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O que é um processador? – Tecnoblog - Entenda o que é um processador, sua importância nos computadores e veja como eles estão presentes em diversos eletrônicos

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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.

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Unidade central de processamento, o processador é um dos componentes mais importantes de um computador; saiba mais detalhes

Muitas vezes quando computadores estão lentos ou com algum problema é comum colocar a culpa no processador. De fato, algumas vezes o componente é o culpado por um mau funcionamento, mas a questão é que um grande número de pessoas não sabem o que é um processador e tampouco como eles funcionam. Isso é o que vai ser visto neste artigo.

O que é um processador? (Imagem: Vitor Pádua / Tecnoblog)

O processador é a unidade central de processamento de um computador (CPU), que 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.

Os processadores são colocados na Placa-Mãe, por soquetes, e sua estrutura é composta por bilhões de transistores.

Sobre os núcleos dos processadores

Em tempos mais antigos, processadores contavam apenas com um núcleo, contudo, atualmente um processador pode ter vários núcleos para conseguir trabalhar melhor com uma grande variedade de informações recebidas simultaneamente.

Por essa razão, vemos nomenclaturas como "Dual-Core" (2 núcleos), Quad-core (4 núcleos), podendo chegar em até 32 núcleos nos computadores de alta performance.

Dessa forma, um computador consegue executar várias tarefas de uma vez, por isso você consegue abrir um texto em um programa, enquanto escuta música em outro e navega na internet. Isso para não citar as tarefas menores que são executadas e nós não vemos.

O conceito do processador pode ser aplicado também nos videogames modernos, que processam não apenas os games que você está jogando, mas também as interfaces de menus dos consoles, aplicativos de streaming e outros recursos disponíveis.

Pode ser dito o mesmo sobre os processadores de nossos smartphones que também nos permitem realizar diversas tarefas ao mesmo tempo.

Processador Intel Xeon Platinum 9200. (imagem: Divulgação / Intel)

Velocidades de clock

Essa é outra dúvida comum, afinal quando vemos um processador, uma das informações que chegam em sequência é a velocidade de clock.

Velocidade de clock é um dos fatores que definem a velocidade com que um processador consegue lidar com informações. Essa velocidade é medida em GigaHertz (GHz). Processadores mais antigos tinham sua velocidade medida em MegaHertz (MHz).

Uma máquina que conta com uma velocidade de clock de 3,2 GHz, pode executar 3,2 bilhões de ciclos de operações por segundo.

Embora a velocidade de clock seja importante, não é difícil que uma máquina mais antiga, com velocidade de clock mais alta, seja mais lenta do que outra máquina mais nova com velocidade de clock menor. Isso acontece porque a estrutura de processadores mais modernos, geralmente, são feitas para otimizar o desempenho.

Para quem tem conhecimento técnico é possível aumentar a velocidade de clock para ganhar mais desempenho, usando uma operação chamada "overclocking", fazendo com que o processador trabalhe em uma velocidade acima do padrão.

Apesar de ser um recurso tentador é preciso ter conhecimento para fazer o procedimento e não causar danos ao seu equipamento.

O processador é um dos componentes mais importantes de um computador, porém, o bom desempenho de uma máquina depende do conjunto completo com a placa de vídeo, memória RAM e demais componentes.

O processador é um dos componentes mais importantes de um computador. (Imagem: Christian Wiediger / Unsplash)

Problemas comuns

De forma geral, processadores costumam ter boa durabilidade, porém fatores como aterramento utilizado, qualidade no fluxo de energia fornecida e refrigeração podem fazer uma grande diferença em sua vida útil.

Travamentos são um dos sintomas comuns de um processador com problemas. Isso pode acontecer por superaquecimento. Algumas vezes, o problema pode ser resolvido com uma troca de pasta térmica, mas lembre-se que se você não tem o conhecimento necessário é recomendável procurar um especialista.

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Unidade central de processamento, o processador é um dos componentes mais importantes de um computador; saiba mais detalhes Muitas vezes quando computadores estão lentos ou com algum problema é comum colocar a culpa no processador.

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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.

2. Os processadores de grafeno

Materiais exóticos com potencial para serem usados na eletrônica têm sido progressivamente descobertos. Um deles é 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.

3. O memristor

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

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.

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4 inovações tecnológicas que deixarão seu computador ainda mais rápido - BBC News Brasil

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A lei de Moore diagnosticou o ritmo da revolução digital, diz que estamos próximos do limite, mas não significa que não continuaremos avançando.

