Processadores potentes trabalham com um amplo volume de dados por diversas horas sem deixar a máquina lenta.

Um processador é mais adequado do que o outro conforme as necessidades operacionais da empresa, o que inclui a escolha dos softwares e de outras atividades de acordo com os objetivos da estação de trabalho. Não há tipos de processadores melhores ou piores, mas sim aqueles que são mais adequados para determinadas funções.

Processadores Intel e AMD são populares em computadores corporativos. Vamos conhecer um pouco as características de cada um deles e o que você deve levar em consideração para selecionar o produto certo conforme as suas demandas computacionais.

SINGLE-CORE OU MULTI-CORE
Indica a quantidade de núcleos que um processador pode ter, Single-Core possui 1 núcleo, enquanto Multi-Core pode ter 2 ou mais núcleos. Quanto maior for o número de cores, maior será a capacidade de processar tarefas de forma simultânea, acelerando as aplicações do computador.

ARQUITETURA 32 OU 64 BITS
Essa característica remete à capacidade que o processador terá na hora de processar as informações do seu PC. Os chips com arquitetura de 64 bits permitem que a máquina aproveite quantidades superiores a 3 GB de memória RAM, processando blocos maiores de dados mais rapidamente.

COMPATIBILIDADE OVERCLOCK
Ferramenta utilizada para aumentar a velocidade nominal do processador e conceder um desempenho extra ao usuário. Identificados como “Unlocked”, no caso da Intel ou como “Black Edition” para AMD, é preciso estar ciente que os processadores que apresentam esta capacidade podem desgastar mais rápido outros componentes, além de exigir um sistema mais eficiente de resfriamento.

Pesquisadores da Universidade Nacional de Yokohama, no Japão, desenvolveram um microprocessador usando componentes supercondutores, que se mostraram cerca de 80 vezes mais eficientes em termos de energia do que os componentes semicondutores de última geração usados nos microprocessadores mais modernos.

Não é nenhum segredo que componentes eletrônicos supercondutores são energeticamente mais eficientes, mas o balanço geral quase nunca é positivo, uma vez que se gasta muita energia para resfriar tudo - os supercondutores só funcionam em temperaturas criogênicas.

Para balancear melhor essa equação, Christopher Ayala e seus colegas trabalharam com uma estrutura eletrônica digital supercondutora chamada "parametron de fluxo quântico adiabático".

O parametron, um elemento de circuito lógico inventado por Eiichi Goto, em 1954, é essencialmente um circuito ressonante com um elemento reativo não-linear que oscila na metade da frequência de acionamento - essa oscilação pode representar um dígito binário pela escolha entre duas fases, deslocadas em 180 graus uma da outra. Os parametrons foram usados nos primeiros computadores japoneses, mas foram abandonados com o desenvolvimento do transístor.

Já um parametron de fluxo quântico é uma implementação do circuito usando junções Josephson, um arranjo no qual uma corrente elétrica flui indefinidamente - uma supercorrente - sem a necessidade da aplicação de uma tensão. O termo adiabático refere-se ao fato de que o circuito não troca calor com seu entorno.

"Queríamos provar que o AQFP [parametron de fluxo quântico adiabático] é capaz de realizar computação de alta velocidade com eficiência energética e fizemos isso desenvolvendo e demonstrando com sucesso um microprocessador AQFP protótipo de 4 bits chamado MANA (Arquitetura Integrada Monolítica Adiabática), o primeiro microprocessador supercondutor adiabático do mundo," disse Ayala.
Os testes mostraram que o processador supercondutor é versátil, podendo ser usado em funções de processamento e de armazenamento de dados.

"Também mostramos em um chip separado que a parte de processamento de dados do microprocessador pode operar até uma frequência de clock de 2,5 GHz, o que o torna comparável às tecnologias de computação atuais. Esperamos inclusive um aumento para 5 a 10 GHz à medida que fazemos melhorias em nossa metodologia de projeto e configuração experimental," acrescentou Ayala.

