Hardware para principiantes / Parte-2

Hardware para principiantes

Processadores

O processador é o componente eletrônico mais importante de um PC. São poucos os fabricantes, e também poucos os modelos disponíveis no mercado. Cada modelo é produzido com diversas opções de velocidade.

Os fabricantes de processadores

Os dois principais fabricantes de processadores são a Intel e a AMD. Cada um deles produz modelos adequados a cada aplicação. Existem modelos básicos, para serem usados nos PCs mais simples e baratos, modelos de médio e de alto desempenho:

Processadores Intel

Celeron - Este é o processador mais simples fabricado pela Intel. Trata-se de uma versão simplificada do Pentium III. A diferença principal é que possui apenas 128 kB de cache L2, enquanto o Pentium III possui 256 kB.

Pentium III - Este é o principal processador da Intel, usado nos PCs de médio e alto desempenho.

Pentium 4 - Este é um CPU lançado, que deverá futuramente substituir o Pentium III.

Core DUO - O Core 2 é da geração mais recente de processadores lançada pela Intel (os primeiros modelos foram lançados oficialmente em 27 de julho de 2006.

Quad Core - É a versão de processadores da Intel mais recente, produzidos para computadores de mesa, de nucleos Kentsfield(65nm) e Yorkfield(45nm), Usam a marca Core 2 Quad. A tecnologia quad core de processadores faz com que ele obtenha 4 núcleos, aumentando a velocidade de processamento. (2008)

Processadores AMD

K6-2 - Entre 1998 e 2000 este processador foi muito utilizado nos PCs de baixo custo.

Duron - O AMD é o substituto do K6-2 para suprir o mercado de PCs simples. Podemos dizer que assim como o Celeron é uma versão simplificada do Pentium III, o Duron é uma versão simples do Athlon, o concorrente do Pentium III produzido pela AMD.

Athlon - Este é o principal e mais veloz processador produzido pela AMD.




Velocidade do processador

A velocidade de um processador é medida em MHz (megahertz) ou em GHz (Gigahertz). Essas duas grandezas têm o seguinte significado:
1 MHz = 1 milhão de ciclos por segundo
1 GHz = 1000 MHz = 1 bilhão de ciclos por segundo
De nada adianta saber isso se não sabe o que é um ciclo. O ciclo é a unidade mínima de tempo usada nas operações internas do processador. Assim como um relógio mecânico faz todos os seus movimentos baseados no segundo, o processador faz seu trabalho baseado em ciclos. Por exemplo, para efetuar uma operação matemática simples, o processador demora um ciclo. Operações mais complicadas podem demorar dois ou mais ciclos. Por outro lado, os processadores modernos são capazes de executar três ou mais operações ao mesmo tempo. Muitos dizem que cada ciclo corresponde a uma operação, mas na verdade pode corresponder a duas ou mais operações, ou até mesmo a menos de uma operação, dependendo do que o processador estiver a fazer. É correto dizer que quanto maior é o número de GHz, maior será o número de operações realizadas por segundo, ou seja, mais veloz será o processador.
A velocidade do processador, medida em MHz ou GHz, é chamada de clock. Por exemplo, o processador Quad core tem clock de 3,3 GHz, o Athlon/1200 tem clock de 1200 MHz, ou 1.2 GHz, e assim por diante. A partir de 1000 MHz passamos a usar a unidade GHz. Por exemplo, 1 GHz = 1000 MHz, 1.1 GHz = 1100 MHz, 1.13 GHz = 1130 MHz, etc.
Os fabricantes sempre produzem cada modelo de processador com vários clocks diferentes. O Core 2 duo, por exemplo, era produzido (até o final do ano 2007) com os seguintes clocks:
1800 2000 2200 2400 1866 2133 2330 2400 2667 3000 3167 3330 MHZ

