos os outros padrões populares vídeo componentes e S-Video, por exemplo são conexões analógicas. Há três diferenças básicas entre o HDMI e o DVI-D. Primeiro, o HDMI suporta resoluções maiores do que o DVI, inclusive resoluções ainda não lançadas comercialmente (em teoria suporta o dobro da resolução mais alta usada atualmente por aparelhos de TV de alta definição); segundo, o DVI só faz conexão de vídeo, a conexão de áudio precisa ser feita através de um cabo separado, enquanto o HDMI faz a conexão tanto do vídeo quanto do áudio; terceiro, o conector HDMI é bem menor que o conector DVI. É interessante notar que o HDMI é totalmente compatível com o DVI-D, sendo possível conectar um aparelho com um conector HDMI a outro contendo um conector DVI-D, através de um cabo com um conector HDMI em uma ponta e um DVI na outra. Outra diferença importante é que o padrão DVI foi desenvolvido para ser usado por PCs, enquanto que o HDMI foi desenvolvido para ser usado por equipamentos eletrônicos tais como aparelhos de DVD, Blu-Ray e HD-DVD, videoprojetores e aparelhos HDTV. 88

89 Conectores O HDMI pode usar dois tipos de conector: tipo A, contendo 19 pinos, e tipo B, contendo 29 pinos. Este segundo é maior e permite o uso da configuração dual link, que dobra a taxa de transferência máxima possível. Ou seja, com o conector tipo A é possível o uso de um clock de pixel de até 165 MHz (usando a arquitetura mostrada na Figura 1) e, com o conector tipo B, é possível obter uma taxa de pixel de até 330 MHz (usando o circuito da Figura 1 duplicado). Montagem de Computadores Depois de desempacotar as peças, a primeira coisa a fazer é mudar a posição da chave de tensão da fonte de alimentação. Por segurança, todas as fontes vem de fábrica com a posição no "220V", já que ligar a fonte chaveada para 220 em uma tomada de 110 não causa danos, bem diferente do que acontece ao fazer o contrário. O problema é que se você se esquecer de trocar a chave de posição pode acontecer com que mais adiante o micro simplesmente não ligue e você fique sem saber o por que. Apesar de muitas vezes não parecer, o gabinete é um componente bastante barato e fácil de fabricar. A matéria prima básica são chapas de aço bastante finas, que são dobradas e prensadas até chegar à forma final. Este aço bruto é bastante barato e pouco resistente, ao contrário do aço temperado usado em aplicações mais nobres. Os gabinetes mais baratos chegam a custar menos de 100 reais e quase metade deste valor é referente à fonte de alimentação que vem de brinde. O maior problema com os gabinetes baratos é a presença de rebarbas, que agem como lâminas, cortando os dedos dos descuidados. A presença de rebarbas é sinônimo de gabinete de baixa qualidade, uma dica para evitar o fabricante na próxima compra, para não cometer o mesmo erro duas vezes. Além da questão do acabamento, existe uma tendência crescente de substituir o aço por alumínio nos modelos mais caros. Existem ainda gabinetes de materiais alternativos, voltados para quem gosta de casemod, feitos acrílico, resina, vidro ou até mesmo madeira. Além do material usado, acabamento e da questão estética de uma forma geral, os gabinetes se diferenciam pela presença de portas USB ou conectores de audio frontais (ou outros acessórios) e pela questão da ventilação. De qualquer forma, a principal função do gabinete é servir como um suporte para os demais componentes. Você pode muito bem montar um micro dentro de um armário, de uma gaveta, ou até mesmo dentro de uma caixa de pizza, mas sem uma fonte de alimentação com um mínimo de 89

90 qualidade, você corre o risco de ver pentes de memória queimados, HDs com badblocks, capacitores estufados na placa-mãe e assim por diante em pouco tempo. De uma forma geral, as fontes que acompanham os gabinetes valem o que custam (muito pouco), por isso você deve procurar substituílas por fontes melhores em qualquer micro com componentes mais caros, ou em micros de trabalho, que vão desempenhar um papel importante. Como (com exceção de alguns modelos high-end) todas as fontes utilizam o mesmo tamanho padrão, é muito fácil substituir a fonte por outra. Ferramentas Para simplesmente montar um PC, você não precisa de muitas ferramentas. Na verdade, você pode se virar muito bem usando apenas uma chave de fenda. Entretanto, se você quiser trabalhar também com cabeamento de redes e manutenção de notebooks, vai precisar de um conjunto mais completo, contendo chaves torx e um alicate de crimpar cabos de rede. Além disso, é sempre bom ter um testador de cabos, um multímetro e também um passador de fios à mão, para eventualidades. Boas ferramentas podem durar a vida toda, por isso são uma boa coisa em que se investir. Elas também são um sinal de status, que pode ajudar a criar uma boa impressão e transmitir confiança para o cliente. Mesmo no caso das chaves de fenda, existe uma grande diferença de qualidade entre as chaves baratas e as para uso profissional. A principal diferença é a dureza do aço usado. Chaves baratas são feitas de um aço mole, que espana facilmente e não se ajusta bem aos parafusos, acabando por espaná-los mais facilmente também. Chaves de qualidade utilizam pontas de um aço muito mais duro, que possuem formas mais perfeitas e se encaixam mais perfeitamente nos parafusos, permitindo que você use muito mais força antes de chegar ao ponto de espaná-los. Um bom conjunto de chaves pode custar mais de 100 reais, mas é o tipo do investimento que você não se arrepende de fazer. Justamente por serem caros e atenderem a um público restrito, não é o tipo de kit em que você vai encontrar em supermercados ou na loja de ferragens da esquina. Se você não mora perto de nenhuma loja especializada, é mais fácil pesquisar e comprar pela web. Preparando o terreno Remova as tampas laterais do gabinete, e remova também a tampa do painel ATX, ao lado das aberturas dos exaustores. Cada placa-mãe utiliza uma combinação própria de conectores, de forma que o que vem com o gabinete é inútil, já que nunca combina com os conectores da placa-mãe. Por isso o substituímos pela tampa que acompanha a placa-mãe, feita sob medida para ela. A tampa do painel ATX é chamada em inglês de "I/O plate", embora o nome seja pouco usado por aqui. 90

91 A parte interna do gabinete possui um padrão de furação, destinado aos suportes e parafusos que prendem a placa-mãe. Todos os parafusos necessários devem vir junto com o gabinete: Dependendo da marca e modelo, podem ser usados pinos plásticos, como os da esquerda, encaixes como os da direita ou (mais comum) espaçadores metálicos como os do centro. Existem ainda suportes plásticos como os dois na parte inferior da foto, que podem ser usados como apoio, inseridos nos furos na placa-mãe que não possuam par no gabinete. Eles eram mais usados antigamente, na época dos gabinetes AT, mas é sempre bom ter alguns à mão. O conjunto com os parafusos e espaçadores necessários deve vir junto com o gabinete. Ele é chamado de "kit de montagem" pelos fabricantes. Normalmente o gabinete vem também com o cabo de força, com exceção dos modelos sem fonte, onde o cabo vem junto com a fonte avulsa. As placas ATX possuem normalmente 6 furos para parafusos e mais dois ou três pontos de apoio adicionais, que podem ser usados pelos suportes plásticos. A posição deles, entretanto, varia de acordo com a distribuição dos componentes na placa, de forma que o gabinete inclui um número muito maior de furos. Com o tempo, você acaba aprendendo a descobrir quais usar "de olho", mas no início você acaba perdendo tempo comparando as furações da placa e do gabinete para ver onde colocar os suportes. Uma dica é que você pode usar uma folha de papel para achar mais facilmente as combinações entre a furação da placa- mãe e a do gabinete. Coloque a placa-mãe sobre o papel e use uma caneta para fazer pontos no papel, um para cada furo disponível. Depois, coloque o papel sobre a chapa do gabinete e vá colocando os parafusos onde os pontos coincidirem com a furação. Muito simples, mas bastante prático. É importante apertar os parafusos de suporte usando uma chave torx, para que eles continuem no lugar depois de parafusar e desparafusar a placa-mãe. Se não forem bem apertados, os parafusos de suporte acabam saindo junto com os usados para prender a placa-mãe ao removê-la, o que não é muito agradável. Conectores do Painel Antes de instalar a placa-mãe, você pode aproveitar para encaixar os conectores do painel frontal do gabinete e das portas USB frontais, que são muito mais fáceis de encaixar com a placa-mãe ainda sobre a mesa, do que com ela já instalada dentro do espaço apertado do gabinete, com pouca luz. Infelizmente, não existe muita padronização nos contatos do painel frontal, cada fabricante faz do seu jeito. Embora o mais comum seja que os pinos fiquem no canto inferior direito da placa, até mesmo a posição pode mudar de acordo com a placa. Em muitas ele fica mais para cima, quase no 91