Computações neuromórfica e quântica

E o protótipo também não deixou dúvidas quanto à sua eficiência energética geral, quando se leva em conta a energia necessária para manter o circuito supercondutor resfriado a temperaturas bem perto do zero absoluto.

"O AQFP é um dispositivo eletrônico supercondutor, o que significa que precisamos de energia adicional para resfriar nossos chips da temperatura ambiente até 4,2 Kelvin [-268,95 ºC] para permitir que os AQFPs entrem no estado supercondutor. Mas, mesmo levando em consideração esse adicional de resfriamento, o AQFP ainda é cerca de 80 vezes mais eficiente em termos de energia quando comparado aos dispositivos eletrônicos semicondutores de última geração encontrados em chips de computador de alto desempenho disponíveis atualmente," anunciou Ayala.

Agora que a equipe provou o conceito dessa arquitetura de processador supercondutor, eles planejam otimizar o chip e determinar sua escalabilidade e a velocidade de processamento que pode ser alcançada com ele.

E, além de construir microprocessadores, a equipe está interessada em examinar como os AQFPs podem ajudar em outras plataformas de computação, como na computação neuromorfica para inteligência artificial e na computação quântica.

É um feito impressionante porque uma das grandes desvantagens das tecnologias baseadas em inteligência artificial é que elas requerem muita energia, na maioria dos casos ligadas permanentemente à nuvem, na base da qual estão centrais de dados que consomem tanta eletricidade quanto cidades inteiras.

O chip funciona por meio de uma arquitetura de processamento inteiramente nova, projetada para minimizar a quantidade de energia necessária.

Ele consiste em um chip ASIC com processador RISC-V e dois aceleradores de aprendizado de máquina fortemente acoplados: Um para detecção facial ou de voz, por exemplo, e outro para classificação. É justamente nesses dois aceleradores que está o segredo para que o sistema gaste pouca energia.

"Quando nosso sistema é usado em aplicativos de reconhecimento facial, por exemplo, o primeiro acelerador responderá a perguntas preliminares como: Há pessoas nas imagens? E, se houver, seus rostos estão visíveis?" detalha o professor Stéphane Emery, do Centro Suíço para Eletrônica e Microtecnologia (CSEM). "Se nosso sistema for usado em reconhecimento de voz, o primeiro acelerador determinará se há ruído e se esse ruído corresponde a vozes humanas. Mas ele não consegue distinguir vozes ou palavras específicas - é aí que entra o segundo acelerador."

O segundo acelerador é um mecanismo de rede neural convolucional (CNN) que pode realizar essas tarefas mais complicadas, como reconhecer rostos individuais e detectar palavras específicas. Este segundo acelerador consome mais energia do que o primeiro, mas é muito menos usado.

IA COM SEGURANÇA

No balanço geral, a abordagem de processamento de dados em duas camadas reduziu drasticamente a necessidade de energia do sistema, já que, na maioria das vezes, apenas o primeiro acelerador está trabalhando.

Além de esse sistema permitir todo o processamento local, com ganhos de segurança, ele é totalmente modular, podendo ser adaptado para qualquer aplicação em que seja necessário tratar e processar sinais em tempo real, especialmente quando dados confidenciais estão envolvidos.

"Nosso sistema funciona basicamente da mesma maneira, independentemente do aplicativo," disse Emery." Só temos que reconfigurar as várias camadas de nosso motor neural convolucional."

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. 

A capacidade dessa memória é medida pelo fluxo de bits suportados nas operações, representada pela quantidade de megabites ou gigabites exibida nas configurações do dispositivo. Gradualmente, os programas se tornaram mais pesados e, com isso, passaram a exigir espaços maiores no sistema.
Composta por milhões de transistores e capacitores, ela se assemelha a um micro-processador. Quando os capacitores, que armazenam elétrons, estão carregados, o sistema consegue ler o código binário de zeros e uns. Cada leitura representa um bit de informação. Dessa forma, a quantidade de megabites ou gigabites se relaciona diretamente com a capacidade de processamento de dados.

