Harware para principiantes by Claudio raposo

Curso de Montagem e Manutenção de Micros

Hardware para principiantes .............................................................................................................................. 19 PC ...................................................................................................................................................................... 20 Processador ................................................................................................................................................... 20 RAM................................................................................................................................................................... 20 Disco rígido .................................................................................................................................................... 21 Placa mãe ....................................................................................................................................................... 21 Placa de vídeo............................................................................................................................................... 22 Modem ............................................................................................................................................................. 22 Drive de disquetes ...................................................................................................................................... 23 Drive de CD-ROM ........................................................................................................................................ 23 Placa de som ................................................................................................................................................. 24 Placa de rede ................................................................................................................................................ 24 Monitor ............................................................................................................................................................ 25 Gabinete.......................................................................................................................................................... 25 Teclado ............................................................................................................................................................ 26 Mouse............................................................................................................................................................... 26 Impressora..................................................................................................................................................... 27 Scanner ........................................................................................................................................................... 27 Câmera digital .............................................................................................................................................. 27 Gravador de CDs ......................................................................................................................................... 28 ZIP Drive......................................................................................................................................................... 28 Estabilizador de voltagem e no-break ................................................................................................ 29 Interfaces ....................................................................................................................................................... 29 Processadores............................................................................................................................................... 29

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Os fabricantes de processadores .......................................................................................................... 29 Velocidade do processador...................................................................................................................... 30 Caches L1 e L2 ............................................................................................................................................. 31 Unidade de ponto flutuante..................................................................................................................... 32 Clock externo ................................................................................................................................................ 32 Memória .......................................................................................................................................................... 32 Capacidade e expansão ............................................................................................................................ 33 Velocidades das memórias ...................................................................................................................... 33 Novos tipos de memória........................................................................................................................... 33 Memória de vídeo........................................................................................................................................ 33 Outras memórias......................................................................................................................................... 34 Disco rígido .................................................................................................................................................... 34 Capacidade de um disco rígido .............................................................................................................. 34 Estrutura interna de um disco rígido................................................................................................... 34 Velocidade de um disco rígido ............................................................................................................... 35 Interfaces para discos rígidos: IDE e SCSI....................................................................................... 36 Backup dos dados importantes.............................................................................................................. 36 Fabricantes de discos rígidos.................................................................................................................. 37 Placas de CPU ............................................................................................................................................... 37 A placa de CPU “é” o computador ........................................................................................................ 37 Influência da placa de CPU no desempenho do PC ....................................................................... 37 Uma placa para cada processador ....................................................................................................... 37 Slots para expansão................................................................................................................................... 40 Interfaces da placa de CPU ..................................................................................................................... 41

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Novas interfaces onboard ........................................................................................................................ 42 Padrões AT e ATX........................................................................................................................................ 43 Fabricantes de placas de CPU ................................................................................................................ 44 Placas de vídeo............................................................................................................................................. 44 Aceleração gráfica....................................................................................................................................... 45 Memória de vídeo........................................................................................................................................ 45 Resolução e número de cores ................................................................................................................ 45 Modos 2D e 3D............................................................................................................................................. 46 Placas PCI e AGP ......................................................................................................................................... 47 Vídeo onboard .............................................................................................................................................. 47 Chips básicos e avançados ...................................................................................................................... 47 Fabricantes de placas de vídeo.............................................................................................................. 48 Monitores........................................................................................................................................................ 49 Tamanho da tela.......................................................................................................................................... 49 Dot Pitch ......................................................................................................................................................... 49 Freqüências.................................................................................................................................................... 50 Radiação ......................................................................................................................................................... 50 Gabinetes e fontes de alimentação...................................................................................................... 50 Padrões AT e ATX........................................................................................................................................ 52 Gabinetes compactos e espaçosos....................................................................................................... 53 Fonte de alimentação ................................................................................................................................ 54 Teclado e mouse.......................................................................................................................................... 54 Teclado padrão............................................................................................................................................. 54 Teclados ergonômicos ............................................................................................................................... 55

