Vamos começar pelo básico, 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.

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

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.

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."


SEGURANÇA EM PROCESSADORES DE REDE 

Os projetos precedentes adicionaram a segurança à rede através de um
co-processador ou de um processador de segurança. Os processadores de
segurança podem realmente escalar as taxas de dados mais elevadas, mas
devem executar muitas das mesmas funções que o processador de rede faz para
conseguir a taxa de dados elevada.
O IXP2800 tem capacidade de processar pacotes da rede em até 10
Gigabits por segundo, com um baixo custo em relação consumo e potência.
Na figura 1 podemos visualizar dois módulos de responsáveis pela
criptografia de pacotes no processador de rede IPX2800. O Crypto Unit 0 e o
Crypto unit 1. 

Existem diversos processadores de rede para uso comercial e vários
fabricantes e modelos específicos para trabalho em rede com a finalidade de
melhorar o QoS (Qualidade de serviços), melhorar o tráfego e a transição de
dados evitando assim gargalos, principalmente, em roteadores e switches que
acabam sendo os principais componentes em uma rede. Os processadores de
rede podem ser implementados em um SoC (System on Chip), um dispositivo
reconfigurável, ou mesmo pode ser implementado diretamente em um chip em
um roteador ou switch.
Os processadores de rede foram criados para eliminar o gargalo do
tráfego da rede e efetuar o tratamento de pacotes. Os roteadores e switch
ativos, por exemplo, são aqueles que verificam o cabeçalho do pacote e
processam o mesmo analisando esse cabeçalho. Com o aumento do tráfego da
rede e a Internet cada vez mais presente torna-se necessário à criação de
processadores de rede com a finalidade específica de aumentar a performance da
troca de pacotes.
Existem diversos processadores de rede comerciais, mas poucos com
implementação de algoritmos de segurança usando criptografia no
processamento de pacotes. Por isso a necessidade de criação de um módulo de
segurança para processadores de redes. 

Hoje, os computadores estão presentes em nossa vida de uma forma nunca vista. Em casa, na escola, na universidade, na empresa e em qualquer outro lugar, eles estão sempre entre nós. Ao contrário do que parece, a computação não surgiu nos últimos anos ou décadas, e sim há mais de 7 mil anos.

Para começar, vamos falar sobre uma forma de calcular muito simples, mas que foi muito útil nas culturas antigas: o ábaco.

Ábaco, a primeira calculadora da história

Muitos povos da antiguidade utilizavam o ábaco para realizar cálculos do dia a dia, principalmente no comércio e no desenvolvimento de construções civis. Ele pode ser considerado a primeira máquina criada para cálculo, pois utilizava um sistema bastante simples e muito eficiente na resolução de problemas matemáticos. É basicamente um conjunto de varetas de forma paralela que contêm pequenas bolas para realizar a contagem.

Seu primeiro registro é datado de 5500 a.C. pelos povos que constituíam a Mesopotâmia. Contudo, o ábaco também foi usado por muitas outras culturas, e cada povo tem uma versão de específica dessa máquina, preservando a essência original. Seu nome na Roma Antiga era Calculus, termo do qual a palavra cálculo foi derivada.

Em operações matemáticas, ele é bastante útil para soma e subtração. Já para multiplicação e divisão não é muito recomendado, somente algumas versões mais complexas que a padrão.

Durante vários séculos, o ábaco foi aperfeiçoado, sendo a principal ferramenta de cálculo por muito tempo. Entretanto, os principais intelectuais da época do Renascimento precisavam descobrir maneiras mais eficientes de efetuar cálculos; logo, em 1638, um padre inglês chamado William Oughtred criou uma tabela para a realização de multiplicações muito grandes. A base de sua invenção foram as pesquisas sobre logaritmos realizadas pelo escocês John Napier.

Até aquele momento, a multiplicação de números muito grandes era algo trabalhoso e demorado, porém Napier descobriu várias propriedades matemáticas e deu a elas o nome de logaritmos. Após o fato, multiplicar valores se tornou uma tarefa mais simples.

O mecanismo consistia em uma régua que já tinha uma boa quantidade de valores pré-calculados, organizados de forma que fossem acessados automaticamente. Uma espécie de ponteiro indicava o resultado do valor desejado.

Apesar de a régua de cálculo de Oughtred ser útil, os valores presentes nela eram predefinidos, o que não funcionava para calcular números que não estivessem presentes na tábua. Pouco tempo depois, em 1642, o matemático francês Blaise Pascal desenvolveu o que pode ser chamado de primeira calculadora mecânica da história, a Máquina de Pascal.

Seu funcionamento era baseado no uso de rodas interligadas que giravam na realização dos cálculos. A ideia inicial de Pascal era desenvolver uma máquina que realizasse as quatro operações matemáticas básicas, o que não aconteceu na prática, pois ela era capaz apenas de somar e subtrair. Por esse motivo, a tecnologia não foi muito bem acolhida na época.

Alguns anos após a Máquina de Pascal, em 1672, o alemão Gottfried Leibnitz conseguiu o que Pascal desejava: criar uma calculadora que efetuava soma e divisão, além de raiz quadrada.

Em todas as máquinas e mecanismos mostrados, as operações estavam previamente programadas, não sendo possível inserir novas funções. Contudo, em 1801, o costureiro Joseph Marie Jacquard desenvolveu um sistema muito interessante. A indústria de Jacquard atuava no ramo de desenhos em tecidos, tarefa que ocupava muito tempo de trabalho manual. Vendo esse problema, ele construiu a primeira máquina realmente programável, com o objetivo de recortar os tecidos de forma automática.

Tal mecanismo foi chamado de Tear Programável, pois aceitava cartões com entrada do sistema. Dessa maneira, Jacquard perfurava o cartão com o desenho desejado e a máquina o reproduzia no tecido. A partir daquele momento, muitos esquemas foram influenciados.

Em 1822 foi publicado um artigo científico que prometia revolucionar tudo o que existia até então no ramo do cálculo eletrônico. O autor, Charles Babbage, afirmou que a máquina era capaz de calcular funções de diversas naturezas (trigonometria, logaritmos) de forma muito simples. Esse projeto foi chamado de Máquina de Diferenças.