92 meio da placa. Nos gabinetes ATX, temos basicamente 5 conectores: Power SW (o botão liga/desliga), Reset SW (o botão de reset), Power L ED (o led que indica que o micro está ligado), HD LED (o led que mostra a atividade do HD) e o speaker: Cada um dos contatos é formado por dois pinos, um positivo e um neutro. Nos conectores, o fio colorido corresponde ao positivo e o branco ao neutro. Tanto os dois botões, quanto o speaker (que usa um conector de 4 pinos, embora apenas 2 sejam usados) não possuem polaridade, de forma que podem ser ligados em qualquer sentido. Os LEDs por sua vez, precisam ser ligados na polaridade correta, caso contrário não funcionam. Quase sempre, a própria placa traz uma indicação resumida decalcada, indicando inclusive as polaridades, mas em caso de dúvidas você pode dar uma olhada rápida no manual, que sempre traz um esquema mais visível: Em micros antigos, ainda na época dos gabinetes AT, existiam também os conectores Keylock (uma chave no gabinete que permitia travar o teclado), Turbo SW (a chave do botão "turbo") e o Turbo LED (o LED correspondente). O botão "turbo" é uma história curiosa. Ele surgiu com o lançamento dos primeiros micros 286 e tinha a função de reduzir a freqüência de operação do processador, fazendo com que o micro ficasse com um desempenho similar ao de um XT (o micro operava à freqüência normal apenas enquanto o botão estivesse pressionado). Isso permitia rodar alguns jogos e outros programas que ficavam rápidos demais se executados no 286. Por algum motivo, o botão "turbo" continuou presente nos gabinetes AT até a época dos micros Pentium, embora não fosse mais usado. Outra curiosidade era o mostrador do clock, também usado na época dos micros Pentium 1. Ele tinha uma função puramente decorativa, mostrando a freqüência de operação do processador. O engraçado era que ele não tinha relação nenhuma com a freqüência real. Era simplesmente um painel digital, configurado através de jumpers, onde você podia colocar a freqüência que quisesse. Felizmente ele também saiu de moda e não é mais usado nos gabinetes atuais. 92

93 Headers USB Em seguida, temos os conectores das portas USB frontais, também conectados diretamente na placamãe. Eles precisam ser encaixados com atenção, pois inverter os contatos das portas USB (colocando o pólo positivo de alimentação na posição do negativo de dados, por exemplo) vai fazer com que pendrives, mp3players e outros dispositivos eletrônicos conectados nas portas USB sejam queimados, um problema muito mais grave do que deixar parafusos soltos ou inverter a polaridade de um LED, por exemplo. Os conectores USB (ou headers USB) na placa-mãe são conectores de 9 pinos, facilmente reconhecíveis. Cada porta USB utiliza 4 pinos, dois para a alimentação e dois para dados, sendo que dentro de cada par, um é o positivo e o outro o negativo. O nono pino do conector serve apenas como orientação, indicando o lado referente aos dois fios pretos, referentes ao pólo neutro do par de alimentação: Cada header USB inclui duas portas. Uma placa-mãe c om "12 portas USB" normalmente inclui 4 portas no painel traseiro e mais 4 headers para a conexão das portas frontais do gabinete. Alguns gabinetes possuem 4 portas frontais, mas a maioria inclui apenas duas, Existem ainda diversos tipos de suportes com portas adicionais, leitores de cartões e outras bugigangas instaladas na baia do drive de disquetes, em uma das baias dos drives ópticos ou em uma das aberturas traseiras. Assim como as portas frontais, eles também são ligados nos headers USB da placa-mãe. Dentro de cada header a ordem os fios é a seguinte: VCC (vermelho), DATA - (branco), DATA + (verde) e GND (preto), onde o GND fica sempre do lado do nono pino, que serve como guia. Ligue primeiro os pinos da porta 1, para não arriscar misturá-los com os da segunda porta. Fazendo isso com a atenção, não existe muito o que errar; o problema é que se você precisa montar vários micros, acaba tendo que fazer tudo rápido, o que abre espaço para erros. A partir de 2007, a Asus passou a fornecer "agrupadores" para os conectores do painel e das portas USB frontais junto com as placas. Eles são práticos, pois ao invés de ficar tentando enxergar as marcações na placa-mãe você pode encaixar os conectores no suporte e depois encaixá-lo de uma 93

94 vez na placa-mãe. Processador Antes de instalar a placa-mãe dentro do gabinete, você pode aproveitar também para instalar o processador, o cooler e os módulos de memória. Com exceção dos antigos Pentiums e Athlons em formato de cartucho, todos os processadores são ligados ao chipset e demais componentes da placa-mãe através de um grande número de pinos de contato. Como o encapsulamento do processador é quadrado, seria muito fácil inverter a posição de contato (como era possível nos 486), o que poderia inutilizar o processador quando o micro fosse ligado e a alimentação elétrica fornecida pela placa-mãe atingisse os pinos errados. Para evitar isso, todos os processadores atuais possuem uma distribuição de pinos que coincide com a do soquete em apenas uma posição. O encaixe do processador é genericamente chamado de "ZIF" (zero insertion force), nome que indica justamente que você não precisa fazer nenhuma pressão para encaixar o processador. A própria ação da gravidade é suficiente para encaixá-lo no soquete. O ideal é simplesmente segurar o processador alguns milímetros acima do soquete e simplesmente soltá-lo, deixando que a lei da gravidade faça seu trabalho. Isso evita que você entorte os pinos se estiver sonolento e tentar encaixar o processador no sentido errado. Danos aos pinos do processador são desesperadores, pois é muito difícil desentortar os pinos. Se alguns poucos pinos forem entortados, sobretudo pinos nos cantos, você pode tentar desentortá-los usando uma lâmina, tentando deixá-los alinhados com os outros da fileira. Em alguns casos, um alicate de precisão também pode ajudar. O trabalho nunca vai ficar perfeito, mas você tem a chance de deixar os pinos retos o suficiente para que eles entrem no soquete, mesmo que seja necessário aplicar um pouco de pressão. O Athlon X2 e o Phenom X4 serão possivelmente os últimos processadores Intel/AMD para micros PCs a utilizarem o formato tradicional, com pinos. Desde o Pentium 4 com Core Prescott a Intel adotou o formato LGA, onde os pinos são movidos do processador para o soquete. A AMD utiliza um sistema semelhante no soquete-f utilizado pelos Opterons, Athlon Quad FX e Phenom FX e a tendência é que ele substitua as placas AM2, AM2+ e AM3 nos próximos anos. 94

95 A boa notícia é que no sistema LGA não existem mais pinos para serem entortados no processador, de forma que ele torna-se um componente muito resistente mecanicamente. A má é que agora temos um grande número de pinos ainda mais frágeis no soquete da placa-mãe, o que demanda ainda mais cuidado ao instalar o processador. Diferentemente dos pinos dos processadores tradicionais, os pinos do soquete LGA são praticamente impossíveis d e desentortar. Ao danificar um grande número deles, você simplesmente condena a placa-mãe. A melhor estratégia continua sendo suspender o processador apenas alguns milímetros acima dos pinos de contato e simplesmente soltá-lo, deixando o resto por conta da gravidade. Assim você minimiza a possibilidade de danificar os pinos. No caso dos processadores soquete 775, duas guias de um dos lados do soquete impedem que o processador seja encaixado na direção errada. Olhando com atenção, você verá também uma seta em baixo relevo no canto inferior esquerdo do soquete, que faz par com a seta decalcada em um dos cantos do processador. Outra mudança trazida pelo sistema LGA é que a pressão necessária para manter o processador no lugar é feita pelo próprio soquete, e não mais pelo cooler. Isso faz com que a força necessária para fechar a alavanca do soquete nas placas soquete 775 seja muito maior. Pasta térmica Usar uma pasta "premium", baseada em algum composto metálico normalmente reduz a temperatura de operação do processador em dois ou até três graus em relação a usar alguma pasta branca genérica. A diferença é maior em overclocks mais extremos, onde a dissipação térmica do processador (e conseqüentemente a temperatura de funcionamento) é mais elevada. Se você já está gastando mais no cooler e na placa- mãe, pensando justamente em recuperar o investimento com um overclock agressivo, então gastar 20 reais em uma seringa de pasta Arctic Silver, para ganhar mais dois ou três graus faz sentido. Mas, ao montar um micro de baixo custo, onde você conta os trocados para conseguir colocar 512 MB de memória, vale mais à pena aproveitar a dose de pasta branca que veio de brinde com o cooler ou usar pasta branca genérica. O mais importante é não cair em modismos e deixar alguém te passar a perna tentando cobrar 40 ou 50 reais por um vidro de pasta térmica que não vai fazer milagres. Independentemente do tipo escolhido, a idéia básica é passar uma fina camada de pasta térmica cobrindo todo o dissipador do processador. Se você simplesmente esparramar um montinho de pasta sobre o processador, a pressão exercida pelo cooler vai se encarregar de espalhá-la cobrindo a maior parte do dissipador de qualquer forma, mas a aplicação nunca fica perfeita, de forma que se você tiver tempo para espalhar a pasta uniformemente, antes de instalar o cooler, o resultado será sempre um pouco melhor. Aplicar uma camada de pasta é especialmente importante nos processadores LGA, pois neles o cooler não exerce uma pressão tão forte sobre o processador. Muitos coolers, sobretudo os coolers dos processadores boxed vem com uma camada de pasta térmica (quase sempre cinza) pré-aplicada. O principal objetivo é a praticidade, já que elimina uma das etapas da instalação do cooler. 95

