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Outras partes importantes e interessantes em nossos computadores

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Outras partes importantes e interessantes em nossos computadores

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Hardware é todo componente físico, interno ou externo do seu computador ou celular, que determina do que um dispositivo é capaz e como você pode usá-lo. Embora dependa de um software para funcionar (e vice-versa), o hardware é um elemento a parte e igualmente importante.

o conceito de hardware se aplica aos componentes de dispositivos em geral, como processador, placa-mãe, memória RAM, unidades de armazenamento (HDs, SSDs e memória Flash), bem como a dispositivos de entrada e saída (teclado, mouse, monitor, caixas de som, controle remoto, controle de videogame, etc).

1. Hardware interno

É todo aquele que não está visível e integra as partes internas de seu dispositivo.

entende-se como hardware interno componentes como processador, placa-mãe, memória RAM, placa de vídeo, coolers e ventoinhas, cabos internos, fonte, HD, SSD, unidades ópticas (drives de CD/DVD/Blu-ray), etc.

Estes componentes existem na maioria dos dispositivos eletrônicos que usamos hoje, com algumas diferenças básicas dependendo de cada caso, como computadores, celulares, tablets e outros.

2. Hardware externo

Esta categoria contém todos os componentes visíveis e que são acessados diretamente pelo usuário. Entram aqui monitor, teclado, mouse, controle remoto, controle de videogame, cabos externos, fones de ouvido, microfone, câmera de vídeo, impressora, projetor, scanner, alto-falantes, unidades de armazenamento externas (HDs e SSDs externos, pendrives) e etc.

Basicamente, a diferença de um hardware externo para o interno é que o primeiro é usado de forma direta, enquanto o segundo é parte integrante do dispositivo e até pode ser trocado, mas este não é um procedimento trivial.

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Cinco décadas depois de revolucionar o mercado, o Intel 4004 é um símbolo do ritmo galopante do mundo computacional. Em 15 de novembro de 1971, a empresa lançava seu primeiro microprocessador disponibilizado comercialmente, com 2 mil transistores, pouco perto das peças atuais, que chegam às dezenas de bilhões em uma superfície de alguns centímetros quadrados.

Ao voltar 50 anos no tempo, o passo histórico da Intel se mostrou um marco para a indústria, indicando o caminho de uma série de inovações que possibilitam processadores superpotentes na palma da mão, dentro dos celulares, e também em diversos equipamentos da vida cotidiana.

Desde o invento, foi possível criar softwares para centralizar as tarefas. Foi na calculadora eletrônica a primeira aplicação do microprocessador.

Alguns anos antes do lançamento do Intel 4004, em 1965, Gordon Moore, cofundador da multinacional, escreveu um artigo em que previu que a complexidade dos componentes de um circuito integrado dobraria a cada ano. A observação ficou conhecida como Lei de Moore.

Em 1975, quatro anos após o surgimento do microprocessador, Moore revisou a lei, fazendo uma previsão de que a cada dois anos haveria, com o mesmo custo, em uma placa de circuito, o dobro de transistores  — unidades básicas de um circuito eletrônico, que funcionam como uma chave que liga e desliga o circuito, fazendo operações lógicas.

Isso significa que, segundo a lei, os processadores seriam cada vez mais potentes e os transistores seriam fabricados em tamanhos progressivamente menores.

A previsão se concretizou e, mais do que isso, tornou-se uma meta que as indústrias almejavam atingir. Dessa forma, a busca pelo aumento da capacidade de processamento dos computadores, nas proporções descritas por Moore, provocou uma expansão no desenvolvimento tecnológico.

No entanto, as taxas não podem, em princípio, ser mantidas indefinidamente, uma vez que deve haver um limite para a redução do tamanho dos transistores. Essa ponderação trouxe à tona o debate acerca da possível morte da Lei de Moore.

Outras alternativas consideradas pelas big techs são a computação quântica, a computação neuromórfica, novos layouts de transistores, (buscando melhor desempenho e menor consumo de energia) e a substituição do silício por outros materiais que poderiam ser usados nas placas, como o grafeno.