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Conectores DIN e PS/2 ............................................................................................................................. 55 Mouse de 2 e 3 botões.............................................................................................................................. 56 Mouse com scroll ......................................................................................................................................... 56 Conectores DB9 e PS/2............................................................................................................................. 56 Interfaces ....................................................................................................................................................... 57 Interfaces seriais ......................................................................................................................................... 58 Interface paralela ........................................................................................................................................ 58 Interface USB................................................................................................................................................ 59 Interface IDE................................................................................................................................................. 60 Interface para drives de disquetes....................................................................................................... 61 Interface para teclado ............................................................................................................................... 61 Interface para joystick .............................................................................................................................. 62 Interfaces onboard ..................................................................................................................................... 62 Alguns tópicos avançados........................................................................................................................ 63 Chipsets .......................................................................................................................................................... 63 BIOS ................................................................................................................................................................. 64 DSP e HSP ...................................................................................................................................................... 64 Memória virtual ............................................................................................................................................ 64 Driver ............................................................................................................................................................... 65 VGA e Super VGA ........................................................................................................................................ 65 Monitor não entrelaçado........................................................................................................................... 65 Monitor digital............................................................................................................................................... 66 Gerenciamento de energia ...................................................................................................................... 66 ISDN ................................................................................................................................................................. 67

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Desfragmentação ........................................................................................................................................ 67 FAT32 ............................................................................................................................................................... 67 Vírus de computador.................................................................................................................................. 67 Formatação de discos................................................................................................................................ 68 Cache de disco ............................................................................................................................................. 68 Utilitários e aplicativos .............................................................................................................................. 68 DirectX............................................................................................................................................................. 69 Direct3D, Glide e OpenGL........................................................................................................................ 69 O processador e o seu soquete ............................................................................................................. 69 Conversores de Slot 1 para Socket 370............................................................................................. 71 Soquetes e processadores....................................................................................................................... 71 Evolução da cache ...................................................................................................................................... 73 Cache L1 e L2 ............................................................................................................................................... 74 A cache do Pentium Pro............................................................................................................................ 74 A cache do Pentium II ............................................................................................................................... 75 Cache L2 integrada no núcleo................................................................................................................ 75 Velocidades das caches ............................................................................................................................ 76 Cache L3 ......................................................................................................................................................... 77 Pentium III..................................................................................................................................................... 78 O Pentium III Katmai................................................................................................................................. 79 O Pentium III Coppermine ...................................................................................................................... 80 Pentium 4 ....................................................................................................................................................... 84 Netburst x P6 ................................................................................................................................................ 85 Tecnologia e clocks dos primeiros modelos do Pentium 4.......................................................... 85

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Soquete de 423 pinos................................................................................................................................ 86 Barramento de 400 MHz........................................................................................................................... 86 Cálculos em 2x ............................................................................................................................................. 86 SSE2 ................................................................................................................................................................. 86 Hyper Pipelined Technology .................................................................................................................... 86 A nova cache L1........................................................................................................................................... 86 Cache L2 ......................................................................................................................................................... 87 Execução especulativa 33% mais eficiente que do Pentium III ............................................... 87 Chipset i850 e placa de CPU D850GB ................................................................................................. 87 Sem número de série ................................................................................................................................ 87 Itanium............................................................................................................................................................ 87 Athlon............................................................................................................................................................... 88 Barramento de 200 a 400 MHz.............................................................................................................. 90 Cache L1 de 128 kB ................................................................................................................................... 90 Unidade de ponto flutuante..................................................................................................................... 90 Duron ............................................................................................................................................................... 91 VIA Cyrix III .................................................................................................................................................. 91 Overclock........................................................................................................................................................ 92 Overclock interno ........................................................................................................................................ 94 Overclock externo ....................................................................................................................................... 94 Overclock interno e externo.................................................................................................................... 94 Processadores Intel .................................................................................................................................... 94 Pentium normal (P54C) ............................................................................................................................ 94 Pentium MMX (P55C)................................................................................................................................. 96