96 Cooler A AMD usa uma "gaiola" plástica em torno do processador. Os pinos de encaixe ficam na gaiola, que é presa à placa por dois ou quatro parafusos e pode ser substituída em caso de quebra. O cooler é encaixado através de um sistema de alavanca, onde você encaixa a presilha dos dois lados e usa a alavanca presente no cooler para prendê-lo ao soquete: Nas placas soquete 775, a pressão necessária para manter o processador preso é exercida pelo encaixe metálico incluído no próprio soquete. A Intel se aproveitou disso para desenvolver um sistema de encaixe bastante engenhoso, onde o cooler exerce menos pressão sobre a placa-mãe e é preso por 4 presilhas. As presilhas utilizam um sistema de retenção peculiar. Girando o prendedor no sentido horário (o sentido oposto à seta em baixo relevo) você o deixa na posição de encaixe, pronto para ser instalado. Girando no sentido anti-horário, o prendedor de solta, permitindo que o cooler seja removido: Ao instalar o cooler, você só precisa deixar as presilhas na posição de instalação e pressioná-la em direção a placa. Ao contrário dos coolers para placas soquete 754, 939 e AM2, você pode encaixar o cooler em qualquer sentido. É bem mais fácil instalar o cooler, antes de instalar a placa-mãe dentro do gabinete. Com o cooler instalado, não se esqueça de instalar o conector de alimentação do cooler. As placas atuais oferecem pelo menos dois conectores de alimentação; uma para o cooler do processador e outro para a instalação de um exaustor frontal ou traseiro. Muitas placas oferecem 3 ou 4 conectores, facilitando a instalação de exaustores adicionais. Com relação à alimentação, existem dois tipos de conectores para o cooler. Além do conector tradicional, com 3 pinos, existe o conector PWM, que possui 4 pinos. Ele foi introduzido pela Intel em 2004 e é usado na maioria das placas atuais 96

97 (tanto para processadores Intel quanto AMD). O conector de 4 pinos é perfeitamente compatível com coolers que utilizam o conector antigo de 3 e você também pode conectar coolers que utilizam o conector de 4 pinos em placas com o conector de 3 pinos sem risco. A guia presente em um dos lados do conector impede que você encaixe o conector invertido ou ocupando os pinos errados, por isso não existe o que errar: No conector de 3 pinos, dois deles são responsáveis pela alimentação elétrica (+12V e GND), enquanto o terceiro é usado pela placa-mãe para monitorar a velocidade de rotação do cooler (speed sensor). O quarto pino permite que o BIOS da placa-mãe controle a velocidade de rotação do cooler (PWM pulse), baseado na temperatura do processador. Com isso o cooler não precisa ficar o tempo todo girando na rotação máxima, o que além de reduzir o nível de ruído do micro, ajuda a economizar energia. Ao conectar um cooler com o conector de 4 pinos em uma placa com o conector de 3, você perde o ajuste da rotação, de forma que o cooler simplesmente passa a girar continuamente na velocidade máxima, mas com exceção disso não existe problema algum. Além do cooler principal, temos a questão dos exaustores extra, que são um ítem cada vez mais importante nos PCs atuais. Alguns exaustores ainda utilizam conectores molex, como os utilizados pelo HD, mas a grande maioria dos de fabricação recente podem ser ligados aos conectores oferecidos pela placa-mãe. A vantagem de utilizá-los é que a placa-mãe pode monitorar as velocidades de rotação dos exaustores, permitindo que você as monitore via software. Esta placa da foto, por exemplo, possui 4 conectores, sendo que dois foram posicionados próximos às portas SATA: 97

98 Memória Além da posição do chanfro, outra forma de verificar rapidamente qual o tipo de memória utilizado pela placa, é verificar a tensão, decalcada próximo ao chanfro. Módulos DDR utiliza 2.5V, módulos DDR2 utilizam 1.8V e módulos DDR3 utilizam 1.5V: Em placas com4 slots de memória, o primeiro e o terceiro slots formam o canal A, enquanto o segundo e o quarto formam o canal B. Para usar dois módulos em dual-channel, você deve instalar o primeiro módulo o primeiro slot e o segundo módulo no segundo, populando simultaneamente ambos os canais. Em caso de dúvidas sobre a instalação em alguma placa específica, você pode confirmar a posição correta na seção "Memory" ou "System Memory" do manual. Outra observação é que não é obrigatório usar dois módulos em placas dual-channel. O uso de dois módulos é desejável do ponto de vista do desempenho, mas a placa funciona perfeitamente com apenas um. As exceções ficam por conta das antigas placas para Pentium 4 que utilizavam módulos de memórias Rambus. Nelas era realmente obrigatório instalar módulos RIMM em pares e usar terminadores nos soquetes não utilizados. Também é preciso usar módulos em pares em placas soquete 7 antigas, que utilizam módulos de 72 vias. Instalando a placa Depois de tudo isso, podemos finalmente instalar a placa dentro do gabinete, prendendo-a nos suportes usando parafusos. Na verdade, você pode instalar a placa logo no início da montagem, e encaixar o processador, cooler, memória e os conectores do painel frontal com ela já dentro do gabinete. A questão é que é bem mais fácil instalar estes componentes com a placa " livre" sobre a bancada do que dentro do espaço apertado no gabinete. Uma chave magnética ajuda bastante na hora de posicionar os parafusos. Não se esqueça também de encaixar a tampa do painel ATX que acompanha a placa antes de instalála: 98

99 O próximo passo é ligar os conectores de força na placa-mãe. Praticamente todas as placas atuais utilizam tanto o conector ATX de 24 pinos e o conector P4, de 4 pinos, que fornece a nergia adicional, reforçando o fornecimento elétrico para o processador e também para o slot PCI Express x16. Ao montar qualquer PC atual, você deve utilizar uma fonte de pelo menos 450 watt s, que ofereça ambos os conectores: HD e DVD O próximo passo é instalar os drives. Alguns gabinetes são espaçosos o suficiente para que você instale os HDs antes mesmo de prender a placa-mãe, mas na maioria dos casos eles ficam parcialmente sobre a placa, de forma que você precisa deixar para instalá-los depois. Ao usar drives IDE, você precisa se preocupar também com a configuração de master/slave. No caso do drive óptico (vou adotar este termo daqui em diante, já que você pode usar tanto um drive de CD quanto de DVD), o jumper está disponível bem ao lado do conector IDE. Colocá-lo na posição central configura o drive como slave, enquanto colocá-lo à direita configura o drive como master. Para o HD, a configuração do jumper varia de acordo com o fabricante, mas você encontra o esquema de configuração na etiqueta de informação do drive. Quase sempre, o HD vem configurado de fábrica como master e ao retirar o jumper ele é configurado como slave. HDs SATA não utilizam jumpers de configuração de master/slave, pois cada porta permite a instalação de um único HD. Ao instalar o HD e o drive óptico em portas separadas, você pode configurar ambos como master. Atualmente é cada vez mais comum que placas novas venham com apenas uma porta IDE, o que o obriga a instalar um como master e o outro como slave. É comum também que o drive óptico seja instalado como slave mesmo ao ficar sozinho na segunda porta, já deixando o caminho pronto para instalar um segundo HD como master futuramente. Ao usar dois (ou mais) HDs SATA, é importante que o HD de boot, onde você pretende instalar o sistema operacional, seja instalado na porta SATA 1. É possível mudar a configuração de boot através do setup, dando boot através dos outros HDs, mas o default é que o primeiro seja usado. A identificação de cada porta vem decalcada sobre a própria placa-mãe. Na foto temos "SATA1" e "SATA2" indicando as duas portas SATA e "SEC_IDE", indicando a porta IDE secundária. Ao lado 99

