Arquitetura e Organização de Computadores. by Pâmela Coutinho.

Processadores

pam_cac — 2022-02-15 21:42:55 UTC

O que é um processador

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.

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

Núcleos

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 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 video games 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. O mesmo pode ser dito sobre processadores de nossos smartphones que nos permitem realizar diversas tarefas ao mesmo tempo.

Velocidades 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.

Fonte: Tecnoblog

Inovações em processadores

pam_cac — 2022-02-15 22:17:38 UTC

A Intel Corporation apresentou, nesta segunda (26), o seu plano estratégico para os próximos cinco anos, com um roteiro de inovações de processo e empacotamento que pretende impulsionar as novas linhas de produtos até 2025 para recuperar a liderança no mercado de chips.Entre as novidades, estão a RibbonFET, primeira nova arquitetura de transistor da Intel em mais de uma década, e a PowerVia, uma inovação na indústria para fornecimento de energia pela parte traseira do chip.A empresa também se prepara para ser a primeira do setor a utilizar a tecnologia litografia ultravioleta extrema (EUV) de última geração conhecia como Alta Abertura Numérica (High NA).
Inovações nos processadores

Os futuros semicondutores da Intel não usarão mais a nomenclatura de nó baseada em nanômetros consagrada pela indústria de fabricação de chips há anos. A estratégia pode até parecer apenas um trabalho de marketing, sugerindo a competitividade com modelos da AMD ou Apple.No entanto, os nomes dos nós não se referem realmente ao tamanho de um transistor em um chip desde 1997, por conta de tecnologias de empacotamento 3D e as realidades físicas do design de semicondutores.Confira as nomenclaturas dos novos lançamentos:

Intel 7: novo nome para a tecnologia 10nm de terceira geração da Intel (Alder Lake) e sucessora do SuperFin 10nm. O novo hardware, que deve ser apresentado no final de 2021, oferecerá aproximadamente de 10 a 15% de melhorias no desempenho por watt em comparação com a geração anterior.

Intel 4: conhecida como 7nm da Intel (Meteor Lake), teve seu lançamento adiado para 2023. Usará a litografia EUV já utilizada pela Samsung e pela TSMC. 
Intel 3: novo nome para o que teria sido um processador FinFET de 7nm de segunda geração sob o esquema de nomenclatura anterior da Intel. Sem data oficial de lançamento, deverão estar disponíveis no mercado apenas em 2024.

Intel 20A: próxima geração de tecnologias Intel que, sob o esquema antigo, teria sido a arquitetura seguindo o nó de 7nm com a marca anterior. Deverá estrear, em 2024, com a RibbonFET e a PowerVia.

Intel 18A: com a segunda geração da RibbotFET, prevista para 2025, a Intel espera recuperar a liderança do mercado de chips.

Fonte: TecMundo/Intel

Segurança em Processadores

pam_cac — 2022-02-15 23:02:13 UTC

A CPU é considerada “o cérebro” de um computador porque, assim como a nossa cabeça, contém todos os circuitos responsáveis por receber e executar comandos. No entanto, como o resto de uma máquina, as CPUs possuem suas falhas — e, na verdade, elas podem ser bastante fáceis de hackear. Pensando nisso, uma equipe de pesquisa acadêmica da Universidade de Michigan, nos EUA, trabalha em uma maneira para tentar impedir esse tipo de ataque.
Veja bem: hackear CPUs não é uma prática nova. Os últimos anos mostraram exemplos flagrantes de vulnerabilidades de hardware que permitem o sequestro de dispositivos. Entre os casos mais famosos estão as falhas de segurança “Meltdown” e “Spectre”, ambas embutidas em milhões de chips, colocando em risco dados de computadores no mundo todo.

Agora, de acordo com o IEEE Spectrum, a equipe da Universidade de Michigan está criando um novo design de CPU. Todd Austin, cientista da computação e líder do estudo, o hardware foi apelidado de “Morpheus” e promete ser à prova de hacks. Ou quase isso, já que ela prevê uma diminuição na porcentagem de possíveis ataques.

Testes recentes da CPU mostraram que suas defesas funcionam surpreendentemente bem. Durante um programa de recompensa de busca por bugs patrocinado pela DARPA, um exército de 580 hackers da White Hat gastou 13 mil horas tentando penetrar em suas defesas. Ninguém conseguiu.

Austin descreve a criação de sua equipe desta forma:
“Morpheus é uma CPU segura que foi projetada na Universidade de Michigan por um grupo de alunos de pós-graduação e alguns professores. Isso transforma o computador em um quebra-cabeça feito para computar. Nossa ideia era que se pudéssemos tornar realmente difícil fazer qualquer exploit funcionar, então não teríamos que nos preocupar com falhas individuais.”
Então, como exatamente o Morpheus bloqueia os invasores? Simples: usando criptografia. Austin diz que sua equipe está usando um algoritmo que inicia a criptografia e a descriptografia, chamado “Simon”. Nesse caso, ele pode receber determinados comandos e mudar sua ação em questão de milissegundos, dificultando o acesso ao hardware. Em outras palavras: o Simon criptografa constantemente partes das funções da máquina para então esconder como ela funciona, impedindo que hackers possam explorá-la.
“A maneira como o fazemos é muito simples: apenas criptografamos as coisas. Pegamos ponteiros — referências a locais na memória — e os criptografamos. Isso coloca 128 bits de aleatoriedade em nossos ponteiros. Quando você criptografa um ponteiro, você altera a forma como eles são representados; você altera o layout do espaço de endereço da perspectiva do invasor; você muda o que significa adicionar um valor a um ponteiro.”
E não é que tudo isso faz sentido? Apesar de esse escudo de criptografia não impedir certas ações, como injeções de SQL ou ataques mais sofisticados, ele evita o que Austin diz serem “ataques de baixo nível” ou ataques de execução remota de código (RCEs), em que malfeitores podem inserir programas maliciosos em um máquina através de falhas de segurança aparentes em sua programação. Ao esconder como essa programação funciona, a CPU Morpheus diminui a possibilidade de tais ataques acontecerem.

Para o futuro, certamente podemos esperar por máquinas que são virtualmente impenetráveis para expoits comuns de hardware.

Fonte: Gizmodo