Sistemas Computacionais

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1 2 Introdução Barramentos são, basicamente, um conjunto de sinais digitais com os quais o processador comunica-se com o seu exterior, ou seja, com a memória, chips da placa-mãe, periféricos, etc. Há vários barramentos como o barramento ISA, que apesar de não ser mais utilizado com freqüência, esteve presente na maior parte dos computadores, o barramento PCI e o AGP, que é usado exclusivamente para vídeo. 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. Sendo assim, para que haja o uso do mesmo, é necessário encaixar a placa num conector presente na placa-mãe, conhecido por slot. Cada barramento possui uma forma de slot diferente. Barramentos Barramento ISA O Barramento ISA (Industry Standard Architecture) é formato por slots que trabalham com 8 e 16 bits por vez. Além disso, em placas-mãe antigas, o barramento ISA era usado internamente para a comunicação entre o processador e alguns chips presentes na placa-mãe. O ISA surgiu no computador IBM PC, na versão de 8 bits e posteriormente, chegou ao IBM PC AT, passando a usar 16 bits de dados por vez (provando que trata-se de um barramento antigo). Como esse computador trabalhava a uma velocidade de 8 MHz (processador 286), o ISA herdou essas características, ou seja, passou a trabalhar nesta mesma velocidade. No barramento ISA, os processos de escrita/leitura requeriam pelo menos 2 períodos de clock, o que possibilita realizar no máximo 4 milhões de transferências de dados por segundo. Em outras palavras, cada transferência estava limitada a 16 bits, o que permitia uma taxa de transferência de máximo 8 MB por segundo. Um fato interessante, é que no auge do processador 286, muitas placas-mãe possuíam um certa quantidade de slots ISA de 16 bits e apenas alguns slots ISA de 8 bits. Sendo assim, placas como as de som e vídeo, por exemplo, que usavam slots ISA de 16 bits, deviam ser

2 3 conectadas em slots desse tipo. No entanto, placas de 8 bits podiam ser conectadas tanto em slots de 8 bits, como em slots de 16 bits. Como conseqüência, o uso de slots de 8 bits findouse, já que não fazia mais sentido fabricá-los. Barramento VESA O barramento VESA é uma extensão física do barramento ISA aceitando placas adaptadoras de 8 ou 16 bits ISA. Foi desenvolvida para processadores 486 não permitindo mais de três slots nas motherboards. O barramento VESA vem sendo substituido pelo barramento PCI. Barramento EISA O EISA (acrónimo para Extended Industry Standard Architecture) é um barramento compatível com o Barramento ISA, utiliza para comunicação palavras binárias de 32 bits e frequência de 8 MHz. Por manter a compatibilidade, o EISA utiliza duas linhas de contato capazes de acomodar tanto placas ISA (8 e 16 bits) quanto as placas EISA. Estas por sua vez utilizam todos os contatos do slot, enquanto aquelas utilizam somente a primeira camada. Tipo de slot criado pela Compaq na época do 386, de forma a aumentar o desempenho no acesso a periféricos. Na época, o tipo de slot mais usado era o ISA, que tinha uma taxa de transferência máxima de 8 MB/s, o que é muito pouco, mesmo para um 386 (o barramento externo de um 386DX-33, por exemplo, tem uma taxa de transferência máxima teórica de 132 MB/s). O EISA era um slot de 32 bits mas, para manter compatibilidade com o ISA (slots EISA permitem que placas ISA sejam instaladas), mantinha o clock em 8 MHz. Com isto, a sua taxa de transferência máxima teórica era de 16 MB/s. Ou seja, melhorava um pouco o desempenho, porém não resolvia o problema. O EISA foi um slot com baixa aceitação no mercado e acabou praticamente restrito a placasmãe para servidores de rede. Barramento PCI Criado pela Intel na época do desenvolvimento do processador Pentium, o barramento PCI (Peripheral Component Interconnect) é utilizado até hoje. 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

3 4 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 eqüivale 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. Barramento PCI Express PCI Express é o padrão de slots para placas de PCs sucessor do AGP e do PCI. Sua velocidade vai de x1 até x32, sendo que mesmo a versão x1 consegue ser duas vezes mais rápido que o PCI tradicional. No caso das placas de vídeo um slot PCI Express de x16 é duas vezes mais rápido que um AGP 8x.Um dos frutos dessa evolução é o barramento PCI Express, o substituto do barramento PCI (Peripheral Component Interconnect) e do barramento AGP (Accelerated Graphics Port). 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 diz-se 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 bits 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. Atualmente, o padrão PCI Express trabalha com até 16X, o equivalente a 4000 MB por segundo. Certamente, com o passar do tempo, esse limite aumentará. A tabela abaixo mostra os valores das taxas do PCI Express comparadas às taxas do padrão AGP: AGP 1X: 266 MBps PCI Express 1X: 250 MBps AGP 4X: 1064 MBps PCI Express 2X: 500 MBps AGP 8X: 2128 MBps PCI Express 8X: 2000 MBps.