O funcionamento da memória RAM, contudo, não pára por aí: a sua capacidade de processamento também está ligada à largura e velocidade de barramento, um conjunto de “fios” responsáveis pela conexão do hardware com outros componentes.

Enquanto a largura refere-se ao número de bits que podem ser enviados ao CPU simultaneamente, a velocidade (também chamada de frequência ou clock) relaciona-se ao número de vezes que esses dados são encaminhados a cada segundo. Uma memória RAM de 100MHz e 32bits, então, pode enviar 32bits de dados 100 milhões de vezes por segundo.

Vale observar que nesse processo pode estar presente a famosa e temida latência, efeito que atrasa a taxa de transferência de dados após o envio do primeiro bit.

DDR é uma sigla que acompanha alguns modelos de memória RAM. Originada do inglês, a abreviação significa double data rate ou dupla taxa de transferência.

Como o próprio nome sugere, a presença de DDR indica que o componente transfere o dobro de informações por ciclo de clock. Existem inúmeras gerações da tecnologia e, claro, as mais recentes possuem taxas de transferências maiores. Nessa lógica, quanto maior o número que acompanha a sigla DDR, mais potente será a memória RAM.

Geralmente, a unidade GB (gigabyte) é utilizada para contar a capacidade de armazenamento de um HD. Existem HDs que possuem como unidade de medida o TB (terabyte), onde cada 1 TB equivale a 1024 GB.

O HD foi criado em 1956 pela gigante IBM. O primeiro conseguia armazenar apenas 5 MB de dados e foi utilizado apenas internamente, sem disponibilização comercial. Em 1973, o hardware evoluiu, com a IBM lançando um HD que possuía o dobro da capacidade de armazenamento e custava em média US$ 2 mil, chamado de 30/30 Winchester.

O disco rígido possui uma grande influência sobre o desempenho como um todo do equipamento em que está inserido. Ele determina, por exemplo, o tempo de abertura e carregamento dos programas, além do salvamento dos arquivos. Em um computador, o HD é acomodado no gabinete e ligado à placa mãe.

Embora muita gente pense no processador e memória como decisão de compra e esqueça da placa-mãe, vale ressaltar que ela desempenha um papel decisivo na vocação de um sistema. Um computador mais simples, claro, pode abrir mão de algumas tecnologias para conter custos e caber melhor no estilo de vida do usuário. Já o oposto é obrigatório em um PC voltado para um sujeito mais exigente.
Quando você investiga as qualidades de um chipset e, portanto, de uma placa, vai precisar dominar alguns termos e tecnologias. Conhecendo o chipset da placa você sabe qual é o soquete, suporte a que tipo de memórias, quantas portas USB a placa oferece e etc.

Não que seja obrigatório, mas em geral placas voltadas para consumidores mais exigentes são pensadas para suportar hardware de ponta, como mais de uma placa de vídeo funcionando em paralelo, e também aguentar sem traumas o processo do overclock, que consiste em sobrealimentar de energia processadores, memórias e GPU.
Para não queimar, placas assim costumam ser construídas com capacitores mais resistentes, que usam materiais de melhor qualidade, e custo. Além disso, essas placas apresentam um aspecto mais robusto, com grande profusão de dissipadores de calor e chipsets de melhor qualidade.

É o slot horizontal onde é instalado o processador de seu sistema. Evidente que toda placa-mãe possui um. Entretanto, cada geração de processadores, independentemente do fabricante, exige um tipo específico de soquete. Então é possível ter uma ideia da capacidade da placa e do seu compasso com as novas tecnologias a partir do tipo de soquete oferecido no modelo.