100 dela esta ria a "PRI_IDE", a porta primária: Nas placas e cabos atuais, é usada uma guia e um pino de controle, que impedem que você inverta a posição da cabos IDE. Em placas e cabos antigos era comum que estas proteções não estejam presentes. Nestes casos, procure um número "1" decalcado em um dos lados do conector. A posição do "1" deve coincidir com a tarja vermelha no cabo e, do lado do drive, a tarja vermelha fica sempre virada na direção do conector de força. Os cabos IDE possuem três conectores. Normalmente dois estão próximos e o terceiro mais afastado. O conector mais distante é o que deve ser ligado na placa-mãe, enquanto os dois mais próximos são destinados a serem encaixados nos drives. Ao instalar apenas um drive no cabo, você deve usar sempre as duas pontas do conector, deixando o conector do meio vago (nunca o contrário). Você deve utilizar sempre cabos de 80 vias em conjunto com os HDs IDE atuais, pois eles oferecem suporte aos modos ATA-66. ATA-100 e ATA-133. Os drives ópticos podem utilizar cabos comuns, de 40 vias, pois eles trabalham sempre em modo ATA-33. Você deve receber os cabos IDE e SATA juntamente com a placa-mãe. Normalmente o pacote inclui também o cabo do disquete (embora hoje em dia seja cada vez mais raro usá-lo) e também um adaptador para converter um conector molex da fonte no conector de força SATA. A maioria das fontes oferece apenas um único conector de força SATA, de forma que você acaba precisando do adaptador ao instalar um segundo HD. Em placas que não possuem portas IDE, o cabo é substituído por um segundo cabo SATA. O drive óptico acompanha um segundo cabo IDE (quase sempre um cabo de 40 vias), permitindo que, ao usar um drive óptico e HD IDE, você os instale em portas separadas. Ao instalar dois ou mais HDs na mesma máquina, deixe sempre que possível um espaço de uma ou duas baias entre eles, o que ajuda bastante na questão da refrigeração. Assim como em outros componentes, a temperatura de funcionamento dos HDs tem um impacto direto sob a sua via útil. O ideal é que a temperatura de operação do HD não ultrapasse os 45 graus (você pode monitorá-la usando o programa de monitoramento incluído no CD de drivers da placa, ou usando o lm-sensors no Linux), mas, quanto mais baixa a temperatura de funcionamento, melhor. 100

101 Caso tenha alguns trocados disponíveis, uma medida saudável é instalar um exaustor na entrada frontal do gabinete, puxando o ar para dentro. O fluxo de ar vai não apenas reduzir a temperatura de operação dos HD s (muitas vezes em 10 graus, ou mais) mas também dos demais componentes do micro, incluindo o processador. Para melhores resultados, o exaustor frontal deve ser combinado com outro na parte traseira, na abertura ao lado do processador, desta vez soprando o ar para fora. Para instalar o exaustor frontal, você precisa remo ver a frente do gabinete. Em muitos dos modelos atuais, ela é apenas encaixada, de forma que basta puxar com cuidado. Em outros ela é presa com parafusos, escondidos nas laterais. Video Falta apenas instalar a placa de vídeo e outras placas de expansão (como uma segunda placa de rede, modem ou uma placa de captura) e a montagem está completa. Alguns poucos gabinetes utilizam protetores independentes para as aberturas dos slots, mas na maioria é usada uma simples chapa cortada, onde você precisa remover as tampas dos slots que serão usados. Algum as sempre esbarram em capacitores da placa-mãe, por isso precisam ser removidas com mais cuidado. O aço cortado é praticamente uma lâmina, é bem fácil se cortar. Tanto os slots PCI Express x16, quanto os slots AGP, utilizam um sistema de retenção para tornar o encaixe da placa de vídeo mais firme. Ao remover a placa, não se esqueça de puxar o pino do lado direto do slot, senão você acaba quebrando-o. Clear CMOS Toda placa-mãe inclui pelo menos um jumper, o jumpe r responsável por limpar o CMOS (CLR_CMOS ou CLRTC). Em muitas placas, ele vem de fábrica na posição discharge (com o jumper entre os pinos 2 e 3), para evitar que a bateria seja consumida enquanto a placa fica em estoque. A maioria das placas não funcionam enquanto o jumper estiver nesta posição, o que pode ser confundido com defeitos na placa. Antes de ligar o micro, certifique-se que o jumper está na posição 1-2 (indicada no manual como "Normal" ou "Default"). Bios 101

102 Bios significa "Basic Input Output System", ou "sistema básico de entrada e saída". Um computador é composto de hardware e software. O hardware é toda a parte física do micro: placa mãe, processador, memórias, disco rígido, etc. Enquanto que o software é a parte lógica que coordena o seu funcionamento. O Bios é justamente a primeira camada de software do sistema, que fica gravada em um pequeno chip na placa mãe, e tem a função de "dar a partida", re conhecendo os dispositivos instalados no micro e realizando o boot. Mesmo depois do carregamento do sistema operacional, o Bios continua provendo muitas informações e executando tarefas indispensáveis para o funcionamento do sistema. Setup Muitas das funções executadas pelo Bios podem ser personalizadas ao gosto do usuário. O setup é justamente o programa que nos permite configurar estas opções. A velocidade de operação das memórias, o modo de funcionamento dos discos rígidos, e em muitos casos até mesmo a velocidade do processador, são configurados através do Setup. Uma configuração errada do setup pode tornar nosso sistema até 70 ou 80% mais lento do que com uma configuração otimizada. Claro que esta é uma projeção apocalíptica, que só seria alcançada por alguém que intencionalmente configurasse o Bios visando obter o pior desempenho possível, mas que ilustra bem como "simples" erros de configuração podem tornar nosso sistema lento. Através do setup podemos personalizar muitas opções relacionadas com o modo de funcionamento e desempenho do computador. Uma boa configuração pode tornar o sistema muito mais estável ou rápido Para entrar no Setup, basta apertar a tecla Del durante a contagem de memória. Dentro do Setup use as setas do teclado para se locomover entre as opções. As opções do Setup estão divididas em vários grupos, tais como Bios Features Setup, Chipset Features Setup, etc. Em quase todos os Setup's, encontramos uma opção de configuração usando valores default sugeridos pelo fabricante. Estes valores visam que o sistema funcione com o máximo de estabilidade, porém usando -os sacrificamos um pouco do desempenho. Geralmente com configurações otimizadas dos valores do Setup, conseguimos um ganho de performance de 15 ou 20% ou sobre os valores default. Muitas vezes também precisamos mudar os valores do setup para resolver algum conflito entre dispositivos, ou mesmo poder instalar algum periférico em especial. CMOS significa "Complementary Metal Oxide Semicondutor". Nos primeiros PC s, tais como os antigos XT s e alguns 286 s, todos os dados referentes à configuração dos endereços de IRQ, quantidade e velocidade das memórias, HD s instalados, etc. eram configurados através de jumpers 102

103 na placa mãe. Não é preciso dizer que a configuração de tais jumpers era um trabalho extremamente complicado. Para facilitar a vida dos usuários, foi criado o Setup, que permite configurar facilmente o sistema. A função do CMOS é armazenar os dados do setup para que estes não sejam perdidos quando desligamos a máquina. O CMOS é uma pequena quantidade de memória Ram, geralmente 128 ou 256 bytes, destinada a guardar as configurações do setup. Toda vez que o micro é iniciado, o Bios lê estes valores e opera de acordo com eles. Porém, justamente por ser um tipo de memória Ram, o CMOS é volátil, ou seja: seus valores são perdidos quando ele deixa de ser carregado eletricamente. Justamente por isso, é usada na placa mãe uma pequena bateria que se destina alimentar o CMOS. Claro que esta bateria não dura para sempre, de modo que periodicamente (a cada 2 ou 3 anos) temos que trocá-la por uma nova. Post Durante o boot, o Bios realiza uma série de testes, cuja função é determinar com exatidão os componentes de hardware instalados no s istema. Este teste é chamado de Post (pronuncia-se poust), ou "power-on self test". Os dados do post são mostrados durante a inicialização, na forma daquela tabela que aparece antes do carregamento do sistema operacional, indicando a quantidade de memória instalada, assim como os discos rígidos, drives de disquetes, portas serias e paralelas e Drives de CD-Rom padrão IDE instalados no micro. Mensagens de Erro A função do Post é verificar se tudo está funcionando corretamente. Caso seja detectado algum problema em um componente vital para o funcionamento do sistema, como as memórias, processador ou placa de vídeo, o Bios emitirá uma certa seqüência de bips sonoros, alertando sobre o problema. Problemas menores, como conflitos de endereços, problemas com o teclado, ou falhas do disco rígido serão mostrados na forma de mensagens na tela. O código de bips varia de acordo com a marca da Bios (Award ou AMI por exemplo) ou mesmo difere de uma placa mãe para outra. Geralmente o manual da placa traz uma tabela com as seqüências de bips usadas. Quando são detectados problemas menores durante o post, que não impedem o funcionamento do sistema, ao invés de bips são mostradas mensagens de erro na tela, indicando o problema. Upgrade de BIOS O Bios é um programa que fica armazenado em chips de memória Flash Ram. O uso deste tipo de memória visa permitir que o Bios seja modificado. A esta modificação damos o nome de upgrade de Bios. De tempos em tempos, surgirem novas tecnologias, como o portas USB, barramento AGP, SCSI, etc. A função do upgrade de Bios é tornar o micro compatível com estes novos recursos. Muitas vezes são lançados upgrades também para corrigir Bus no Bios ou melhorar o suporte a dispositivos. Os fabricantes deixam tais upgrades disponíveis nas suas páginas para download gratuito, vindo os upgrades na forma de uma arquivo binário e um programa para gravação dos dados. Durante o upgrade, os dados do Bios são completamente rescritos. Este é um processo que costuma durar poucos minutos, o problema é que se a atualização for interrompida de alguma forma, seja por falta de energia, um esbarrão no botão de reset, ou qualquer outro imprevisto. A Bios não irá funcionar mais, e sem ele a placa mãe se torna inútil. 103