4 5 Barramento AGP Visando obter uma maior taxa de transferência entre a placa-mãe e as placas de vídeo (principalmente para uma melhor performance nas aplicações 3D), a Intel desenvolveu um barramento especialmente desenvolvido para a comunicação com o vídeo: o barramento AGP (Accelerated Graphics Port). O uso desse barramento iniciou-se através de placas-mãe que usavam o chipset i440lx, da Intel, já que esse chipset foi o primeiro a ter suporte ao AGP. A principal vantagem do barramento AGP é o uso de uma maior quantidade de memória para armazenamento de texturas para objetos tridimensionais, além da alta velocidade no acesso a essas texturas para aplicação na tela. O primeiro AGP (1X) trabalhava a 133 MHz, o que proporciona uma velocidade 4 vezes maior que o PCI. Além disso, sua taxa de transferência chegava a 266 MB por segundo quando operando no esquema de velocidade X1, e a 532 MB quando no esquema de velocidade 2X (hoje, é possível encontrar AGPs com velocidades de 4X e 8X). Geralmente, só se encontra um único slot nas placas-mãe, visto que o AGP só interessa às placas de vídeo.

5 6 Memórias - DIP (Dual In Line Package) - esse é um tipo de encapsulamento de memória antigo e que foi utilizado em computadores XT e 286, principalmente como módulos EPROM (que eram soldados na placa). Também foi muito utilizado em dispositivos com circuitos menos sotisticados; - SIPP (Single In Line Pin Package) - esse tipo encapsulamento é uma espécie de evolução do DIP. A principal diferença é que esse tipo de memória possui, na verdade, um conjunto de chips DIP que formavam uma placa de memória (mais conhecida como pente de memória). O padrão SIPP foi aplicado em placas-mãe de processadores 286 e 386; - SIMM (Single In Line Memory Module) - o encapsulamento SIMM é uma evolução do padrão SIPP. Foi o primeiro tipo a usar um slot (um tipo de conector de encaixe) para sua conexão à placa-mãe. Existiram pentes no padrão SIMM com capacidade de armazenamento de 1 MB a 16 MB. Este tipo foi muito usado nas plataformas 386 e 486 (primeiros modelos). Na verdade, houve dois tipos de padrão SIMM: o SIMM-30 e o SIMM-72. O primeiro é o descrito no parágrafo anterior e usava 30 pinos para sua conexão. O segundo é um pouco mais evoluído, pois usa 72 pinos na conexão e armazena mais dados (já que o pente de memória é maior), variando sua capacidade de 4 MB a 64 MB. O SIMM-72 foi muito utilizado em placas-mãe de processadores 486, Pentium e em equivalentes deste; Memória com encapsulamento SIMM-72 - DIMM (Double In Line Memory Module) - esse é o padrão de encapsulamento que surgiu após o tipo SIMM. Muito utilizado em placas-mãe de processadores Pentium II, Pentium III e

6 7 em alguns modelos de Pentium 4 (e processadores equivalentes de empresas concorrentes), o padrão DIMM é composto por módulos de 168 pinos. Os pentes de memória DIMM empregam um recurso chamado ECC (Error Checking and Correction - detecção e correção de erros) e tem capacidades mais altas que o padrão anterior: de 16 a 512 MB. As memórias do tipo SDRAM utilizam o encapsulamento DIMM. Memória com encapsulamento DIMM DDR SDRAM ou double-data-rate synchronous dynamic random access memory (memória de acesso aleatório dinâmica de taxa de transferência dobrada) é um tipo de circuito integrado de memória utilizado em computadores. Ela alcança uma largura de banda maior que a da SDRAM comum por transferir dados tanto na subida quanto na descida do sinal de clock (dupla transferência). Isto efetivamente quase dobra a taxa de transferência sem aumentar a freqüência do barramento externo. Desta maneira, um sistema com SDRAM tipo DDR a 100 MHz tem uma taxa de clock efetiva de 200 MHz quando comparado a um com SDRAM tipo SDR (termo criado posteriormente para fazer a diferença entre as duas, significando SDR "single-data-rate" ou taxa de transferência simples). Com os dados sendo transferidos 8 bytes por vez, a DDR SDRAM fornece uma taxa de transferência de: (freqüência do barramento da memória] 2 (pois é uma taxa dupla) (número de bytes transferidos). Assim, com uma freqüência de barramento de 100 MHz, a DDR SDRAM fornece uma taxa de transferência máxima de 1600 MB/s. DDR SDRAM DIMMs tem 184 pinos (ao contrário dos 168 pinos da SDRAM). As frequencias de clock das memorias DDR são padronizadas pelo JEDEC. SDR SDRAM - Como a memória DDR está se difundindo houve uma revisão na nomenclatura dos módulos DIMM SDRAM, acrescentando o termo SDR, em motivo da confusão. Em contraste ao DDR (double data rate) o módulo SDR (single data rate) transfere um dado por pulso de clock. São três tipos de módulos SDR SDRAM presentes no mercado e certificados pelo JEDEC: 1- PC66: Trabalha a freqüência de 66Mhz; 2- PC100: Trabalha a freqüência de 100Mhz; 3- PC133: Trabalha a freqüência de 133Mhz.

7 8 Referências: 04/03/ /03/ /03/06

8 9 Sumário: Introdução...2 Barramentos...2 Barramento ISA...2 Barramento VESA...3 Barramento EISA...3 Barramento PCI...3 Barramento PCI Express...4 Barramento AGP...5 Memórias DIP SIPP SIMM DIMM...6 DDR SDRAM...7 SDR SDRAM...7 Referências:...8

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