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Os processadores de rede têm fundamental importância para a comunicação de dados devido ao considerável aumento da velocidade de transmissão. No entanto, é necessária a implementação de segurança para os processadores de rede, ou seja, a criptografia de pacotes para garantir a segurança da informação.

Palavras-chave: Processadores de rede; segurança.

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A placa de vídeo é um dos principais componentes de qualquer PC, especialmente para computadores voltados à jogos, e geralmente é um dos componentes mais caros do seu PC. Neste artigo, explicaremos o que é uma placa gráfica e quais são suas funções.

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Nos dias atuais, as placas de vídeo têm se tornado cada vez mais relevantes em diversos setores. Antes utilizadas somente para jogos, atualmente essas peças são fundamentais para a mineração de criptomoedas ( Bitcoin, Dogecoin, Monero, Litecoin, etc) e para fornecer poder computacional em supercomputadores, mantendo redes de inteligência artificial funcionando, como é o caso do popular ChatGPT.

O chip gráfico, que pode estar presente de forma integrada ou dedicada, está presente em todos os computadores e smartphones do mundo. No caso de máquinas voltadas para jogos, a placa de vídeo é, muitas vezes, a peça mais cara de todo o computador. Este artigo tem como objetivo explicar o que é uma placa gráfica, a diferença entre gráficos integrados e dedicados, bem como abordar o processo de fabricação, o funcionamento e um pouco da história desse componente tão importante em nossas vidas.

O que é uma placa gráfica?

A placa de vídeo é a peça do computador responsável por gerar as imagens que vemos na tela, seja um documento no Word, ftos, essa página da web, vídeos e, principalmente, jogos. Essa peça também é chamada de unidade de processamento gráfico (GPU), e pode variar entre "gráficos integrados", que fazem parte do processador, ou placas de vídeo "dedicadas".

Qual a diferença de gráfico integrado para placa de vídeo dedicada?

Os dois cumprem a mesma função - renderizar tudo que você enxerga no monitor. A diferença é que os gráficos integrados estão dentro do processador (CPU) e costumam ser bem fracos. Já as placas de vídeo dedicadas são peças grandes que encaixamos no slot PCI Express x16 da placa mãe. As placas externas dedicadas geralmente possuem uma, duas ou até três ventoínhas próprias, já que consomem muita energia e esquentam bastante.

Essas placas de vídeo dedicadas são capazes de executar tarefas mais poderosas do que as placas gráficas integradas, como gráficos de jogos ultra realistas, renderização acelerada de vídeo ou até mesmo trabalhos não gráficos, como mineração de bitcoin e processamento de dados para inteligência artificial.

💡 Curiosidade💡
Já que placas gráficas dedicadas consomem bastante energia, dissipam muito calor e ocupam espaço no computador, elas raramente são utilizadas em notebooks. As encontramos apenas em notebooks "gamers", que possuem um chassi grosso adaptado para suportar um sistema de arrefecimento maior, como o Acer Nitro 5 e Avell A70 Hyb que analisamos aqui no site.

Como todo componente do computador, as placas de vídeo ficam obsoletas com o tempo. Por exemplo, não conseguimos rodar o pesadissimo Cyberpunk 2077 numa placa de vídeo lançada em 2015 (pelo menos não em configurações altas).

Antigamente, quase todos os processadores vendidos tinham gráficos integrados. Hoje, temos diversos exemplos de modelos de CPU que simplesmente não funcionam sem uma placa de vídeo dedicada, como a maioria dos processadores e processador Intel Core terminados em F, como o Intel Core i3-12100F. A vantagem de comprar um processador sem gráfico integrado é que são mais baratos. Se você usa uma placa de vídeo dedicada, não utilizará os gráficos integrados do processador, então não faz diferença.

Como funciona uma placa gráfica?

O processo envolve componentes e cálculos complexos, mas é bem simples de entender, olha só:

Primeiro, o CPU recebe dados do computador, como movimentos do mouse, programas em execução, instruções do sistema operacional - milhares de informações. O CPU então processa esses dados e os envia para a placa de vídeo;

A placa de vídeo recebe os dados do CPU e os transforma em informações que o monitor consegue ler e projetar;

O monitor recebe os dados da placa de vídeo através de um cabo (geralmente ou DisplayPort) e decide quais pixels ligar e desligar no painel, resultando na imagem que você enxerga.