104 Por isso, quando for fazer o upgrade do seu Bios, cerque-se de cuidados. Certifique-se que o arquivo que pegou é o correspondente ao modelo da sua placa mãe e se possível ligue o micro em um nobreak. Partições no disco Após instalarmos um HD e nosso computador, eles tem como obrigatoriedade a formatação e o reconhecimento da partição, pois isso é o principal para a instalação de um SO (sistema Operacional), qualquer que seja o SO. Para quem não é da área, o termo partições de disco pode ser um pouco estranho. Criar partições no disco nada mais é do que dividir seu HD em duas ou mais partes. Calma, para esta divisão você não precisará de serrotes ou outra ferramenta do gênero. Ao abrir a opção Meu Computador em seu PC e acessar o disco local, geralmente designado por C:, na verdade você está utilizando uma partição do disco que, nesse caso, é única. Cada divisão criada é designada por uma letra do alfabeto seguida de dois pontos. Assim, você pode ter: C:, D:, E:, G: e assim por diante, cada uma dando acesso à uma partição. Por que particionar o disco? Como supracitado, algumas vezes é preciso formatar o computador e sempre surge a pergunta: onde colocar os arquivos para não perdê-los? O uso de partições no disco pode solucionar problemas como este. Como? Simples, suponha que seu HD possui duas partições; em uma delas você pode instalar o sistema operacional e na outra guardar seus arquivos. Se surgir algum problema que exija formatação, basta realizá-la na parte que possui o sistema operacional, deixando seus arquivos intactos. Outra utilidade para a criação de partições é possibilidade de instalar vários sistemas operacionais em uma mesma máquina, usando apenas um disco rígido. Cada sistema funciona de forma independente do outro, e apenas o espaço designado para cada partição é usado. Sistema de arquivos Durante a formatação e o particionamento de um HD é preciso escolher o sistema de arquivos que será utilizado pelo sistema operacional. Este sistema nada mais é do que a maneira com a qual os dados serão armazenados e manipulados no disco. Cada sistema operacional possui sistemas de arquivos diferentes. O Windows, por exemplo, trabalha com FAT16, FAT32 e NTFS, enquanto o Linux utiliza EXT2, EXT3, ReiserFS, XFS, JFS e muitos outros. FAT16 Este é o sistema de arquivos utilizado pelo MS-DOS, incluindo o DOS 7.0, e pelo Windows 95, sendo compatível também com o Windows 98 e diversos outros Sistemas Operacionais. Apesar da versatilidade, a FAT16 possui pesadas limitações. O sistema de arquivos adota 16 bits para o endereçamento de dados, permitindo um máximo de clusters, que não podem ser maiores que 32 KB. Esta é justamente a maior limitação da FAT16: como só podemos ter 65 mil 104

105 clusters com tamanho máximo de 32 KB cada, podemos criar partições de no máximo 2 Gigabytes utilizando este sistema de arquivos. Caso tenhamos um HD maior, será necessário dividi-lo em duas ou mais partições. O Sistema Operacional reconhece cada partição como um disco distinto: caso tenhamos duas partições, por exemplo, a primeira aparecerá como C:\ e a segunda como D:\, exatamente como se tivéssemos dois discos rígidos instalados na máquina. O cluster é a menor unidade de alocação de arquivos reconhecida pelo Sistema Operacional. Cada cluster tem um endereço único, através do qual é possível localizar onde determinado arquivo está armazenado. Um arquivo grande é gravado no disco fragmentado em vários clusters, mas um cluster não pode conter mais de um arquivo. Em um HD de 2 Gigabytes formatado com FAT16, cada cluster possui 32 Kbytes. Digamos que vamos gravar neste disco arquivos de texto, cada um com apenas 300 bytes. Como um cluster não pode conter mais do que um arquivo, cada arquivo iria ocupar um cluster inteiro, ou seja, 32 Kbytes. No total, esses arquivos de 300 bytes cada, ocupariam ao invés de apenas 3 MB, um total de 320 MB, ocasionando um enorme desperdício de espaço. Essa limitação do FAT 16 fez com que ele caísse em desuso. Como de qualquer forma não é possível ter mais de 65 mil clusters, é possível ter clusters menores, apenas caso sejam criadas partições pequenas: Tamanho da Partição Tamanho dos Clusters usando FAT16 Entre 1 e 2 GB 32 Kbytes Menos que 1 GB 16 Kbytes Menos de 512 Mb 8 Kbytes Menos de 256 Mb 4 Kbytes Menos de 128 Mb 2 Kbytes FAT32 Uma evolução natural da antiga FAT16, a FAT32 utiliza 32 bits para o endereçamento de cada cluster, permitindo clusters de apenas 4 KB, mesmo em partições maiores que 2GB. O tamanho máximo de uma partição com FAT32 é de 2048 Gigabytes (2 Terabytes), o que permite formatar qualquer HD atual em uma única partição. Usando este sistema de arquivos, arquivos de texto de 300 bytes cada, ocupariam apenas 40 Megabytes, uma economia de espaço considerável, em relação ao FAT16. De fato, quando convertemos uma partição FAT16 para FAT32, é normal conseguirmos de 15 a 30 % de diminuição do espaço ocupado no disco. O problema é que vários Sistemas Operacionais, incluindo o Windows NT 4.0 e o Windows 95 antigo, não são capazes de acessar partições formatadas com FAT32. No entanto, sistemas atuais como o Windows 2000 e versões recentes do Linux já oferecem suporte. Outro problema da FAT32 é que a desfragmentação de disco, seja qual for o programa usado também será um pouco mais demorada devido ao maior número de clusters. Apesar do uso de endereços de 32 bits para cada cluster permitir que sejam usados clusters de 4 KB mesmo em partições muito grandes, por questões de desempenho, ficou estabelecido que por defaul os clusters de 4 KB seriam usados apensa em partições de até 8 KB. Acima disto, o tamanho dos clusters varia de acordo com o tamanho da partição: Menor do que 8 GB De 8 GB a 16 GB De 16 GB a 32 GB Maior do que 32 GB 4 KB 8 KB 16 KB 32 KB NTFS Os clusters compõem-se de agrupamentos com uma determinada quantidade de setores do HD. Esta implementação se faz necessária porque o Sistema Operacional não se comunica diretamente com o 105

106 hardware do computador (o HD neste caso). Ao invés disso, ele se utiliza dessas unidades (os Clusters) para servir como um intermediador dessa comunicação. São eles que serão referenciados à medida que os dados forem sendo manipulados pelo sistema. Em função dos dados estarem distribuídos sob a superfície do disco, divididos em segmentos, eles necessitam de endereços para serem acessados. Setores e Clusters no HD. A capacidade de endereçamento dita uma primeira vantagem do NTFS. Tal sistema trabalha com palavras de 64 bits (8 bytes) para localização de dados (unidades de alocação, na verdade), o que lhe confere a possibilidade de endereçar um número máximo de cerca de, grosseiramente falando, 16 x Clusters. Isso é bem mais do que os outros sistemas de arquivos podiam fazer e representa um grande avanço. Essa característica evidencia a capacidade que esse sistema de arquivos tem de trabalhar com grandes volumes de dados. Os clusters poderão ter seu tamanho variado em função do tamanho dos volumes do HD. Segundo uma normalização, para volumes com mais de 2GB de capacidade, o tamanho do cluster será de 4KB. Embora exista tal regra, ela não necessariamente precisa ser respeitada, pois durante a formatação do disco, podemos decidir sobre as características que queremos dar ao sistema. Em discos muito grandes (com grandes capacidades de armazenamento), a redução do tamanho dos clusters afeta o desempenho do sistema. Isso porque, nesses casos a quantidade de unidades de alocação será mais elevada, o que ocasionará um tempo maior de procura pelos dados. Por outro lado, se fizermos uso de clusters muito extensos poderá ocorrer o que se conhece por Fragmentação Interna. Nesse caso, haverá uma sobra excessiva de espaço dentro das próprias unidades que alocam os dados, o que resultaria na sub-utilização da capacidade de armazenamento do disco. Os Recursos do NTFS Segurança: o Windows (NT/2000/XP) fornece proteção a diversos objetos do sistema dentre os quais podemos citar arquivos, diretórios, impressoras, entre outros. Tais objetos são protegidos através de Descritores de Segurança que controlam quem tem e que tipo de acesso a eles. No caso de arquivos de dados, tais descritores compõem um atributo a mais nos seus registros da MFT, o qual pode ser observado na estrutura de um registro de arquivo. Para fornecer proteção o SO observa o nome do usuário, usado para entrada no sistema, e o combina com o descritor de segurança de cada objeto. Quando na tentativa de acesso a algo no sistema, essa combinação dirá se o que se pretende manipular poderá ou não ser utilizado pelo usuário em questão. Facilidade de Recuperação: no NTFS, a capacidade de recuperação pode ser vista sob dois aspectos. Acesso ao Sistema e Integridade dos Dados. Para garantir que falhas não atrapalhem no acesso ao sistema, o NTFS usa uma técnica conhecida como Processamento de Transações. Na estrutura da MFT existe um campo denominado ARQUIVO DE LOG. Esse registro contém um arquivo chamado $LOGFILE que contém dados sobre o 106

