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Um processador é uma espécie de microchip especializado. A sua função é acelerar, endereçar, resolver ou preparar dados, dependendo da aplicação. Basicamente, um processador é uma poderosa máquina de calcular: Ela recebe um determinado volume de dados, orientados em padrão binário 0 e 1 e tem a função de responder a esse volume, processando a informação com base em instruções armazenadas em sua memória interna.

Existem vários tipos de processadores e cada tipo de aplicação requer um determinado tipo de processador. É o caso dos nossos computadores, que usam os x86.

Dispositivos compactos e com menos tipos de aplicações usam diferentes tipos de processadores. O celular, independente do nível de sofisticação, usa um processador SoC (sigla para System on a Chip: sistema em um chip). Isso significa que o processador em questão agrega diversos outros recursos, como chip de rádio, conectividade, processador gráfico e outros.

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As principais partes que compõem um processador

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As principais partes que compõem um processador

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ULA é a sigla para Unidade Lógica Aritmética. Trata-se do circuito que se encarrega de realizar as operações matemáticas requisitadas por um determinado programa.

Unidade de Controle é o termo “cérebro eletrônico” está longe de classificar e resumir o funcionamento de um processador. No entanto, a Unidade de Controle é o que há de mais próximo a um cérebro dentro do processador. Esse controlador define o regime de funcionamento e da ordem às diversas tarefas do processador.

Registradores são a memória do processador. Você já entendeu que este microchip altamente especializado recebe dados e os processa, num regime de entrada e saída de informação que faz com que o computador, o tablet, o videogame, o GPS, a TV, enfim, todo equipamento eletrônico funcione.

Para "saber" o que fazer com os dados, contudo, o processador precisa de instruções. É isso que está armazenado neste tipo de memória chamada de Registrador: diversas regras que orientam a ULA a calcular e dar sentido aos dados que recebe.

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Uma nova tecnologia no mundo dos processadores para computadores

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Uma nova tecnologia no mundo dos processadores para computadores

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ARM é o nome de uma arquitetura – e seu conjunto de instruções de processadores – extremamente popular no mundo inteiro. Só no último trimestre de 2019, um total de 6,4 bilhões de processadores tipo ARM chegaram ao mercado dentro de celulares, tablets, computadores e servidores. Os chips controlam ainda uma infinidade de equipamentos e gadgets, desde o freio ABS de um automóvel até o conjunto de lâmpadas inteligentes de uma casa conectada.
Em sua origem, os processadores tipo ARM foram pensados com foco em eficiência: a ideia do primeiro design, lá nos anos 1980, era criar CPUs com menor consumo energético ao processar as instruções.

Qualquer chip, independente de sua natureza, funciona realizando operações matemáticas e movendo dados entre locais de memória o tempo todo. Esse processo é realizado por um conjunto de instruções, mapeamento que instrui a CPU a fazer o que deve ser feito com os dados de acordo com as requisições passadas pelo software em execução. No caso de um processador ARM, essas instruções são reduzidas, o que determina que CPUs do tipo sejam classificadas como tipo RISC (Conjunto de Instruções Reduzido, em inglês).
A constante evolução das duas arquiteturas tem, no entanto, tornado essas distinções entre as duas abordagens cada vez mais tênues. Isso porque, em geral, processadores ARM podem escalar a níveis de performance que rivalizam com o que de melhor produzem Intel e AMD. Mas os componentes x86 têm enorme dificuldade para operar de forma satisfatória em regimes de baixo consumo de energia.

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ARM e x86 – Qual a diferença entre as arquiteturas? [CT Responde]

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Meltdown a falha que afeta quase todos os processadores do mundo

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Meltdown a falha que afeta quase todos os processadores do mundo

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O ano de 2018 não poderia ter começado mais intenso no mercado de tecnologia: e se descobrissem uma vulnerabilidade que afetasse basicamente qualquer processador desenvolvido nas últimas duas décadas? Bom, foi exatamente isso o que aconteceu.

Uma grave falha de segurança presente em chips da Intel tomou conta do noticiário: a vulnerabilidade permite que um aplicativo comum tenha acesso a áreas protegidas da memória do sistema operacional, expondo informações sensíveis. Só que o problema é ainda pior: há uma brecha que também afeta processadores da AMD, da ARM e de quase todos os computadores e servidores do mundo.

Provas de conceito foram testadas contra os processadores Intel Xeon E5–1650 v3, AMD FX–8320, AMD PRO A8–9600 R7 e Qualcomm Snapdragon 808 (ARM Cortex-A57), do Nexus 5X, sendo que todos são afetados por pelo menos uma das variantes. As duas variantes do Spectre atingem quase todos os processadores do mercado e ainda não têm correção; por enquanto, acredita-se que o Meltdown é restrito aos chips da Intel.

