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O Processador
Vamos começar pelo básico, o processador é a unidade central de processamento de um computador (CPU), ele funciona como o cérebro do computador, pois interage e faz as conexões necessárias entre todos os programas instalados. Neste processo, ele também interpreta as informações enviadas pelos programas, realiza diversas operações, inclusive gerando a interface que nós interagimos quando usamos um computador.

Tipos de Processadores
Os processadores apresentam diversos modelos e especificações, que variam de acordo com a quantidade de núcleos, capacidade de processamento, frequência e suporte ao overclock, Segue abaixo a classificação desses componentes de acordo com os critérios supracitados.

Single-core ou multi-core: esta característica indica a quantidade de núcleos de processamento que um processador pode ter, ele varia de apenas 01 núcleo até mais de 32 núcleos. Quanto maior o número de cores, maior é a capacidade de processar tarefas ao mesmo tempo e acelerar as aplicações da sua ¹workstation.

Arquitetura 32 ou 64 bits: essa característica remete à capacidade de processamento de informações que um processador pode ter. Apenas com chips de arquitetura 64 bits é possível que o computador aproveite quantidades superiores a 3GB de memória RAM, além de processarem blocos maiores de dados de maneira ágil.

Compatibilidade com overclock: esta é uma técnica utilizada para aumentar a velocidade nominal do processador e conceder um desempenho além do normal ao usuário. Processadores que possuem esta capacidade são identificados como “Unlocked”, no caso de Intel, ou “Black Edition”, para AMD.

É preciso estar ciente que a exigência excessiva de processamento dos chips pode fazer com que esses componentes se desgastem mais rápido, além de obrigar o usuário a equipar a máquina com sistemas de resfriamentos mais eficientes para evitar um superaquecimento dos dispositivos.

¹workstation: workstation ou estação de trabalho, é um computador com alto desempenho e capacidade de processamento superior aos computadores comuns com seu uso voltado ao âmbito profissional.

O que são as gerações de processadores?

Quanto maior a geração, melhor o desempenho do processador. As gerações de processadores apresentam um avanço tecnológico em comparação à geração anterior, por exemplo, os processadores da Dell, a 8ª geração pode ser descrita como o “modelo 2018” e a 9ª geração o “modelo 2019” e assim por diante.

Curiosidade: A Dell foi a primeira empresa a trazer para o Brasil computadores com a 11ª geração de processadores Intel® Core™.

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A Evolução tecnológica dos Processadores
Nos últimos 50 anos, uma previsão de Gordon E. Moore, um dos fundadores da empresa de tecnologia Intel, dedicada à fabricação de microprocessadores para computadores, está se cumprindo.

Em 1965, o engenheiro disse que, a cada 18 meses, os microprocessadores se tornariam duas vezes mais rápidos, usando metade da energia e teriam metade do tamanho atual.

Pouco depois, ele ajustou o cálculo dizendo que levaria 24 meses e não 18. Foi assim que nasceu a chamada "Lei de Moore".
A Lei de Moore acertou ao enxergar que os computadores funcionariam mais e mais rapidamente ao longo dos anos. No entanto, essa progressão tem um limite.

Os transistores (componentes eletrônicos que fazem parte dos circuitos dos microprocessadores e amplificam os sinais elétricos) se tornaram menores com o passar do tempo, mas chegará um momento em que seu tamanho não poderá continuar diminuindo.

Se forem pequenos demais, não poderão funcionar adequadamente. Os elétrons começariam a pular e a chegar a lugares onde não deveriam.

Por outro lado, se são colocados muitos elétrons para que o computador funcione mais rápido, há o risco de que o chip queime.

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Parametron
Pesquisadores da Universidade Nacional de Yokohama, no Japão, desenvolveram um microprocessador usando componentes supercondutores, que se mostraram cerca de 80 vezes mais eficientes em termos de energia do que os componentes semicondutores de última geração usados nos microprocessadores mais modernos.

Não é nenhum segredo que componentes eletrônicos supercondutores são energeticamente mais eficientes, mas o balanço geral quase nunca é positivo, uma vez que se gasta muita energia para resfriar tudo - os supercondutores só funcionam em temperaturas criogênicas.