Além de servir de base para que os componentes de hardware sejam instalados e conversem entre si, a placa-mãe também costuma carregar diversos recursos. Alguns modelos oferecem, por exemplo, saída de vídeo. Nestes casos, a placa possui um processador gráfico embutido, ou usa as capacidades gráficas do processador da máquina.

Tal tela, não importa quantas polegadas tenha, é formada por uma largura de 1366 pixels (pontos) e altura de 768 pixels (pontos). Isso significa que o display tem um total de 1.049.088 pixels para serem iluminados. Cada ponto desses tem uma coordenada, uma determinada cor e comportamento. Quem gerencia tudo isso é a GPU. Esses milhões de pontos estão em constante mutação, como em um jogo ou durante a exibição de um filme em tela cheia. A placa gráfica coordena o espetáculo por trás dos panos, administrando as variadas situações a que cada ponto estará vinculado em termos de luminosidade e cor em instantes muito curtos.

Existem dois grandes grupos de placas de vídeo. As mais simples, destinadas ao usuário comum, e as mais poderosas, voltadas para gamers e entusiastas de hardware.

Placas embutidas

O termo “placa” pode soar um pouco deslocado, uma vez que, na verdade, não há uma placa de vídeo. O que acontece é que o processador gráfico, normalmente chamado de GPU (sigla para Graphics Processor Unit, ou “unidade de processamento gráfico), é embutido dentro de outro chip. Existem duas alternativas, ao menos no mundo dos PCs: AMD ou Intel. Com a chegada do Windows 8 para processadores ARM isso mudará.

Nos computadores atuais, a GPU é montada no interior dos processadores. Isso permite que Antigamente, os processos de manufatura e as arquiteturas de processadores não eram tão refinados. Por conta disso, computadores que dispensavam placas gráficas dedicadas traziam uma GPU soldada na placa-mãe.

Há, basicamente, dois tipos de placas de vídeo: modelos para jogos e modelos para profissionais de edição de vídeos e de modelagem tridimensional. Em termos de placas dedicadas, são também duas marcas disputando o mercado global: Nvidia, com as GeForce para gamers e Quaddro para profissionais, e a AMD, com as Radeon para gamers e as FirePro para profissionais.

É possível associar a placa de vídeo dedicada a um minicomputador acoplado no seu computador. Assim como a placa-mãe, ela necessita de alimentação de energia própria, apresenta sistema de resfriamento ativo por meio de ventiladores, capacitores e circuitos diversos. Além disso, assim como o computador em si, dispõe de bancos de memória randômica e de um microprocessador altamente especializado: a GPU.

o consumidor que não faz questão de uma placa de vídeo ultra poderosa – e cara – abra mão deste equipamento e entregue o encargo do processamento gráfico do computador à CPU.

Modelos para gamers

No mercado de jogos e entusiastas, Nvidia GeForce e AMD Radeon disputam palmo a palmo a atenção dos consumidores (Foto: Divulgação — Foto: TechTudo

Os modelos de placas para gamers são mais capacitadas do que as GPUs embutidas nos processadores, tendo em vista que carregam recursos mais aprimorados. Enquanto o processador necessita de diversos outros controladores e precisa se encarregar de muitas funções, a GPU tem dedicação exclusiva ao processamento gráfico.

Os modelos profissionais são placas capacitadas para trabalhar com grandes e pesadas manipulações de softwares de edição ou de vídeo. No começo do texto, imaginamos a situação de uma GPU que precisa cuidar de um espaço de 1366 x 768 pixels.
É aí que entram as Quaddro e FirePro. O exemplo acima pode ter sido um pouco exagerado, mas dá uma dimensão do tipo de aplicação para as quais estas placas são pensadas.

Você pode pensar: se elas são tão poderosas, devem rodar jogos melhor do que as GeForce e Radeon. Na verdade, em alguns casos, em capacidade de processamento, elas até são mais fortes, mas perdem na hora de rodar um game por não oferecem o mesmo nível de sofisticação de software e de adequação às ferramentas com as quais os jogos são criados.