Esse processo é repetido dezenas de vezes por segundo. O número mais comum é 60 frames - sincronizados com os 60 Hz da taxa de atualização dos monitores convencionais. Entretanto, em monitores com altas taxas de atualização, a placa de vídeo pode precisar enviar 144, 240, e até mesmo 500 imagens por segundo. Esse processo é pesado, tanto para o processador quanto para a placa de vídeo.

Como funciona a fabricação de placas de vídeo?

Nenhuma empresa fabrica tudo do zero - a placa de vídeo é um junção de componentes fabricados por centenas de empresas diferentes. É um processo extremamente complexo e caro, com milhares de pessoas empregadas em diversos setores.

Tudo começa com o desenvolvimento do chip gráfico feito por uma de três empresas: Nvidia, AMD ou Intel. Essa é a parte mais complexa e importante - é o chip gráfico que vai ditar qual placa de vídeo será feita. Depois de desenvolvido pelos engenheiros, as plantas e instruções de fabricação do chip são enviadas para as fábricas de semicondutores. As maiores estão situados na Córeia ( Samsung), Taiwan (TSMC), Estados Unidos (Intel) e na China.

Já que o processo de fabricação e refinamento do silício é extremamente sensível, alguns "waffers" de chip performam melhores que outros. Os melhores são selecionados para placas de vídeo de alta performance, já os piores tem seus setores defeituosos desligados e são vendidos em placas menos potentes.

Por exemplo: a Nvidia envia para a TSMC a instrução de fabricação do chip gráfico GA104. Os melhores chips conseguem atingir frequências altas e acabam virando placas RTX 3070 até RTX 3070 TI. Já os GA104 que não conseguiram atingir os padrões das placas anteriores, tornam-se RTX 3060 TI de 8 GB.

Esses chips são enviados para empresas como Gigabyte, Zotac, Powercolor, MSI, que são responsáveis pela montagem da estrutura física da placa: ventoinhas, PCB, sistema de distribuição de energia, pacotes, vendas, etc. É por isso que temos placas RX 6600 da MSI e RX 6600 da Asus, por exemplo. O chip gráfico é o mesmo, o que muda é a construção da placa.

Em alguns casos, a própria fabricante do chip também desenvolve o restante da placa, como é o caso das placas "Founders" da Nvidia. A AMD e Intel também lançam alguns modelos próprios, sem o auxilio das empresas citadas acima.

Atualizando os drivers da placa gráfica

Entre no site da Nvidia (GeForce Experience) ou AMD (Radeon Adrenalin) e baixe os respectivos drivers de sua placa de vídeo. Se precisar de um guia completo, siga o nosso pequeno tutorial Como instalar os drivers das placas de vídeo da AMD e NVIDIA.

Como saber qual a minha placa gráfica?

Para descobrir qual placa de vídeo estamos usando é bem simples: pressione as teclas CTRL + SHIFT + ESC ao mesmo tempo para abrir o Gerenciador de Tarefas. Na aba Desempenho, temos informações bem completas sobre as peças do computador:

Como alternativa, podemos abrir o menu Iniciar no seu PC, digitar " Gerenciador de dispositivos" e pressionar Enter. Você deverá ver uma opção na parte superior " Adaptadores de vídeo". Clique na seta suspensa e ela deve listar o nome da sua GPU ali. Por exemplo, na captura de tela abaixo, você pode ver que esse outro computador está usando uma Nvidia GeForce GT 525M.

Depois de ter o nome da sua placa gráfica, você pode pesquisar no Google para aprender mais sobre ela ou compará-la com os requisitos mínimos do jogo que deseja jogar. Geralmente falando, um número maior indica uma placa melhor - portanto, um jogo que requer uma RTX 3060 pode não ser executado muito bem em um GTX 1660, que é menos poderosa. Mas nem sempre é assim. O importante é assistir "benchmarks" no YouTube, comparando em cenários reais a performance das placas que você tem interesse.

A história das placas gráficas

A história das placas gráficas é fascinante e começa no final dos anos 60, quando os monitores começaram a substituir as impressoras como o elemento principal da tela. As primeiras placas gráficas eram capazes apenas de exibir uma resolução de 40 x 25 pixels monocromáticos. No entanto, com o surgimento dos primeiros chips gráficos dedicados, a tecnologia evoluiu rapidamente.

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.