O parametron, um elemento de circuito lógico inventado por Eiichi Goto, em 1954, é essencialmente um circuito ressonante com um elemento reativo não-linear que oscila na metade da frequência de acionamento - essa oscilação pode representar um dígito binário pela escolha entre duas fases, deslocadas em 180 graus uma da outra. Os parametrons foram usados nos primeiros computadores japoneses, mas foram abandonados com o desenvolvimento do transistor.

Já um parametron de fluxo quântico é uma implementação do circuito usando junções Josephson, um arranjo no qual uma corrente elétrica flui indefinidamente - uma super corrente - sem a necessidade da aplicação de uma tensão. O termo adiabático refere-se ao fato de que o circuito não troca calor com seu entorno.

Processador e memória juntos
O novo processador lógica-sobre-memória é feito com transistores de efeito de campo (FET) de portas flutuantes (FGFETs).

A vantagem desses transistores é que eles podem reter cargas elétricas por longos períodos - é por isso que eles são usados em memórias flash para câmeras, celulares e computadores.

E as propriedades elétricas exclusivas da molibdenita tornam este semicondutor particularmente sensível a cargas armazenadas em FGFETs, o que permitiu a criação de circuitos que funcionam tanto como células de armazenamento de memória quanto como transistores programáveis.

Ao usar a molibdenita, a equipe conseguiu incorporar várias funções de processamento em um único circuito com memória e alterar ambos conforme desejado.

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A BBC resumiu algumas inovações tecnológicas que devem resolver o problema.

1. A via quântica: Em vez de usar bits (na computação tradicional, trata-se da unidade que alterna "um" e "zero" em sequências longas), a tecnologia quântica trabalha com blocos chamados qubits, ou bits quânticos. Eles usam as propriedades quase mágicas das partículas subatômicas.

Elétrons ou fótons, por exemplo, podem estar em dois estados ao mesmo tempo - um fenômeno chamado superposição. Como resultado, um computador de qubit pode fazer cálculos muito mais rapidamente que um computador convencional.

Seria como se uma pessoa fosse capaz de percorrer cada um dos vários caminhos de um labirinto muito complexo ao mesmo tempo, como alguns cientistas preferem exemplificar a computação quântica.

2. Os processadores de grafeno: O grafeno, composto por moléculas de carbono e 40 vezes mais resistente que o diamante. Este material é um forte candidato para substituir os chips de silício, porque é ótimo como condutor de eletricidade.

As universidades americanas já fizeram experimentos em que transistores de grafeno trabalharam mil vezes mais rápido que os transistores de silício usados hoje.

Tendo menos resistência elétrica, a velocidade dos processadores de grafeno pode ser aumentada na casa dos milhares e, mesmo assim, usar menos energia do que a tecnologia convencional.

3. O memristor: Trata-se de um componente eletrônico hipotético concebido por Leon Chua, um teórico dos circuitos, no início dos anos 70.

A lógica da proposta? Esse componente gravaria o fluxo de corrente elétrica que circulou, e a resistência se adaptaria a essa memória.

Se organizados da maneira correta, os memristors poderiam substituir os transistores.

E como mais memristors podem ser inseridos em um chip do que os transistores, o computador trabalharia mais rápido e teria mais capacidade de armazenamento com eles.

4. Os chips vivos: Muitos estão trabalhando na construção de computadores inspirados no funcionamento do cérebro.

O projeto Cérebro Humano, por exemplo, é financiado pela União Europeia e dedica-se à pesquisa de novos algoritmos que podem replicar o funcionamento do cérebro. Mas há alguns que vão ainda mais longe.

É o caso da Koniku, a primeira empresa dedicada ao desenvolvimento de dispositivos eletrônicos usando neurônios de verdade.

Como? Eles modificam o DNA dos neurônios para que tenham certas peculiaridades e que se mantenham vivos por dois anos em um chip.

O objetivo da empresa é criar verdadeiros processadores biológicos que combinariam o poder matemático das máquinas às poderosas capacidades cognitivas do cérebro humano. Na prática, processadores do tipo poderiam ser usados por exemplo para detectar o cheiro de drogas ou explosivos.

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Processador anti-hacker

Uma nova arquitetura de processador de computador desenvolvida na Universidade de Michigan, nos EUA, promete nada menos do que lançar as bases de um futuro no qual os computadores se defendem proativamente contra ameaças, tornando obsoleto o atual modelo de segurança de encontrar bugs e lançar atualizações.