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.

A falha foi testada em processadores da Intel lançados desde 2011, mas deve atingir todos os chips fabricados pela empresa desde 1995 (com exceção dos Intel Itanium, com arquitetura diferente; e dos Intel Atom produzidos antes de 2013). O Meltdown funciona em desktops, laptops e servidores.

A correção para a falha já está sendo implementada por software em todos os sistemas operacionais do mercado. No entanto, como o patch consiste em isolar completamente os processos de usuários e a memória do kernel, é possível que haja redução no desempenho entre 5 e 30%. Processadores mais velhos da Intel ficarão mais lentos, enquanto os mais novos (Skylake e superiores) não devem apresentar redução significativa na performance.

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O Spectre é uma falha mais difícil de corrigir, porque, para ser totalmente resolvida, exigiria que os chips fossem reprojetados. Sim: há uma falha de design em quase todos os processadores modernos do mercado. No entanto, as empresas já trabalham para mitigar o problema por software.

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.

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O que dizem as empresas sobre essas falhas de segurança?

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O que dizem as empresas sobre essas falhas de segurança?

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A Intel divulgou um comunicado afirmando que tem conhecimento do problema, mas ressaltou que as brechas não estão restritas a seus chips, citando nominalmente a AMD e a ARM. Diz ainda que “qualquer impacto no desempenho depende da carga de trabalho e, para o usuário comum, não deve ser significativo”.

A AMD admitiu que seus chips são vulneráveis, mas em uma escala menor. “A ameaça e a resposta às três variantes diferem de acordo com a fabricante do processador, e a AMD não é suscetível a todas as três variantes. Devido às diferenças na arquitetura da AMD, acreditamos que existe risco quase zero para os processadores da AMD neste momento”.

Em novo comunicado, a AMD informa que não está sujeita ao Meltdown; uma das variantes do Spectre têm risco quase zero de ser explorada nos chips da marca, devido às diferenças de arquitetura; e outra variante do Spectre poderá ser mitigada por correções de software, com “impacto insignificante na performance”.

A ARM confirma que alguns núcleos Cortex-A (A8, A9, A15, A17, A57, A72, A73 e A75), utilizados principalmente em smartphones com chips da Qualcomm, MediaTek e Samsung, são afetados, mas não os Cortex-M, focados em internet das coisas. O método “requer um malware rodando localmente e pode resultar em dados sendo acessados de uma memória privilegiada”, segundo a ARM.

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O que é um HDD?

HDDs são uma tecnologia mais antiga que foi inicialmente introduzida pela IBM há quase 60 anos. É a abreviatura de Hard Disk Drive e faz uso de magnetismo para armazenar dados. Os HDDs têm um prato giratório que gira em alta velocidade enquanto uma cabeça de leitura/gravação é colocada acima dele, que lê e grava dados no prato giratório. O desempenho de um HDD depende da velocidade de rotação de seu prato. A faixa de rotação normal das unidades de HDD em uso hoje é de 5400 RPM a até 7200 RPM. Os pratos baseados em servidores podem atingir velocidades de rotação de até 15.000 RPM.

O que é um SSD?

SSD é a forma abreviada de Solid State Drive. O motivo pelo qual é chamado assim é que ele não possui partes móveis semelhantes a uma unidade USB. Em termos gerais, você pode chamar um SSD de um tipo de USB muito grande e mais sofisticado. Como um cartão de memória, as informações no SSD são armazenadas na forma de microchips. Além disso, em vez de os dados serem acessados por um braço mecânico, os SSDs podem acessá-los diretamente do microchip. Esta é a razão pela qual o SSD é muito mais rápido do que o HDD, pois requer menos trabalho manual para obter informações.

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A memória RAM é um dos componentes de hardware mais importante em um computador. Ela trabalha junto do processador para transportar os dados e informações dos programas instalados no PC. Para entender melhor como a RAM funciona, nós vamos explicar primeiro o que é memória RAM e então para que serve memória RAM.

A RAM trabalha com a memória de curto prazo, ou seja, ela consegue escrever e reescrever rapidamente dados para o uso rápido. Quando você abre um jogo ou uma página em seu navegador, é a memória RAM que está trabalhando.

A memória é armazenada a curto prazo. Também chama de “volátil”, a informação fica guardada somente enquanto o computador está ligado. Toda vez que o PC é desligado, essa memória é apagada. Por isso é que existe um componente que armazena a longo prazo (HD e SSD) e outro de curto prazo (RAM) para o que precisa de velocidade. A memória RAM é a ponte que possibilita que o processador faça a leitura do que está armazenado no disco rígido.