107 andamento dos trabalhos no sistema. Toda operação de Entrada/Saída, tem um princípio, um meio e um fim. Cada etapa, à medida que se desenvolve, é gravada nesse arquivo. No final da execução de uma função teremos a descrição de todo o processo que foi realizado no sistema por ela. Isto garante ao SO a possibilidade de observar se todos os processos iniciados foram satisfatoriamente concluídos. É justamente esse o princípio da técnica de recuperação em questão. Se no momento em que alguma dessas operações (I/O) estiver ocorrendo, acontecer alguma falha crítica no sistema, como a que o obrigue a parar de funcionar, por exemplo, a operação em execução bem como o processamento da transação que ocorriam até o momento serão interrompidos. Tal interrupção, evidentemente, não tornará possível o desfecho daquilo que estava sendo feito instantes antes do evento danoso. Sendo assim, o SO observará que o que foi iniciado, nesse caso, não foi concluído e para que nada fique incompleto no sistema, ele, então, providenciará para que o que foi feito seja desconsiderado (desfeito), mediante a observação do conteúdo do arquivo de Log. Isso confere ao sistema a capacidade de recuperação sempre eficiente. Se tal providência não fosse tomada, diante de certos problemas, coisas graves poderiam ocorrer, como por exemplo, a alocação de unidades (na tabela de arquivo do sistema) para arquivos que não foram salvos por completo, como acontece com o FAT. Embora esse processo permita o acesso ao sistema a qualquer hora, mesmo após uma falha grave, ele não garante a consistência dos dados no volume. Esta última questão cabe ao segundo método de recuperação mencionado resolver. Para aplicações importantes que não podem ter a consistência de seus dados sob qualquer hipótese questionada, a implementação de recursos como a redundância de informações (RAID) oferece um fator extra de proteção e, nesses casos, não só podem como devem ser utilizados. Compactação de Dados: Outro fato interessante é a possibilidade do NTFS aproveitar espaço em disco diminuindo o tamanho dos conjuntos de informações. O NTFS aceita compactação de dados por arquivo, diretório ou volume de forma conjunta ou independente. Isto quer dizer que um volume compactado pode conter diretórios e arquivos compactados ou não. Também, um diretório compactado pode conter diversos arquivos compactados ou não compactados. Para compactar dados, umas das técnicas utilizadas é a retirada de longos Strings (conjunto de caracteres) na forma de bits 0 no HD. Isso funciona muito bem para arquivos dispersos, que são aqueles normalmente muito fragmentados. Embora esse método, diante de certas ocasiões seja implementável, ele é um tanto irreal, pois adota o fato de um conjunto de dados conter grandes seqüências de bits 0, como mencionamos, fato que dificilmente ocorre. Já para os arquivos não dispersos, o NTFS possui outra solução. Ele divide os dados em segmentos com 16 clusters (as chamadas unidades de compactação) de extensão. Assim a probabilidade de ocorrerem seqüências de bits 0 é aumentada, o que favorece o processo. Feito isso, o sistema de arquivos testa se a compressão que se pretende implementar reduzirá a quantidade de informações em pelo menos o conteúdo de um cluster. Se isso não for possível os dados continuarão distribuídos sob a estas unidades de compactação, serão alocados sob as mesmas condições, porém não serão compactados. Do contrário, se a compactação for possível, ele alocará apensa tantas unidades (clusters) quantas forem necessárias para conter os dados agora compactados. Criptografia: Por último, temos o recurso de Encriptação (EFS Encription File System), que devido ao grande impacto que causou, quando no lançamento do Windows 2000, merece muita importância. Tal mecanismo permite que arquivos sejam criptografados e armazenados em volumes sob a administração do NTFS. O EFS se baseia em chaves privadas para transformar as informações em códigos que somente ele entende. Os usuários que tiverem o acesso, ou melhor dizendo, o direito a essas chaves, terão acesso livre aos dados. Do contrário, isso não será possível. Esse recurso acrescenta uma segurança ainda maior aos dados e veio compor mais uma interessante característica ao sistema de arquivos em questão. 107

108 EXT2 O EXT2 é o sistema de arquivos utilizado na grande maioria das distribuições Linux. Trata-se de uma evolução do EXT, que permitia a criação de partições de até 2 GB e suportava nomes de arquivos com até 255 caracteres. Estruturas do EXT2 Tanto o NTFS quanto o EXT2 utilizam estruturas muito diferentes que as usadas no sistema FAT. Vejamos algumas características da estrutura do EXT2: Boot block: é onde tudo começa, pois é aqui que são gravadas as informações necessárias para inicializar o sistema. Inodes: armazenam informações sobre cada arquivo armazenado. A função dos inodes é muito semelhante às entradas MFT do sistema NTFS. Cada inode armazena os detalhes sobre um determinado arquivo, incluindo o tipo de arquivo, permissões de acesso, identificação do usuário dono do arquivo, data em que foi criado e modificado pela última vez, tamanho e, finalmente, ponteiros para os blocos de dados onde o arquivo está armazenado. Diretórios: no EXT2 os diretórios são tipos especiais de arquivos, que armazenam uma lista de todos os arquivos e subdiretórios subordinados a ele. Nesta tabela são armazenados apenas os nomes e os inodes que representam cada um. Links: este é um recurso bastante versátil permitido pelo EXT2. Estes links funcionam de uma maneira muito parecida com os links usados nas páginas Web. Cada link pode apontar para um arquivo ou diretório qualquer. Pode-se, por exemplo, criar um link CD dentro do diretório raiz para acessar o CD-ROM. Na verdade, os links nada mais são do que inodes que apontam para o arquivo ou diretório em questão. EXT3 O EXT3 é uma evolução do EXT2, que trouxe uma melhora no sistema de tolerância a falhas. No EXT3 o sistema mantém um diário de todas as operações realizadas. Quando houver qualquer falha, um reset ou travamento enquanto o sistema está montado, o sistema consulta as últimas entradas do diário, para ver exatamente em qual ponto houve a falha e corrigir o problema automaticamente, em poucos segundos. No EXT2, sempre que há uma falha, o sistema roda o e2fsck, um primo do scandisk, que verifica inode por inode do sistema de arquivos, em busca de erros. Este teste demora vários minutos, além de nem sempre conseguir evitar a perda de alguns arquivos. Existe a opção de configurar as entradas no diário para aumentar a velocidade de acesso, mas em troca sacrificando um pouco da confiabilidade em caso de falhas, ou aumentar a tolerância a falhas, em troca de uma pequena perda de desempenho. O Particionamento A maioria das distribuições de Linux já conta com um mecanismo de particionamento e de formatação no próprio CD de instalação, que é inicializado automaticamente após o Boot dado pelo CD de Instalação. As versões do Windows a partir da versão 2000 também tem este mecanismo. Para as versões anteriores de Windows, ou para se poder personalizar o particionamento de um disco, devemos utilizar um disquete de Boot do DOS ou do Windows 95 ou 98, e utilizar a ferramenta FDISK que é encontrada nos mesmos. Para criar este disquete, deve-se entrar no Painel de Controle do Windows na opção Adicionar ou Remover programas e escolher Criar Disco de Boot. Antes de seguirmos para o boot, devemos ressaltar a configuração do drive de disquete no setup, é essencial que ele esteja configurado para o 1 primeiro boot no setup. Então vamos para o setup, aperte DEL ou F2, depende do seu tipo de setup, depois que você reiniciar o micro, ou ligar, mas tem que ser na inicialização. Após estiver dentro do setup, você irá procurar e 108

109 modificar a seqüência de Boot deixando o Floppy (disquete) como sendo o primeiro item na seqüência. FDISK Então nosso próximo passo é criar essa partição, utilizando o fdisk. Digite fdisk e pressione enter. Após ter digitado e inicializado o comando fdisk, ele ira lhe mostrar a tela pedindo se deseja utilizar o suporte de disco para HD de grande capacidade, como estamos utilizando o boot do win98, coloque sim, isso se você for colocar o windows 98 e se o seu hd for maior que 512 MB. Principais Opções do Fdisk 1. Criar uma partição ou uma unidade lógica do DOS 2. Definir uma partição ativa 3. Excluir uma partição ou uma unidade lógica do DOS 4. Exibir as informações sobre as partições A seguir, uma descrição de cada opção: Opção 1: é usada para criar uma partição; Opção 2: é usada para definir uma partição ativa. Quando um boot for dado, o computador procurará na partição ativa o sistema operacional; Opção 3: é usada para excluir partições; Opção 4: é usada para listar as informações referentes às partições já existentes. Criando partições Ao escolher a opção 1 na tela principal do fdisk, um menu surgirá com 3 itens: 1. Criar uma partição primária do DOS 2. Criar uma partição estendida do DOS 3. Criar unidades lógicas na partição estendida do DOS Se o HD não tem nada gravado, é necessário criar primeiramente uma partição primária, portanto, você deverá escolher a opção 1. Caso você já tenha uma partição primária, escolha a opção 2 para criar partições estendidas. Caso você já tenha partições estendidas, é necessário atribuir uma unidade lógica a ela, do contrário, o sistema operacional não a enxergará. Para isso, escolha 3. Após termos inicializado a criação da primeira partição no HD, ele ira pedir se você deseja utilizar a capacidade total do HD ou não, ou seja, se deseja utilizar toda a capacidade do HD, caso você coloque não (N), você terá despis que especificar um valor que sua primeira partição ira utilizar e é claro que o resto que você no caso deixou de lado, um futuro próximo você pode criar uma extendida, ou seja, 109

