# data[].attributes.body
CPU é a sigla para Central Process Unit, ou Unidade Central de Processamento. Ele é o principal item de hardware do computador, que também é conhecido como processador. A CPU é responsável por calcular e realizar tarefas determinadas pelo usuário e é considerado o cérebro do PC.

Muitos erram ao confundir a CPU com o que na verdade é o gabinete do equipamento. O gabinete é apenas a estrutura de sustentação e proteção dos componentes internos da máquina - basicamente uma carcaça. O processador, por outro lado, é uma das peças internas.

As características da CPU influenciam diretamente na velocidade com que seus programas vão rodar na máquina. Existem vários tipos de processadores no mercado: de 32 e 64-bits, com um ou múltiplos núcleos, e compatíveis com diferentes placas-mãe. As principais fabricantes são a Intel e a AMD. A CPU é ligada à placa mãe por meio de um soquete, um dispositivo que permite ao processador receber energia para comandar as atividades do computador. Também existem vários tipos de soquetes no mercado e sua escolha limita a lista de CPUs compatíveis com a máquina.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
CPU é a sigla para Central Process Unit, ou Unidade Central de Processamento. Ele é o principal item de hardware do computador, que também é conhecido como processador. A CPU é responsável por calcular e realizar tarefas determinadas pelo usuário e é considerado o cérebro do PC. Para explicar melhor sobre esse componente, o Canaltech conversou com Yuri Daglian, Sales Applications Engineer da Intel.

Uma CPU é feita de bilhões de transistores, que são pequenas peças microscópicas que controlam a corrente elétrica do componente. Existe uma teoria chamada de Lei de Moore que diz que a quantidade de transistores de uma CPU dobra a cada dois anos.

A CPU pode ter uma placa de vídeo integrada dentro do seu corpo para gerar e exibir imagens para o usuário. Por questões físicas de espaço, essas GPUs integradas não têm muito desempenho, mas ajudam. Nos computadores de mesa é possível trocar o processador, desde que seja compatível com a placa-mãe. Já nos notebooks, o processador é soldado na placa-mãe e não pode ser trocado.

Continua após a publicidade

Nos computadores, duas empresas fabricam os principais processadores disponíveis: Intel e AMD. Cada uma possui pontos positivos e negativos, bem como tecnologias diferentes para cenários de uso distintos.

Há processadores que trabalham com arquiteturas de 32-bits e 64-bits, mas as versões de 32-bits praticamente não são mais vendidas, uma vez que os modelos de 64-bits permitem que o processador trabalhe com uma quantidade maior de dados por vez, além de suportar mais memória RAM.

Qual é a função da CPU?

Continua após a publicidade

O processador é responsável por interpretar e executar funções para o computador funcionar corretamente. Diferente do que muitas pessoas pensam, uma máquina trabalha a partir da interpretação de números binários, ou seja, as CPUs compreendem apenas 0 ou 1 e calculam os dados para que, posteriormente, eles sejam exibidas na tela como informações.

De forma geral, essa peça serve para processar dados e transformá-los em uma informação. A segunda função, segundo Yuri Daglian, é centralizar o gerenciamento dos processos que acontecem no PC.

"Justamente por serem centrais, são responsáveis por ajudar a coordenar o funcionamento dos outros componentes do computador. Algumas partes da CPU controlam as outras peças para que o PC funcione em harmonia", comenta o especialista da Intel.

Como é dividida a CPU?

Continua após a publicidade

É comum ver um processador como uma peça única. No entanto, a CPU possui divisões importantes que não são mencionadas ao comprar um modelo para o computador ou escolher um notebook. Nesta matéria serão abordadas três estruturas, mas tenha em mente que a CPU tem outras inúmeras partes.

Unidade de Controle (UC)

Como já foi explicado, uma das funções do processador é fazer com que os demais componentes de uma máquina trabalhem em harmonia. A Unidade de Controle (UC) comanda as ações no computador. Ela garante que os processos sejam executados corretamente, utilizando sinais de controle temporizados.

