# data[].attributes.body
Antes de falar a respeito das novas invenções e sobre a questão da segurança dos processadores, é importante explicar a definição de um processador. De uma forma simplificada, é a Unidade de Processamento Central (CPU), uma das engrenagens mais relevantes de um computador, e tem como função manter a comunicação com todos os outros dispositivos através de barramentos. Esta unidade é composta por três componentes que trabalham em conjunto, porém cada um com a sua função, dentre eles temos a Unidade Aritmética e Lógica (ULA): responsável por executar operações aritméticas e lógicas; Unidade de Controle (UC): responsável pelo controle das ações da ULA e das instruções que forem enviadas ao processamento; Registradores: a memória mais importante do computador, devido a sua rápida velocidade, a mesma encontra-se no core (núcleo) do computador.

Fontes:  Aula 01, Arquitetura e Organização de Computadores, Fundamentos de Sistemas Computacionais, Profa Me. Adriane Ap. Loper. Acesso em 19 de fevereiro de 2022

# data[].attributes.body
Uma das melhores inovações atuais em processadores foi desenvolvida por um engenheiro brasileiro, é o processador que combina operações lógicas juntamente com o armazenamento de dados, o que é considerado um grande avanço no ramo da eletrônica e informatica. Este modelo de funcionamento de processador é conhecido como arquitetura lógica-sobre-memória, ou seja, é um processo que dispensa troca de informações entre processador e memória, isto torna os computadores muito mais rápidos e faz com que consumam uma quantidade menor de energia.

Este novo chip foi feito do material monocristalino (2D), a molibdenita, diferente de outros modelos antigos onde era o utilizado o grafeno. O mesmo conta com transistores de efeito de campo (FET) e portas flutuantes (FGFETs), que tem a vantagem de reter cargas elétricas por longos períodos. Os maiores benefícios deste processador é que ele reduz a perda de energia relacionada a transferência de dados entre memória e processador, diminuindo também o tempo de execução das operações do computador e diminui o espaço necessário.

Outra inovação no campo de processamento é o Parametron, um microprocessador supercondutor que tem uma extrema eficiência energética. O mesmo foi desenvolvido por pesquisadores de uma universidade japonesa (Universidade Nacional de Yokohama), feito através de componentes supercondutores 80 vezes mais eficientes em comparação com outros componentes utilizados nos microprocessadores de última geração.

A vantagem desta novidade é a rapidez do processamento, porém sabemos que quanto maior a velocidade de um processador, maior é o gasto de energia. Pensando nisto, Christopher Ayala trabalhou com o Parametron de fluxo quântico adiabático, uma estrutura eletrônica digital supercondutora, que seria uma implementação do circuito utilizando funções Josephson, um ajuste onde uma supercorrente elétrica flui indefinidamente, sem ser necessário uma tensão a ser aplicada, ou seja, não existe troca de calor com seu entorno. Desta forma, Ayala conseguiu um microprocessador de alto desempenho que roda com um baixo gasto de energia. Nos testes realizados, foi possível identificar que o processador consegue realizar o processamento e também armazenamento de dados.

Com o desenvolvimento deste microprocessador, Ayala e sua equipe conseguiram um grande avanço no ramo tecnológico, e atualmente eles planejam melhorar o chip e determinar a velocidade que pode ser alcançada com ele.

Fontes: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=processador-com-memoria&id=010150201106#.Yhq2rHPMLIV. Acesso em 25 de fevereiro de 2022

https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=processador-supercondutor&id=010150201229#.Yhq4KnPMLIV. Acesso em 26 de fevereiro de 2022

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/11/2020
Lógica sobre memória
Um engenheiro brasileiro, atualmente trabalhando na Suíça, liderou uma equipe que desenvolveu um processador de computador que combina duas funções - operações lógicas e armazenamento de dados - em uma única arquitetura.

É um grande avanço para a eletrônica e para a informática, uma vez que a união de computação e armazenamento no mesmo chip - também conhecida como "arquitetura lógica-sobre-memória" - dispensa a troca de dados entre processador e memória, tornando os computadores mais rápidos e com menor consumo de eletricidade.