Diferentemente dos computadores tradicionais, que registram informações a partir da passagem das correntes elétricas que atravessam os transistores, os computadores quânticos obtêm essas informações a partir de fenômenos relacionados a átomos, fótons ou partículas subatômicas.

Além da quântica, um tipo de computação em estudos é a neuromórfica, com circuitos eletrônicos que imitam a forma como o cérebro humano funciona.

O padrão buscado nesse modelo não se concentra na rapidez de processamento e de cálculo como nos computadores convencionais, mas tem maior eficiência em outros tipos de tarefas, como no reconhecimento de objetos.

Em um outro caso, ainda distante da realidade, tem o processador bioeletrônico, onde o silício é substituído por DNA, RNA ou proteínas.

Está em montagem atualmente, na AMD, um supercomputador com GPUs (graphics processing units) com 58 bilhões de transistores. O equipamento deve ser capaz de fazer 10¹⁸ cálculos por segundo.

É uma tecnologia que tem implicações práticas no cotidiano das pessoas, com base nos problemas do dia a dia que o ser humano por trás das máquinas busca a inovação tecnológica. enorme poder de processamento significa que simulações gigantescas, que antes demorariam meses para serem concluídas, podem passar a demorar horas ou dias. Isso impactaria diversos setores, como o farmacêutico, uma vez que os remédios poderiam ser produzidos e testados mais rapidamente.

Outro exemplo são os crash tests (testes de impacto) da indústria automobilística.

Poderiam fazer milhares de simulações virtuais antes de fazer as simulações no mundo real, amassando metal. Com essa tecnologia, conseguimos produtos mais seguros, de forma mais rápida.

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Em 2018, muito se falou sobre a vulnerabilidade dos processadores Intel, que permite que um aplicativo comum tenha acesso a áreas protegidas da memória do sistema operacional, expondo informações sensíveis. Uma brecha que também afeta processadores da AMD, da ARM e de quase todos os computadores e servidores do mundo. Duas brechas, conhecidas como Meltdown e Spectre.

O Meltdown consiste em quebrar um mecanismo de segurança dos processadores da Intel que previne aplicativos de acessarem a memória reservada ao kernel do sistema operacional. Ele se chama assim porque “derrete” (melt, em inglês) a barreira de defesa dos chips.

Como o kernel é o responsável por praticamente tudo, servindo como ponte entre os softwares e o hardware da máquina, a falha é considerada grave. Em teoria, ela permite que um aplicativo comum (inclusive um malware ou até mesmo um código em JavaScript rodando no navegador) tenha acesso a senhas e outras informações restritas.

O nome do Spectre está relacionado à causa do problema, que é a execução especulativa (speculative execution, em inglês). Para acelerar o desempenho dos softwares, os processadores modernos tentam adivinhar qual código será executado em seguida. Caso a previsão esteja errada, o resultado é simplesmente descartado; caso esteja certa, há uma economia de tempo aqui.

No entanto, a tecnologia também pode induzir um processador a executar uma operação “adivinhada” que não seria executada em condições normais. Isso permite que um aplicativo vaze uma informação confidencial para outro aplicativo, quebrando vários mecanismos de segurança de softwares, como o sandbox do Chrome, que separa as abas de sites e o resto do sistema operacional, por exemplo.

Em 2020, o CacheOut (que também afeta chips da ARM e IBM), explora brechas de um recurso presentes nos processadores da gigante de Santa Clara, a execução especulativa

De forma seletiva, o CacheOut é capaz de acessar a informação armazenada no cache L1 do CPU, portanto, o invasor seria capaz de selecionar quais dados são relevantes para roubá-los em um segundo momento. O crítico da falha é que essa nova vulnerabilidade é capaz de passar por cima de todos os recursos de segurança e mitigações que já foram implantados.

A violação do CacheOut afeta os processadores Intel fabricados antes do quarto trimestre de 2018.

As correções via software, desenvolvidas pela Intel para a correção do Meltdown e Sprectre, não foram eficazes, por isso, surgiu a falha CacheOut. As correções por software podem sim ser eficazes, mas é necessário um trabalho intenso e com um período de homologação com testes mais robustos em busca de novas falhas, mas isso leva mais tempo.

No entanto, assim como foi comentado de forma ostensiva em idos de 2018, com a revelação das falhas Meltdown e Spectre, fica novamente a incerteza da eficácia de updates via software que serão repassados como uma solução.