Continua após a publicidade

"Sem a Unidade de Controle, o computador só conseguiria realizar um tipo de função. Ele não teria um uso geral. Então a UC é fundamental para fazer o computador ser multiuso, de uso geral, além de realmente fazer com que todos os componentes interajam entre si da melhor forma possível", ressalta Daglian.

ULA

A Unidade Lógica e Aritmética, conhecida como ULA, é o "pedaço" que realiza os cálculos matemáticos e as operações lógicas na CPU. Ao Canaltech, Yuri explicou ela pode ser entendida como uma espécie de calculadora para operações de adição e subtração.

Registradores

Continua após a publicidade

Assim como a Unidade de Controle, os Registradores têm um nome bem sugestivo. Essa estrutura é uma área de armazenamento que recebe e guarda informações intermediárias específicas. É uma "memória de baixo nível" que armazena poucos dados, mas todos fundamentais para a CPU.

Não confundir Registradores com memória cache, pois ambos são diferentes e têm funções específicas, segundo Daglian.

O que são os núcleos da CPU?

Os núcleos são as estruturas mais conhecidas em uma CPU. Na definição do engenheiro da Intel ouvido pelo Canaltech, os núcleos são unidades de processamento capazes de executar instruções, ou seja, tarefas como jogos, softwares e outras aplicações.

Continua após a publicidade

A quantidade de cores, como também são conhecidos, influencia na capacidade do processador em desempenhar atividades multitarefas. Quanto maior for o número de núcleos, maior é a capacidade do computador em lidar com vários programas abertos ao mesmo tempo. No entanto, a potência de um processador não é medida apenas pela quantidade dessas estruturas, já que outros fatores entram nessa conta.

Hoje, alguns processadores possuem uma arquitetura híbrida. Isso significa que há dois tipos de núcleos presentes na CPU: os de performance e os de eficiência. Os cores de performance são aqueles voltados para tarefas muito pesadas, como jogos, programas de edição e renderização, por exemplo. Já os cores de eficiência trabalham em processos mais simples, como os navegadores, planilhas, softwares mais leves, programas multimídia, etc.

O que são threads?

Continua após a publicidade

Além dos núcleos, é normal ouvir falar que uma CPU tem várias threads. Threads são linhas de instruções que organizam processos para serem executados e finalizados pelos núcleos. De forma geral, quanto mais núcleos um processador tem, mais dessas linhas de instruções existem.

O que é memória cache da CPU e para que ela serve?

A memória cache é uma memória de alta velocidade que armazena dados frequentemente utilizados nas CPUs. O cache é dividido em três níveis: L1, L2 e L3. O L1 é o mais rápido e com menos espaço para armazenamento, já o nível L3 é um pouco mais lento e com mais espaço.

O cache é importante para a CPU. Ele atua como uma ponte entre o processador e a memória RAM. Isso facilita o envio e recebimento de instruções. Lá estão armazenados os dados mais buscados na RAM, economizando o tempo de comunicação dos componentes e aumentando a performance da CPU.

Continua após a publicidade

O que são os ciclos de instrução da CPU?

Os ciclos de instrução são um processo no qual o processador executa as instruções e tarefas que acontecem no computador. Por ser um ciclo, esse é um processo que se repete a todo momento e pode ser definido como uma etapa de funcionamento básico das CPUs.

Esses ciclos são divididos em quatro etapas:

Continua após a publicidade

1. Busca (Fetch): a CPU busca e recebe as instruções através da memória RAM, que são copiadas para a memória cache;

2. Decodificação (Decode): os dados então são decodificados, ou seja, interpretados para que os núcleos e outras unidades consigam entender essas instruções;

3. Execução: é quando as instruções e os dados são realmente executados pelos núcleos;

4. Escrita: etapa em que os resultados das instruções são armazenados de volta na memória RAM.

O que define a velocidade da CPU?

Além do número de núcleos, a velocidade da CPU, medida em Mhz ou Ghz, também afeta a rapidez dos programas. A velocidade descreve o número máximo de cálculos por segundo que o processador pode executar.