Caches L1 e L2

Quase todos os processadores modernos possuem caches L1 e L2 (alguns como o K6-2, que possui apenas cache L1, por isso utiliza uma cache L2 externa, instalada na motherboard). O utilizador não escolhe a quantidade de cache que quer no seu computador. Ela é embutida no processador e não há como alterá-la.
A cache é uma pequena quantidade de memória super rápida e cara, que serve para acelerar o desempenho da memória RAM (que por sua vez é maior, mais lenta e mais barata). Ela é necessária porque as memórias comuns não são suficientemente rápidas para os processadores modernos. No início do ano 2000, enquanto as memórias trabalhavam com 100 ou 133 MHz, os processadores trabalhavam com 400 MHz ou mais. No início de 2001, os processadores mais velozes rondavam entre 1000 e 1500 MHz, mas as memórias mais rápidas rondavam entre 200 e 400 MHz. Em 2008, os processadores mais veloz rondam os 3000 ou 4000 MHz e as memórias 800 a 1333 MHz. A cache serve para suprir esta deficiência. Grandes lotes de dados são continuamente lidos da memória RAM e colocados na cache. O processador encontrará então na cache, os dados a serem processados e instruções a serem executadas. Se não existisse a cache o processador teria que trabalhar diretamente com a memória RAM, que é muito lenta, o que prejudicaria bastante o seu desempenho.
A cache L2 acelera diretamente o desempenho da RAM. A cache L1, por sua vez, é ainda mais rápida, e acelera o desempenho da cache L2. Este sistema torna o computador veloz, mesmo utilizando memórias RAM lentas.
Os processadores da actualidade chegam a ter 8 MiB de cache, faz com que tenha grande velocidade de desempenho.


Memória

A quantidade de memória de um computador é um factor bastante importante. Sua quantidade é medida em bytes ou MB (mega bytes). Como sabemos, um byte é uma unidade de informação capaz de armazenar uma letra, dígito numérico ou caracter. É também capaz de armazenar números pequenos (entre 0 e 255). Números maiores, assim como seqüências longas de texto podem ser formadas com o uso de vários bytes consecutivos.
Imagine que um byte é representado por um pequeno quadrado com 1 milímetro de lado. Um quadrado de 1 metro de lado teria o equivalente a cerca de 1 MB. Se estiver numa sala quadrada com 3 metros de lado e revestisse as quatro paredes, as portas e as janelas com esses “bytes de um milímetro”, seriam necessários 32 MB, quantidade de memória encontrada nos PCs mais baratos vendidos no final do ano 2000.
Normalmente usamos o termo “RAM” para fazer referência a memórias. Esta sigla não explica corretamente a função dessas memórias (RAM = Random Access Memory = memória de acesso aleatório). A memória RAM é usada tanto para leituras quanto para escritas, e é também uma memória volátil, ou seja, os dados são perdidos quando o computador é desligado. A memória RAM é encontrada com outros nomes, dependendo da tecnologia usada:
SRAM = RAM estática, é usada para formar a cache externa
DRAM = RAM dinâmica, é a mais comum
FPM DRAM e EDO DRAM = Tipos de DRAM usadas em PCs antigos
SDRAM = DRAM síncrona, a mais comum nos PCs modernos
DDR SDRAM = Double Data Rate SDRAM
RDRAM = Rambus DRAM
DDR = double data rate
A maioria dos PCs atuais usam memórias DDR.

Capacidade e expansão

Podemos encontrar no mercado, módulos de memória com 512 MB, 1024 MB, 2048 MB, etc... Existem ainda módulos antigos com capacidades menores, como 16 MB ou 64 MB, mas são raros, já que não são mais fabricados. As motherboard sempre possuem dois ou mais conectores, chamados “soquetes”, que servem para instalar novas memórias. A operação de aumentar a quantidade de memória através da instalação de novos módulos é chamada de “expansão de memória”.

Velocidades das memórias

Para montar um computador é preciso instalar as memorais corretas. Também para fazer uma expansão, é preciso determinar o tipo de memória correto a ser usado, caso contrário o PC poderá ficar lento, ou passar a ter funcionamento instável.