O novo chip, batizado de Morpheus, bloqueia possíveis ataques de hackers criptografando e reorganizando aleatoriamente bits chave de seu próprio código e de seus dados 20 vezes por segundo.

Isso é infinitamente mais rápido do que um hacker humano consegue trabalhar e milhares de vezes mais rápido do que as mais rápidas técnicas de hacking eletrônico.

Microsoft, AMD, Intel e Qualcomm anunciam processador com segurança dentro do núcleo

O processador de segurança Microsof Pluton foi desenvolvido tendo em vista invasões hackers em sistemas TPM, no qual o canal de comunicação entre CPU e TPM fica vulnerável em ataques sofisticados. Microsoft, AMD, Intel e Qualcomm anunciaram parceria para desenvolvimento e uso da arquitetura de processadores Pluton. Essa arquitetura coloca a área de processamento de dados seguros (como chaves de criptografia) dentro do processador. Nos sistemas anteriores, esse recurso ficava embutido na CPU, em um módulo separado chamado TPM. A nova arquitetura de processadores estará disponível para as próximas gerações de computadores que usem Windows, mas as empresas não informaram datas.

A segurança dentro do próprio núcleo vinha sendo usada no Xbox One e no Azure Sphere. Foi criada porque invasores começaram a inovar nos ataques, mirando o canal de comunicação entre a CPU e o TPM, que geralmente é uma interface de barramento. Por meio dela, hackers conseguem roubar ou alterar as informações em trânsito com um ataque físico.

Assim, o processador Pluton visa melhorar a capacidade de proteção do sistema contra ataques físicos, evitar o roubo de credenciais e chaves de criptografia e fornecer a capacidade de se recuperar de bugs de software, além de dificultar que atacantes se escondam no sistema operacional por eliminar esse canal de comunicação entre o TPM e o processador.

Os computadores Windows que usarem a arquitetura Pluton emularão primeiro um TPM que funcione com as especificações e APIs de TPM existentes. Isso permitirá que os clientes tenham acesso imediato a arquitetura Pluton  em recursos do Windows que dependem de TPMs, como o BitLocker e o System Guard. A partir da tecnologia SHACK (Secure Hardware Cryptography Key), o sistema não permite que as chaves sejam expostas fora do hardware protegido, mesmo para o próprio firmware do Pluton.

Por fim, o Pluton manterá o firmware do sistema atualizado em todo o ecossistema do computador. O que significa que clientes não vão receber a atualização do firmware de diferentes fontes. O Pluton para computadores Windows será integrado ao processo do Windows Update da mesma forma que o Serviço de Segurança do Azure Sphere se conecta a dispositivos IoT.

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Placa de Video
Placa de vídeo, também chamada placa gráfica é uma placa de expansão que gera uma saída de alimentação de imagens para um dispositivo de exibição (como um monitor de computador). É responsável por gerar e renderizar gráficos tanto 2D quanto 3D. Frequentemente, estas são anunciadas como placas gráficas discretas ou dedicadas, enfatizando a distinção entre elas e as placas gráficas integradas.

A história das Placas Gráficas
A história das placas gráficas começa no final dos anos 60, quando as impressoras não eram mais usadas como elemento principal da tela, e os monitores entraram em cena. As primeiras placas gráficas eram capazes apenas de exibir uma resolução de 40 x 25 pixels monocromáticos, até o aparecimento dos primeiros chips gráficos dedicados.

Posteriormente, os primeiros consoles de vídeo começaram a aparecer, e o sucesso do PC (Computador Pessoal) teve um grande boom, reduzindo bastante os custos de produção, uma vez que eles já eram fabricados de forma individual.

A 3dfx Interactive  foi uma das primeiras empresas a desenvolver uma GPU com aceleração 3D (com a série Voodoo, lançada em novembro de 1996) e a primeira a desenvolver um chipset gráfico dedicado ao 3D, mas sem suporte 2D (o que exigiu, portanto, a presença de uma placa 2D para funcionar). Agora a maioria das placas gráficas modernas são construídas com chips gráficos de origem AMD ou Nvidia.

Na indústria, as placas gráficas são às vezes chamadas placas adicionais gráficas, abreviadas como AIBs.

Como funciona uma placa gráfica?

A GPU recebe instruções e dados sobre a exibição de uma imagem da CPU (unidade central de processamento). Em seguida, processa os dados e informa à tela do computador o que exibir. E a tela do computador recebe os sinais da GPU e exibe a imagem.