Com o sucesso do PC ( Computador Pessoal), os custos de produção das placas gráficas foram reduzidos, pois eles já eram fabricados de forma individual. No início, as placas gráficas vendidas eram de 80 colunas, adicionando um modo de texto de até 80 x 25 caracteres (não pixels). Logo em seguida, os famosos PCs IBM popularizaram o design "intercambiável" de placas gráficas. O mais difundido foi o MDA ( Monochrome Display Adapter) criado pela IBM em 1981. Esse gráfico tinha uma memória gráfica de 4 KB, e foi capaz de representar até 25 linhas de texto de 80 caracteres cada no monitor.

A partir daí, um ciclo de competição entrou no mercado de PCs, com nomes como Commodore, Amiga 2000 e Apple Macintosh. Essas equipes começaram a usar tecnologia proprietária para a placa gráfica, integrando a GPU à placa-mãe. Essa situação é mantida até o surgimento de outro membro que você pode conhecer: a porta PCI.

Placa de vídeo PCI Voodoo 4 4500, da marca 3DFX. Fonte: Scanlines/YouTube

O PCI removeu o gargalo da interface anterior (ISA) e os primeiros adaptadores 3D profissionais (S3 ViRGE) começaram a se desenvolver. Iniciou-se a fabricação maciça de gráficos para soquetes PCI, e a partir daí, a indústria evoluiu como a conhecemos hoje, com os seguintes destaques:

Em 1995, surgiram as primeiras placas gráficas 2D/3D fabricadas pela Matrox, ATI, S3 e Creative, entre outras. Eles estavam em conformidade com o padrão SVGA, mas com as funções 3D;

Em 1997, a 3DFX lançou o que é possivelmente o chip gráfico mais famoso de todos os tempos: o Voodoo. Ele tinha um enorme poder computacional na época, e adicionou vários efeitos 3D, como Mip Mapping, Z-Buffering e Antialiasing. A partir disso, vários modelos conhecidos como Voodoo2 do 3DFX, TNT da Riva e, posteriormente, o TNT2 da NVIDIA (após a aquisição da Riva) foram lançados.

Entre 1999 e 2002, a NVIDIA assumiu a hegemonia do mercado de placas gráficas (entre outras coisas, comprou o 3DFX) com sua família GeForce. Nesse período, houve muitas melhorias gráficas no ambiente 3D. Os gráficos impressionantes da época tinham até 128 MB de memória DDR.
A maioria dos consoles da época usava chips gráficos baseados em placas aceleradoras 3D. O Apple Macintosh usou chips NVIDIA e ATI.

Em 2006, a AMD comprou a ATI e se tornou uma rival direta da NVIDIA no mercado de placas de vídeo. Desde então, a AMD tenta oferecer placas alternativas a Nvidia, e em países como o Brasil, até consegue oferecer preços competitivos. Entretanto, estatisticamente, pouquissimas pessoas no mundo compram placas de vídeo da AMD.

Em Julho de 2022 o "duopólio" da Nvidia e AMD foi enfrentado por uma nova concorrente no mercado de placas de vídeo: a Intel lançou sua primeira linha de GPUs ARC. Com preços altos e problemas em drivers, a Intel ainda precisa de alguns anos de experiência para lançar um produto competitivo e bater de frente com as outras duas gigantes.

Hardware Survey da Steam - Observe que a Nvidia domina o mercado de placas de vídeo - com 75.82% dos gamers da Steam usando uma placa da marca. A porcentagem da Intel é ocupada por gráficos integrados dos processadores Intel Core.

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O que é placa de vídeo e qual sua importância?

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Nos dias atuais, as placas de vídeo têm se tornado cada vez mais relevantes em diversos setores. Antes utilizadas somente para jogos, atualmente essas peças são fundamentais para a mineração de criptomoedas ( Bitcoin, Dogecoin, Monero, Litecoin, etc) e para fornecer poder computacional em supercomputadores, mantendo redes de inteligência artificial funcionando, como é o caso do popular ChatGPT.

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Também conhecida como "motherboard" ou "mainboard", a placa-mãe é, basicamente, a responsável pela interconexão de todas as peças que formam o computador. O HD, a memória, o teclado, o mouse, a placa de vídeo, enfim, praticamente todos os dispositivos, precisam ser conectados à placa-mãe para formar o computador. Este artigo mostrará as características desse item tão importante.

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A foto a seguir exibe uma placa-mãe. Trata-se de um modelo Soyo SY-KT880 Dragon 2. As letras apontam para os principais itens do produto, que são explicados nos próximos parágrafos. Cada placa-mãe possui características distintas, mas todas devem possibilitar a conexão dos dispositivos que serão citados no decorrer deste texto.