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Os chips Intel Core i7 têm melhor desempenho do que os i5, que têm desempenho melhor do que os i3. Por que um tem um desempenho melhor ou pior do que outros é um pouco mais complexo, mas ainda assim muito fácil de entender.

Os processadores Intel Core i3 são processadores dual-core, enquanto os chips i5 e i7 são quad-core.
Turbo Boost é um recurso dos chips i5 e i7 que permite ao processador aumentar sua velocidade de clock além de sua velocidade base, como de 3,0 GHz para 3,5 GHz, sempre que necessário. Os chips Intel Core i3 não têm esse recurso. Os modelos de processador que terminam em “K” podem ter overclock, o que significa que essa velocidade de clock adicional pode ser forçada e utilizada o tempo todo.

O Hyper-Threading permite que os dois threads sejam processados ​​por cada núcleo da CPU. Isso significa que os processadores i3 com Hyper-Threading suportam apenas quatro threads simultâneos (já que são processadores dual-core). Os processadores Intel Core i5 não suportam Hyper-Threading, o que significa que eles também podem trabalhar com quatro threads ao mesmo tempo. Os processadores i7, no entanto, suportam essa tecnologia e, portanto (sendo quad-core), podem processar 8 threads ao mesmo tempo.

Devido às restrições de energia inerentes aos dispositivos que não têm um fornecimento contínuo de energia (produtos alimentados por bateria, como smartphones, tablets, etc.), seus processadores – independentemente de serem i3, i5 ou i7 – diferem do desktop CPUs, pois precisam encontrar um equilíbrio entre desempenho e consumo de energia.

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A velocidade do clock de um processador é o número de instruções que ele pode processar em qualquer segundo, medido em gigahertz (GHz).

Por exemplo, uma CPU tem uma velocidade de clock de 1 Hz se puder processar uma parte da instrução a cada segundo. Extrapolando isso para um exemplo mais real: uma CPU com uma velocidade de clock de 3,0 GHz pode processar 3 bilhões de instruções por segundo.

Algumas CPUs podem virtualizar dois núcleos para cada núcleo físico disponível, uma técnica conhecida como Hyper-Threading. Virtualizar significa que uma CPU com apenas quatro núcleos pode funcionar como se tivesse oito, com os núcleos de CPU virtuais adicionais referidos como threads separados . Os núcleos físicos , no entanto, têm um desempenho melhor do que os virtuais

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O processador é o cérebro de um computador. O componente é o responsável por executar as instruções geradas por todas as outras peças e periféricos. Também conhecido como Central Processing Unit (CPU) — ou Unidade de Processamento Central, em português — o chip influencia na velocidade geral do sistema e na quantidade de programas que podem funcionar ao mesmo tempo.

Atualmente, é possível encontrar processadores Intel ou AMD. As duas fabricantes lançam novos chips todo ano com arquiteturas atualizadas. Entre os mais comum no mercado estão os processadores Core i3, i5, i7 e i9, da Intel, e os chips Ryzen 3, 5, 7 e 9, da AMD.

Intel e AMD são os dois fabricantes de CPU mais populares para desktops, laptops e servidores, enquanto a Apple, NVIDIA e Qualcomm são grandes fabricantes de CPU para smartphones e tablets.

Monitores de computador ou discos rígidos às vezes são chamados incorretamente de CPU, mas essas peças de hardware têm finalidades totalmente diferentes e não são de forma alguma a mesma coisa que a CPU.

Uma CPU moderna geralmente é pequena e quadrada, com muitos conectores metálicos curtos e arredondados em sua parte inferior. Algumas CPUs mais antigas têm pinos em vez de conectores metálicos.

A CPU é conectada diretamente a um “soquete” da CPU (ou às vezes um “slot”) na placa -mãe. A CPU é inserida no soquete com o pino voltado para baixo e uma pequena alavanca ajuda a prender o processador.

Depois de funcionar por pouco tempo, as CPUs modernas podem ficar muito quentes. Para ajudar a dissipar esse calor, quase sempre é necessário conectar um dissipador de calor e uma ventoinha diretamente em cima da CPU.