Essa frequência é comumente conhecida como "clock do processador" e está relacionada com a taxa que o processador executa os ciclos de instruções. Quanto maior é essa frequência, mais instruções são executadas pelo componente, e por conta disso relacionamos o clock com a velocidade da CPU.

Continua após a publicidade

"A melhor forma de entender o que é o conceito de frequência é fazendo uma analogia, por exemplo, com navios da antiguidade que tinham os seus remadores e tambores. Quando acontecia a batida desse tambor, os remadores sabiam que eles tinham que remar todos em sincronia. E essa batida de tambor é o clock, é a frequência. Então toda vez que eu tenho um nível lógico alto dessa frequência, é um momento onde a CPU sabe que ela precisa executar um ciclo de instrução", explica o engenheiro da Intel.

Determinar se um processador é melhor ou pior que outro apenas pela frequência também é um erro muito comum. No passado isso era algo mais "aceitável", visto que as CPUs era muito parecidas em questão de núcleos e arquitetura, além de termos como o cache, threads e outras tecnologias não serem tão conhecidas, e sobrava o clock para diferenciar os modelos. Hoje essa percepção é totalmente equivocada.

Overclock e undervolt

Muito mencionado por entusiastas, o overclock é uma técnica utilizada para aumentar a frequência dos processadores e, consequentemente, seu desempenho. Antes, esse processo era bem complicado e cheio de nuances, mas atualmente há softwares específicos para facilitar a vida do usuário. Essa técnica pode ser extrema, necessitando de nitrogênio líquido para resfriar o componente, como no vídeo abaixo.

Continua após a publicidade

O undervolt é um procedimento para diminuir a tensão das CPUs, reduzindo a temperatura e, às vezes, melhorando o desempenho.

As duas técnicas, segundo Yuri, podem ser benéficas e gerar bons resultados quando realizadas de maneira correta. No entanto, esses procedimentos alteram características de fábrica dos produtos e podem danificar os processadores permanentemente se feitas por pessoas leigas ou sem experiência.

Qual a diferença entre CPU, processador e gabinete?

Continua após a publicidade

Muitos erram ao confundir a CPU com o que, na verdade, é o gabinete do equipamento. O gabinete é apenas a estrutura de sustentação e proteção dos componentes internos da máquina - basicamente uma carcaça. O processador, por outro lado, é uma das peças internas.

"A gente pode imaginar que isso surgiu mais no início do desenvolvimento da informática, quando os processadores eram, talvez, o principal componente que as pessoas se atentavam. Hoje em dia existem alguns outros componentes bastante relevantes, mas no início, quando a CPU era o único ponto focal, as pessoas muitas vezes utilizavam como sinônimo o CPU e o gabinete. Isso se propagou e se mantém até hoje, principalmente para o público mais leigo. Mas é importante notar que são conceitos e objetos completamente diferentes", finaliza Yuri Daglian.

# data[].attributes.attachment_link.description
CPU é a sigla para Central Process Unit, ou Unidade Central de Processamento. Ele é o principal item de hardware do computador, que também é conhecido como proc

# data[].attributes.body
Processador de DNA

Os computadores de DNA - que usam moléculas de DNA sintético em lugar dos transistores - estão por aí há alguns anos, mas só agora eles começam a se parecer mais com os computadores eletrônicos tradicionais.

Wonjin Lee, da Universidade Nacional da Coreia, conseguiu criar um autêntico processador de DNA em um chip, modularizando experimentos que até agora eram feitos em tubos de ensaio - os cálculos eram feitos, mas de forma artesanal, demorada e exigindo essencialmente construir um computador de DNA inteiro para cada tarefa.

Lee construiu o chip usando a tecnologia microfluídica, hoje aplicada sobretudo nas pesquisas biomédicas, onde líquidos são dirigidos de forma controlada no interior de microcanais escavados em pastilhas de silício ou plástico, os chamados biochips. Conforme os líquidos se encontram, eles reagem uns com os outros, permitindo realizar reações químicas em pequena escala e com muita precisão.

A grande inovação deste processador de DNA é que os canais do chip microfluídico, que acomodam e conduzem as moléculas de DNA, podem ser programados por meio de um sistema de válvulas motorizado. E este sistema é operado usando um programa instalado em um PC ou celular.