110 uma segunda imagem do HD. Ao escolher a opção 1 ou 2, na tela, você poderá definir o tamanho da partição. Você poderá indicar o tamanho desejado em MB ou em porcentagem. O fdisk certamente perguntará se você quer que a partição gerencie 100% do disco. Escolha "Não", do contrário, a partição ocupará todo o HD, não permitindo a criação de outras. Ao escolher a opção 3, o fdisk listará as partições estendidas existentes e, em seguida, você poderá escolher em qual atribuir uma unidade lógica. Criadas as partições, elas só poderão ser usadas após formatadas (isso deverá ser feito após uma reinicialização). Durante sua instalação, os sistemas operacionais checarão se há formatação. Se não houver, eles realizarão esse procedimento. Na tela principal do fdisk, você deverá escolher a opção 2 (Definir uma partição ativa), caso não haja nenhuma nessa condição. Uma partição não-ativa não poderá ser utilizada para a instalação de um sistema operacional. Somente partições primárias podem receber o parâmetro de ativo. Excluindo uma partição Na tela principal do fdisk, você deverá escolher a opção 3 (Excluir uma partição ou uma unidade lógica do DOS) caso queira apagar uma partição. Após isso, a seguinte lista aparecerá: 1. Excluir uma partição primária do DOS 2. Excluir uma partição estendida do DOS 3. Excluir unidades lógicas na partição estendida do DOS 4. Excluir uma partição não-dos As opções 1 e 2 são auto-explicativas. A opção 3 serve para excluir uma unidade lógica numa partição estendida. Por exemplo, suponha que você tenha duas unidades lógicas numa partição (se houverem duas partições). Você poderá excluir uma e assim a partição ficará com apenas uma unidade lógica. A opção 4 trabalha com as partições não-dos, por exemplo, partições usadas pelo sistema operacional Linux. Na escolha de qualquer dessas opções, o fdisk mostrará uma lista com as partições que poderão ser excluídas. Basta escolher a desejada e pressionar Enter em seu teclado. O programa pedirá uma confirmação antes de executar o procedimento. Importante: ao excluir partições, todos os dados gravados no HD serão perdidos! 110

111 Sistema Operacional Podemos dizer que um computador não possui nenhuma utilidade prática sem pelo menos um sistema operacional instalado. Um sistema de computação constitui-se de um ou mais dispositivos de entrada/saída, processadores, unidades de memórias, programas aplicativos, etc... Quem controla tudo isso? O programa que faz isso é chamado de Sistema Operacional. O sistema operacional é responsável por fazer a gerencias dos recursos de hardware e a interface entre o homem e a máquina. Na verdade o sistema operacional é como um prestador de serviços que existe para atender os pedidos de serviços dos programas. Ele cumpre tais solicitações dentro de condições favoráveis e obedecendo regras rígidas para manter a boa ordem na execução dos programas. Se alguma coisa for interferir de forma anormal no sistema de computação, o sistema operacional deve intervir tentando corrigir o problema. Função: Traduzir a linguagem de máquina para usuário, e a linguagem do usuário para a máquina. Um intermediário entre homem e computador e vice versa. É como um tradutor. Assim, quando a máquina tem alguma coisa a informar é ele quem traduz a mensagem para a linguagem humana. Quando o usuário deseja alguma coisa normalmente através de comandos é ele também que traduz os comandos humanos em linguagem de máquina, a única linguagem que o computador pode entender. Missão Primordial: Atuar como ponte entre o hardware da máquina e os programas de aplicação. Windows Microsoft Windows Precursores: MS-DOS OS/2 Família DOS: Windows 1.0 Windows 2.0 Windows 3x Windows 950 Windows 98 Windows ME Família NT: NT 3.5 NT 4 Windows 2000 Windows XP Windows Server 2003 Windows Vista Windows Server 2008 Outros: Windows CE Linux Linux é um sistema operacional criado pelo finlandês Linus Torvalds em Inicialmente, era apenas um projeto pessoal, um hobby: seu objetivo era apenas ter um sistema Unix para usar em seu PC. Ele resolveu desafiar a si mesmo, e criar um sistema operacional onde se tinha uma liberdade e não se ficasse "preso" no sistema (um Unix). Além disso, ele não tinha verba suficiente para comprar os caríssimos Unix que eram sistemas que ele queria. Ele enviou uma mensagem para os internautas, que resolveram ajudá-lo em desenvolver o sistema operacional. Um Sistema Operacional Linux completo (uma "distribuição de Linux") é uma coleção de softwares livres (e às vezes não-livres) criados por indivíduos, grupos e organizações ao redor do mundo. Instalação de Sistema Operacional Windows 98 Primeira coisa a fazer é verificar no Setup a seqüência de Boot. Definir como primeiro item na seqüência o CD ou o Disquete, conforme o tipo de CD de instalação do Windows 98 que você tiver. 111

112 Após isso, salvar e sair do Setup. Executar a inicialização pelo Disquete ou pelo CD de Boot. Escolher a seguinte opção: Após a inicialização, executar o comando Fdisk para Particionar o HD da maneira escolhida. Reinicializar o micro e Formatar o HD já particionado. Para formatar a(s) partição(s) siga os passos mostrados abaixo: Entre na unidade de CD-ROM pressionando a letra correspondente a unidade seguido de (:) e tecle ENTER, ex.: D: Utilizar o comando dir para certificar-se que esta realmente na unidade de CD-ROM. Entrar dentro da pasta win98 através do comando cd Win98 Formatar a unidade C através do comando format c: teclar ENTER para executar o comando e S para confirmar. Após a formatação digitar um nome para o volume ou teclar ENTER para nenhum. OBS. Se optar por nenhum a unidade vai aparecer por padrão da seguinte forma (C:) Voltar para a unidade de CD-ROM e entrar na pasta win98 através do comando cd Win98 Instalar o Win98 digitando instalar e teclar ENTER para confirmar. Após a verificação do SCANDISK, escolha a opção sair para continuar a instalação Na tela de apresentação inicial, teclar em continuar Selecionar a pasta onde se deseja instalar o Windows 98 (em geral, C:\Windows). Teclar em avançar Nas Opções de Instalação, escolher Típica para a instalação padrão, ou Personalizada, para selecionar quais componentes do Windows 98 se deseja instalar. Teclar em avançar Definir o nome do PC e o Grupo de Trabalho de Rede e teclar em avançar Na localidade, escolher Brasil e teclar em avançar Se desejar criar um disquete de BOOT, teclar em OK, caso contrario teclar em cancelar Aparecera a tela para Iniciar a cópia de arquivos. Teclar em avançar Após copiar os arquivos para o HD, o micro irá reiniciar e retornar ao programa de instalação. Na próxima tela, inserir as informações do usuário e teclar em avançar Marcar a opção Aceito o contrato e teclar em avançar 112

113 Digitar o serial do seu Win98 e teclar em avançar Teclar em concluir para prosseguir a instalação Ajustar a data e hora se for necessário. A instalação do Win98 está concluída, ainda devemos ajustar algumas configurações, instalar os drivers existentes no PC e instalar os aplicativos necessários. Windows XP O primeiro e mais importante passo é assegurar seus arquivos atuais. Uma vez formatado o micro, você perderá todos os arquivos. Logo, recomendamos que se grave seus arquivos principais em uma fonte separada do micro (em um cdrom, num outro hd, em um pen-drive, no computador de um amigo, etc) para que esses possam ser restaurados após a instalação do novo Sistema Operacional (SO). Também é fundamental ter em mãos o CD de instalação do sistema operacional e os drivers de configuração das placas instaladas no seu micro (de áudio e vídeo, por exemplo). Esses arquivos são entregues junto com a documentação da sua máquina, quando você a compra. No caso de placas onboard - em que os dispositivos estão na placa mãe -, esses drivers costumam estar no CD da placa. Se você utiliza banda larga, não se esqueça também do driver da placa de rede. Sem ele, você pode não conseguir configurar seu acesso à Internet, que será útil para você prosseguir com a instalação do Windows. Uma dica para aqueles que não possuem seus drivers, é acessar o painel de controle do computador e procurar pelo ícone Sistemas. Para usuários do Windows 2000/XP, clique na aba Hardware na parte superior da janelinha e depois em Gerenciador de Dispositivos. Será aberta uma janela com uma lista de todos os componentes do computador. Clique duas vezes no componente desejado para acessar o dispositivo instalado. Clique duas vezes no dispositivo e depois em Driver, na parte superior da janela. De posse do nome do dispositivo, ja é o suficiente para encontrá-lo na internet através de um buscador. Digite no campo de busca Driver GeForce Fx5600, por exemplo, para obter o driver desta placa de vídeo. A dica consiste em você fazer uma lista dos principais drivers de seu computador ( rede, fax-modem, video, som, etc ) e baixa-los na internet com a ajuda de um buscador. 1 - Insira o CD-ROM do Windows XP e reinicie seu computador 2 - Antes de começar a carregar o Windows, ele pedirá que você pressione qualquer tecla para iniciar via Cd-Rom. Caso a mensagem para dar boot pelo CD não apareça, reinicie o computador, aperte DEL ou F8 e ative essa opção. 3 - Aparecerá a tela de apresentação do Windows, nela deveremos Pressionar ENTER para instalar o Windows, ou pressionar R para entrar no Console de Recuperação (DOS). 4 - Na próxima tela teremos o Contrato de Licença do Software. Pressione F8 para prosseguir. 5 - Na Próxima etapa, o instalador irá exibir as paritções já existentes no HD (caso existam). Este o processo que substitui o comando FDISK do DOS. Você pode Excluir estas partições pressionando a tecla D e criar partições utilizando a tecla C. 113