Memória de vídeo

Trata-se de uma área de memória na qual ficam armazenados os dados que são exibidos na tela do monitor. Quanto maior é a resolução gráfica e maior o número de cores, maior precisa ser o tamanho da placa de video. Esta memória fica localizada na placa de vídeo, que é a responsável pela geração das imagens que vemos no monitor. As placas de vídeo 3D, capazes de gerar imagens tridimensionais, precisam quantidades ainda maiores de memória. Para exibir imagens em duas dimensões (por exemplo, páginas da Internet, exibição de fotos e textos em geral), 4 MB de memória de vídeo é uma quantidade bastante adequada. Já a exibição de imagens tridimensionais requer ainda mais memória. São comuns as placas de vídeo 3D com 16 ou 32 MB de memória de vídeo. Na actualidade para jogar jogos de alto “calibre” são precisas gráficas de 256MB, 512MB, e até mesmo 1GB.
Em PCs baratos é comum encontrar o chamado “placa onboard com memória compartilhada”. Ao invés de terem uma placa de vídeo com memória própria, possuem um chip gráfico localizado na placa de CPU que usa uma parte da memória que seria do processador, como memória de vídeo. Por exemplo, num PC com 256 MB, 32 MB podem ser usados como memória de vídeo. Os programas ficam portanto com apenas 222 MB de memória. Este não é o maior problema da memória de vídeo compartilhada. O grande problema é que o processador e o chip gráfico concorrem pelos acessos à mesma memória. Como ambos não podem acessar a memória ao mesmo tempo, um tem que esperar pelo outro. Frequentemente o processador faz pequenas pausas para que o chip gráfico possa acessar a memória, e como resultado, temos queda de desempenho.




Disco rígido

Aqui está outro componente importantíssimo de um computador. Dizem por exemplo, “Quad core 6600 com 3 GB de memória e disco rígido de 250 GB...”. Em inglês é chamado de hard disk, cuja abreviatura é HD. Portanto o termo “HD” é sinônimo de “disco rígido”.

Capacidade de um disco rígido

É a primeira coisa que pensamos quando falamos em discos rígidos. Até à poucos anos atrás, a capacidade de um disco rígido era medida em MB (megabytes). Cada MB equivale a pouco mais de 1 milhão de bytes. Por volta de 1994, eram comuns os discos de 240 MB, 340 MB, 420 MB e 540 MB. Pouco depois chegaram modelos com cerca de 700 MB e finalmente os de 1080 MB. Foi finalmente ultrapassada a barreira de um bilhão de bytes, e a capacidade passou a ser medida em GB (gigabytes). Cada GB equivale a pouco mais de 1 bilhão de bytes. Mais recentemente encontramos no mercado discos de 80 GB, 120 GB, 250 GB, 500 GB, 1000 GB (1 terabyte) e assim por diante. À medida em que os anos passam, novos modelos com capacidades ainda maiores são lançados, ao mesmo tempo em que os modelos com menores capacidades vão deixando de ser produzidos.
PCs modernos precisam ter discos rígidos com elevadas capacidades porque os programas e jogos modernos ocupam muito espaço. Em 1994, o pacote Microsoft Office ocupava pouco mais de 30 MB. Em 2000, o pacote Microsoft Office 2000 já ocupava quase 1 GB. Em 2008 a maioria dos jogos não sao inferiores a 2GB. Arquivos de som e vídeo também são muito grandes, e ocupam cada vez mais espaço no disco rígido. Outro exemplo é o sistema operacional Windows. As versões mais recentes ocupam, dependendo das opções de instalação, mais de 500 MB.


Estrutura interna de um disco rígido

Dentro do disco rígido existem um ou mais pratos ou discos (também chamamos de “mídia” do disco), nos quais são gravados os dados. Um braço com diversas cabeças que se movem simultaneamente faz movimentos de tal modo que as cabeças podem acessar qualquer região dos discos. Os discos, por sua vez, giram em elevada rotação. Nos modelos mais simples, a velocidade de rotação é de 5400 RPM (rotações por minuto), o mesmo que 90 rotações por segundo. A maioria dos HDs de alto desempenho giram os discos a 7200 RPM, ou seja, 120 rotações por segundo. Recentemente sairam uns discos que giram a uma velocidade de 10000RPM, ou seja, 166 rotações por segundo.

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