O bioprocessador e o software formam o que os pesquisadores chamam uma MPU, uma unidade de processamento microfluídico (Microfluidic Processing Unit), em referência às tradicionais CPUs dos computadores eletrônicos. Graças ao sistema de válvulas, a MPU pode realizar uma série de reações para executar uma combinação de operações lógicas de maneira rápida, prática e, sobretudo, que pode ser facilmente

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/09/2021
Processador de DNA
Os computadores de DNA - que usam moléculas de DNA sintético em lugar dos transistores - estão por aí há alguns anos, mas só agora eles começam a se parecer mais com os computadores eletrônicos tradicionais.

Wonjin Lee, da Universidade Nacional da Coreia, conseguiu criar um autêntico processador de DNA em um chip, modularizando experimentos que até agora eram feitos em tubos de ensaio - os cálculos eram feitos, mas de forma artesanal, demorada e exigindo essencialmente construir um computador de DNA inteiro para cada tarefa.

Lee construiu o chip usando a tecnologia microfluídica, hoje aplicada sobretudo nas pesquisas biomédicas, onde líquidos são dirigidos de forma controlada no interior de microcanais escavados em pastilhas de silício ou plástico, os chamados biochips. Conforme os líquidos se encontram, eles reagem uns com os outros, permitindo realizar reações químicas em pequena escala e com muita precisão.

A grande inovação deste processador de DNA é que os canais do chip microfluídico, que acomodam e conduzem as moléculas de DNA, podem ser programados por meio de um sistema de válvulas motorizado. E este sistema é operado usando um programa instalado em um PC ou celular.

O bioprocessador e o software formam o que os pesquisadores chamam uma MPU, uma unidade de processamento microfluídico ( Microfluidic Processing Unit), em referência às tradicionais CPUs dos computadores eletrônicos. Graças ao sistema de válvulas, a MPU pode realizar uma série de reações para executar uma combinação de operações lógicas de maneira rápida, prática e, sobretudo, que pode ser facilmente replicada.
Unidade de Processamento Microfluídico
Como o DNA tem apenas duas fitas, a realização de cada cálculo requer múltiplas reações químicas, usando diferentes conjuntos de DNA. Na maioria das demonstrações anteriores, o DNA de cada reação era adicionado manualmente, um por um, em um único tubo de reação.

No novo chip, basta programar os canais para que eles conduzam cada conjunto de molécula para o local correto e no momento adequado, realizando sequencialmente as operações booleanas, a lógica verdadeiro-ou-falso (ou 0 e 1) típica dos processadores.

Cada porta lógica do processador consiste em um molde de DNA de fita simples, enquanto diferentes DNAs de fita simples são usados como entradas. Se parte de um DNA de entrada tiver uma sequência complementar ao DNA-molde, ele se emparelha para formar o DNA de fita dupla. A saída é considerada verdadeira ou falsa com base no tamanho do DNA resultante.

"As pesquisas futuras se concentrarão em uma solução total de computação de DNA, com algoritmos de DNA e sistemas de armazenamento de DNA", disse o professor Youngjun Song, coordenador da equipe. "Nossa esperança é que as CPUs baseadas em DNA substituam as CPUs eletrônicas no futuro porque consomem menos energia, o que ajudará a lidar com o aquecimento global. CPUs baseadas em DNA também fornecem uma plataforma para cálculos complexos, como soluções de aprendizagem profunda e modelagem matemática."
Bibliografia:

Artigo: Programmable DNA-Based Boolean Logic Microfluidic Processing Unit
Autores: Wonjin Lee, Minsang Yu, Doyeon Lim, Taeseok Kang, Youngjun Song
Revista: ACS Nano
Vol.: 15, 7, 11644-11654
DOI: 10.1021/acsnano.1c02153

Mais tópicos

# data[].attributes.attachment_link.title
Processador de DNA finalmente em um chip programável

# data[].attributes.attachment_link.description
Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/09/2021 Processador de DNA Os computadores de DNA - que usam moléculas de DNA sintético em lugar dos transistores - estão por aí há alguns anos, mas só agora eles começam a se parecer mais com os computadores eletrônicos tradicionais.