Essa junção também era longamente esperada por seu potencial impacto no processamento de algoritmos de inteligência artificial.

O avanço histórico foi liderado por Guilherme Migliato Marega, engenheiro eletricista formado pela USP (Universidade de São Paulo), que atualmente trabalha na Escola Politécnica Federal de Lausanne.
Molibdenita
Para quem duvidava que o grafeno estava sendo deixado para trás na corrida rumo a uma era pós-silício, o novo chip é feito de um outro material monocristalino (2D), a molibdenita (MoS ₂).

A molibdenita, um material que consiste em uma única camada com três átomos de espessura, é um excelente semicondutor e já é o componente mais pesquisado no campo da fotônica (processadores que funcionam com luz em vez de eletricidade) e da spintrônica (uma espécie de meio caminho entre a eletrônica e a computação quântica).
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.

"Essa capacidade dos circuitos de realizar duas funções é semelhante à forma como o cérebro humano funciona, onde os neurônios estão envolvidos tanto no armazenamento de memórias quanto na realização de cálculos mentais," comparou o professor Andras Kis, coordenador da equipe.

"O projeto do nosso circuito tem várias vantagens: Ele pode reduzir a perda de energia associada à transferência de dados entre unidades de memória e processadores, diminuir a quantidade de tempo necessária para operações de computação e diminuir a quantidade de espaço necessária. Isso abre as portas para dispositivos menores, mais potentes e com maior eficiência energética," acrescentou Kis.

Embora ainda seja um protótipo, a equipe está entusiasmada com a capacidade de levar a nova arquitetura rumo aos aparelhos eletrônicos e computadores vendidos no mercado: " Fizemos nosso primeiro chip há dez anos à mão. Mas, desde então, desenvolvemos um processo de fabricação avançado que nos permite fazer 80 ou mais chips em uma única rodada, com propriedades bem controladas," disse Kis.
Bibliografia:

Artigo: Logic-in-memory based on an atomically thin semiconductor
Autores: Guilherme Migliato Marega, Yanfei Zhao, Ahmet Avsar, Zhenyu Wang, Mukesh Tripathi, Aleksandra Radenovic, Andras Kis
Revista: Nature
Vol.: 587, pages 72-77
DOI: 10.1038/s41586-020-2861-0

Mais tópicos

# data[].attributes.attachment_link.title
Processador revolucionário reúne cálculo e memória no mesmo chip

# data[].attributes.attachment_link.description
Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/11/2020 Lógica sobre memória Um engenheiro brasileiro, atualmente trabalhando na Suíça, liderou uma equipe que desenvolveu um processador de computador que combina duas funções - operações lógicas e armazenamento de dados - em uma única arquitetura.

# data[].attributes.body
Uma inovação na área de segurança de processadores, foi desenvolvida na Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, trata-se de um processador proativo que se defende contra ameaças, de forma que seja muito mais difícil para um hacker invadir o computador.

Denominado como Morpheus, o processador trabalha o tempo todo criptografando e reorganizando de forma aleatória bits chave de seu código e de seus dados 20 vezes por segundo, este processo impede os ataques pois é muito mais rápido do que as melhores técnicas de hacking atuais.

A intenção principal deste processador é melhorar a forma na qual lidamos com os ataques de hackers, ou seja, em vez de utilizarmos softwares que excluem ameaças, o mais eficiente seria simplesmente impossibilitar que o ataque fosse efetivado, criptografando os códigos e dados de forma rápida e eficaz.

Para minimizar o consumo de recursos, foi escolhida para demonstração uma taxa de aleatorização de uma vez a cada 50 milissegundos, pois além de ser extremamente veloz, reduz o desempenho do computador em apenas 1%. Além disso, se for percebido um ataque iminente, existe um detector de ataque que capta a informação e aumenta a taxa de aleatorização, para aumentar a segurança ainda mais.

O chip utilizado para demonstração é um processador RISC-V, e a equipe que desenvolveu o processador já está tentando comercializá-lo.