114 8 - A partição foi criada com sucesso. Mas ela apenas estará apta para uso após a formatação. Escolha a partição que deseja formatar (e conseqüentemente instalar o windows) e pressione ENTER. Ele perguntará se você deseja fazer formatação rápida ou completa. E perguntará também qual sistema de arquivos deseja (FAT32 ou NTFS). 9 - Agora o sistema copia os arquivos necessários para iniciar a instalação do Windows. Após isto o sistema é reinicializado Na etapa seguinte ele irá lhe fornecer algumas opções de configurações básicas, como data, hora, tipo do teclado. Para isso clique em DETALHES. Se não estiver interessado, pode clicar diretamente em avançar Na próxima tela entraremos com o nome do usuário e a organização Agora você deverá entrar com o serial de seu Sistema Operacional. Pode ser encontrado na caixinha do cd, no manual que acompanha o micro ou colado em forma de selo em alguma parte do gabinete (geralmente nas laterais) Coloque um nome para seu computador e entre com uma senha para o sistema. Aconselha-mos você entrar com uma senha e anotá-la próxima ao computador, para que todos de sua casa a utilizem quando precisar. Essa senha pode evitar que CRACKERS acessem remotamente seu sistema e outras coisas mais. Para aumentar a segurança do sistema, você pode, ainda, criar uma conta de administrador e várias contas de visitantes. Assim a conta administradora ficará restrita a você e ninguém poderá fazer coisas ruins com seu micro Configure data, hora e fuso horário de seu sistema para prosseguir. Estas informações são fundamentais para que funcionem as atualizações do Windows e de Softwares antivírus Se estiver em uma rede, pode configurá-la agora e se possuir um gateway na rede (computador conectado a internet que prove internet para os outros micros da rede), já poderá sair utilizando a internet logo na instalação.. Caso contrário deixe em CONFIGURAÇÕES TÌPICAS e clique em AVANÇAR Na próxima etapa você deve digitar o nome do Grupo de rede ao qual o seu computador pertence Agora resta aguardar até que a instalação seja concluída. Após ele terminar, irá tentar configurar sua placa de vídeo automaticamente. Apenas clique em OK para continuar Aparecerá então a tela de apresentação do Windows. Resta seguir alguns poucos passos para finalizar a instalação Na próxima tela ele perguntará se você deseja se registrar agora. A escolha é sua. Se tiver internet disponível vá em frente. Caso contrário é melhor deixar para depois da instalação Agora você poderá cadastrar as pessoas que utilizarão o computador. Se você possui família ou amigos com quem compartilhar o micro, é melhor criar as contas. Esse processo fornece muita privacidade aos usuários. 114

115 21 - Estamos chegando à fase final de instalação do Windows. Apenas clique em concluir para finalizar a instalação. Drivers No contexto da informática, a função de um driver de dispositivo é aceitar requerimentos abstratos do software independente de dispositivo acima dele e cuidar para que a solicitação seja executada, permitindo que o software interaja com o dispositivo. Um driver não é um processo ou tarefa (programa) gerido independentemente pelo sistema, mas sim um conjunto de tabelas contendo informações sobre cada periférico, bem como os fluxos de informação circulante entre o computador e o periférico, pode ser visto em alguns casos como parte do processo que esta em execução (código). Propósito Um driver de dispositivo simplifica a tarefa da aplicação atuando como um tradutor entre o dispositivo e as aplicações ou o Sistema Operacional. O código de alto nível das aplicações pode ser escrito independentemente do dispositivo que será utilizado. Qualquer versão de um dispositivo, como uma impressora, requer os seus próprios comandos. Entretanto, a maioria das aplicações acessam os dispositivos usando comandos genéricos de alto-nível, como println, que imprime um texto. O driver converte esses comandos genéricos e converte para um código de baixo-nível interpretado pelo dispositivo. Em uma melhor tradução, drive do verbo driver, dirige um hardware a um software, ou seja, é o meio de comunicação de um hardware. O que são? Drivers são pequenos programas que fazem a comunicação entre o Sistema Operacional de sua máquina e o Hardware. O Sistema Operacional de sua máquina recebe as instruções contidas no driver, as processa e, a partir daí, sabe como fazer para se comunicar com o Hardware. Tendo como exemplo a impressora, ao instalar o Driver, seu Windows passa a saber em que porta ela se localiza, se ela está ou não ligada, se possui papel, de que forma os dados a serem impressos chegarão até ela, 115

116 se a impressão é em preto ou colorida, entre outras coisas. Então, podemos afirmar que sem o Driver, nenhum Hardware poderá funcionar, pois sem ele não haveria comunicação entre os equipamentos. Instalação de Drivers Muitas vezes, quando instalamos um Sistema Operacional mais recente que o computador, o próprio Sistema Operacional reconhece todas as Placas, modelos e fabricantes delas, e faz a instalação dos Drivers necessários. Mas quando estes drivers não estão presentes no próprio Sistema Operacional, eles devem ser instalados logo após a instalação do Sistema Operacional para um correto funcionamento de todas as partes do computador. Esta instalação deve ser feita a partir de discos fornecidos pelo próprio fabricante do Hardware, ou por drivers baixados na internet em sites destes fabricantes. Em casos de Placas On-board, os drivers são instalados a partir do CD de drivers oferecido pelo fabricante da própria placa mãe. A instalação de drivers a partir de CDs de fabricantes é sempre simples e feita de uma maneira muito parecida. Após a colocação do CD dos drivers, irá abrir um assistente de Instalação. É só seguir as etapas indicadas neste assistente para efetuar a instalação. Os problemas começam a aparecer quando não temos estes drivers em mãos. A primeira dificuldade aparece para se identificar o Fabricante e o Modelo da placa em questão. Principalmente se estamos trabalhando com um computador que está em Processo de Garantia de Fabricante, o que nos impede de abrir o micro para identificar a placa a ser instalada. Existem vários programas, gratuitos ou não, que permitem a identificação de fabricante e modelo de placas. CPU-Z Programa Freeware para identificação de Hardware Após a correta identificação do fabricante e do modelo da placa, pode-se pesquisar no site do 116

117 fabricante ou até em um pesquisador. Site do fabricante de Motherboards Asus Uma maneira de identificar as placas instaladas em um computador, verificar também se os drivers destas placas estão corretamente instalados, alterar, desinstalar e reinstalar drivers é o Sistema. O Sistema pode ser acessado no Painel de Controle do Windows ou Clicando com o botão direito no Ícone do Meu Computador na área de trabalho e escolhendo a opção propriedades, escolhendo a guia Hardware e clicando no botão Gerenciador de Dispositivos. Nesta janela aparecerão todos os dispositivos instalados. Caso algum dispositivo esteja com problemas no driver, ele estará com um ícone de exclamação ou um x indicando que o driver não esta instalado. Pode-se clicar neste dispositivo com o botão inverso e escolher as opções desinstalar, desativar ou reinstalar driver. Instalação de Aplicativos Após a instalação do Sistema Operacional, e da correta instalação dos Drivers do sistema, deve-se analisar qual o uso do computador, e comprar e instalar os aplicativos necessários para um melhor aproveitamento do Microcomputador. Existem várias categorias de aplicativos, como por exemplo: Editores de Texto (Word, Writer), Planilhas de Cálculo (Excel, Calc), pacotes de escritório (MS-Office, BrOffice), editores de 117

118 Fotografias (Photoshop, Fireworks), Editores de Vídeo (Video MAker), Editores de Animações pra WEB (Flash), Jogos, entre outros. A maioria das instalações destes aplicativos é feita através de assistentes, e é simples de ser executada até por usuários iniciantes. São iniciadas automaticamente, é o usuário só deve se preocupar em ler as opções e escolher a que melhor lhe convier. Instalação do Ms-Office 2007 Instalação do Nero Instalação da Suíte Adobe (Photoshop) Instalação do Game Need for Speed Most Wanted 118