# data[].attributes.body
Microsoft, AMD, Intel e Qualcomm anunciaram hoje, 17, 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.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Microsoft, AMD, Intel e Qualcomm anunciaram hoje, 17, 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.

PUBLICIDADE

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. (Com assessoria de imprensa)

# data[].attributes.attachment_link.title
Microsoft, AMD, Intel e Qualcomm anunciam processador com segurança dentro do núcleo

# data[].attributes.attachment_link.description
Microsoft, AMD, Intel e Qualcomm anunciaram hoje, 17, 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.

# data[].attributes.headline
Outras partes importantes e interessantes em nossos computadores.

# data[].attributes.subject
Outras partes importantes e interessantes em nossos computadores.

# data[].attributes.body
1. Componentes do PC
Vamos apenas citar de forma superficial os principais componentes do PC, mas quem quiser se aprofundar no assunto, sugerimos inicialmente o guia Hardware, Redes e Linux para iniciantes e se não ficar satisfeito existe também o excelente livro Manual de Hardware Completo disponível no site do Carlos Morimoto.

Aproveito a oportunidade para registrar o meu elogio e agradecimento pelo excelente trabalho que o Prof. Carlos Morimoto vem realizando para a democratização da informação, particularmente para a difusão do Linux e Software Livre. É um exemplo a ser seguido!

1.1. Placa Mãe (Mother Board)
A placa mãe, também chamada de "placa de CPU", é a placa mais importante do computador. Nela ficam instalados o processador e a memória, além de vários outros circuitos importantes.

Placa Mãe.

1.2. Processador
O processador é o cérebro do sistema, encarregado de processar todas as informações. É o componente mais complexo e frequentemente o mais caro.

Processadores (Intel e AMD).

1.3. Memória - RAM
A memória RAM é usada para armazenar os arquivos e programas que estão sendo executados. Os chips de memória são vendidos na forma de módulos (pentes) de memória. O módulo é uma pequena placa de circuito, na qual existem vários chips de memória. Existem pentes de várias capacidades.

Pente de memória

1.4. Placa de vídeo
Seu objetivo é apresentar as imagens que são enviadas ao monitor. Em alguns computadores o circuito de vídeo está embutido na placa mãe, é o chamado vídeo "on-board". Esta alternativa reduz o custo mas apresenta menor desempenho.

Placa de vídeo

1.5. Placa de som
Placa de som capaz de gerar e captar diversos tipos de sons. Muitos PCs atuais possuem som onboard, ou seja, circuitos de som embutidos na própria placa mãe.

Placa de som

1.6. Modem (Modulador Demodulador)
Ou seja, é um componente que permite ao computador transmitir e receber informações para outros computadores (Ex: Internet) através de uma linha telefônica.

Modem (interno)

1.7. Placa de rede
Como o próprio nome indica, permite a interligação de computadores em uma rede.

Placa de Rede

1.8. Disco Rígido (HD)
É um componente para armazenamento magnético de dados, os quais permanecem gravados mesmo com o micro desligado.

Disco Rígido (HD)

Nota
Unidades de medida de dados:

1MB=1.000.000 bytes / 1GB=1.000.000.000 bytes / 1TB=1.000.000.000.000 bytes

1.9. Leitor (gravador) de Disquete e CD-ROM
Os leitores de disquete são também gravadores mas no caso do CD-ROM (ou DVD) pode ser apenas leitor ou leitor/gravador.

Leitores (gravadores) de Disquete e CD-ROM

1.10. Conectores e Cabos
Dentre os diferentes tipos de conectores (ou portas) disponíveis em um PC a porta serial pode ser muito útil para automação em laboratório.

# data[].attributes.attachment_link.description
Vamos apenas citar de forma superficial os principais componentes do PC, mas quem quiser se aprofundar no assunto, sugerimos inicialmente o guia Hardware, Redes e Linux para iniciantes e se não ficar satisfeito existe também o excelente livro Manual de Hardware Completo disponível no site do Carlos Morimoto.