Fontes: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=processador-anti-hacker-ataque-antes-ele-comece&id=010150190508#.Yhq-knPMLIV. Acesso em 26 de fevereiro de 2022

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/05/2019
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.

"A abordagem atual de eliminar erros de segurança um por um é um jogo perdido. As pessoas estão constantemente escrevendo código e, tão logo há um novo código, haverá novos bugs e vulnerabilidades de segurança. Com o Morpheus, mesmo que um hacker encontre um bug, a informação necessária para explorá-lo desaparece 50 milissegundos depois. É talvez a coisa mais próxima de um sistema seguro à prova do que surgir no futuro," disse o professor Todd Austin.
Agitação e semântica indefinida
Em vez de usar software para corrigir vulnerabilidades de códigos conforme elas são descobertas, o processador Morpheus inclui a segurança em seu hardware. A constante aleatorização dos recursos críticos do programa, em um processo chamado "churn" (agitação ou rotatividade), torna as vulnerabilidades virtualmente impossíveis de serem identificadas e exploradas.

Ainda assim, a rotatividade dos dados e sua aleatorização feita pelo processador são transparentes para os desenvolvedores de software e os usuários finais. Isso porque o mecanismo se baseia na aleatorização de bits de dados conhecidos como "semântica indefinida", que se refere aos recantos e fendas obscuras da arquitetura de computação - por exemplo, a localização, formato e conteúdo do código de um programa é uma semântica indefinida.

A semântica indefinida faz parte do maquinário mais básico de um processador. Os programadores legítimos geralmente não interagem com ela, mas os hackers podem fazer engenharia reversa para descobrir vulnerabilidades e iniciar um ataque.

A taxa de "agitações" do chip pode ser ajustada para cima ou para baixo para encontrar o equilíbrio certo entre maximizar a segurança e minimizar o consumo de recursos. O professor Austin conta que a taxa de aleatorização de uma vez a cada 50 milissegundos foi escolhida para o processador de demonstração porque é milhares de vezes mais rápida do que as mais rápidas técnicas de hacking eletrônico, enquanto reduz o desempenho apenas em cerca de 1%. A arquitetura também inclui um detector de ataque que procura ameaças pendentes e aumenta a taxa de aleatorização se perceber que um ataque é iminente.

O chip de demonstração é um processador RISC-V - um design de chip comum, de código aberto, usado frequentemente para pesquisa. A equipe já está tentando comercializar a tecnologia.
Bibliografia:

Artigo: Morpheus: A Vulnerability-Tolerant Secure Architecture Based on Ensembles of Moving Target Defenses with Churn
Autores: Mark Gallagher, Lauren Biernacki, Shibo Chen, Zelalem Birhanu Aweke, Salessawi Ferede Yitbarek, Misiker Tadesse Aga, Austin Harris, Zhixing Xu, Baris Kasikci, Valeria Bertacco, Sharad Malik, Mohit Tiwari, Todd Austin
Revista: Proceedings of the Twenty-Fourth International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems
Vol.: 1 - Pages 469-484
DOI: 10.1145/3297858.3304037

Mais tópicos

# data[].attributes.attachment_link.title
Processador anti-hacker pára ataque antes que ele comece

# data[].attributes.attachment_link.description
Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/05/2019 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.

# data[].attributes.headline
Outras partes importantes presentes no computador

# data[].attributes.subject
Outras partes importantes presentes no computador

# data[].attributes.body
Outra parte considerada de extrema relevância no computador é onde ocorre o armazenamento de informações. Neste local os dados, informações e instruções são armazenados por um tempo determinado, isto é considerado como memórias voláteis, pois assim que as informações são processadas, é liberado espaço para novas informações. Desta forma, quanto maior for a a capacidade de memória, maior o número de processos que podem ser executados simultaneamente, a memória RAM (memória de acesso aleatório) é um exemplo de memória que trabalha desta forma.

Fontes:  Aula 01, Arquitetura e Organização de Computadores, Fundamentos de Sistemas Computacionais, Profa Me. Adriane Ap. Loper. Acesso em 19 de fevereiro de 2022