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Pentium Pro ................................................................................................................................................... 98 Pentium II ...................................................................................................................................................... 99 Intel Celeron................................................................................................................................................ 100 Processadores AMD .................................................................................................................................. 102 AMD K6.......................................................................................................................................................... 103 Super 7.......................................................................................................................................................... 105 AMD K6-2 / 100 MHz ............................................................................................................................... 106 AMD K6-III................................................................................................................................................... 108 AMD K5.......................................................................................................................................................... 108 Processadores Cyrix ................................................................................................................................. 109 Cyrix 6x86.................................................................................................................................................... 109 Cyrix 6x86MX.............................................................................................................................................. 109 Media GX....................................................................................................................................................... 110 Cyrix M II...................................................................................................................................................... 110 Chipsets Intel.............................................................................................................................................. 111 i430FX............................................................................................................................................................ 111 i430HX ........................................................................................................................................................... 112 i430VX ........................................................................................................................................................... 113 i430TX............................................................................................................................................................ 113 i440FX............................................................................................................................................................ 114 i440LX............................................................................................................................................................ 114 i440BX ........................................................................................................................................................... 115 Chipsets de outros fabricantes ............................................................................................................ 115 ALI Aladdin V .............................................................................................................................................. 116

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Via Apollo MVP3 ......................................................................................................................................... 117 Montar um PC sem entender as placas de CPU ............................................................................ 118 ATX domina o mercado........................................................................................................................... 118 Compatibilidade entre placa e processador.................................................................................... 119 Placas de CPU e seus componentes................................................................................................... 120 Furos para fixação .................................................................................................................................... 124 Conector do teclado ................................................................................................................................. 124 Conector da fonte de alimentação...................................................................................................... 125 4) Conectores para o painel do gabinete......................................................................................... 126 Soquete para o processador ................................................................................................................. 127 Soquetes para as memórias ................................................................................................................. 128 Memória cache secundária .................................................................................................................... 129 Chipset........................................................................................................................................................... 130 Chips LSI, MSI e SSI ............................................................................................................................... 131 Bateria ........................................................................................................................................................... 131 CMOS ............................................................................................................................................................. 132 BIOS ............................................................................................................................................................... 132 Slots ISA ....................................................................................................................................................... 133 Slots PCI ....................................................................................................................................................... 134 Slot AGP ........................................................................................................................................................ 134 Slot AMR ....................................................................................................................................................... 135 Conectores das interfaces...................................................................................................................... 135 Jumpers......................................................................................................................................................... 137 Reguladores de voltagem ...................................................................................................................... 138

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Acessórios que acompanham a placa de CPU................................................................................ 140 Manual da placa de CPU ......................................................................................................................... 141 CD-ROM de configuração da placa de CPU ..................................................................................... 141 Chapa traseira para os conectores..................................................................................................... 141 Cabos flat ..................................................................................................................................................... 142 Mecanismo de fixação do processador ............................................................................................. 144 Coolers........................................................................................................................................................... 146 Barramentos................................................................................................................................................ 148 Barramento PCI ......................................................................................................................................... 148 Barramento ISA ......................................................................................................................................... 149 Barramento AGP ........................................................................................................................................ 151 AGP 1x, 2x e 4x ......................................................................................................................................... 152 AGP Pro ......................................................................................................................................................... 153 As várias voltagens do AGP .................................................................................................................. 154 Taxas de transferência dos barramentos ........................................................................................ 155 Montar um PC sem entender sobre memórias .............................................................................. 156 Memórias são importantes .................................................................................................................... 156 Leitura e escrita ......................................................................................................................................... 156 ROM ................................................................................................................................................................ 157 RAM................................................................................................................................................................. 157 Encapsulamentos de ROMs ................................................................................................................... 157 Encapsulamento das RAMs.................................................................................................................... 158 Encapsulamento de módulos de memória ...................................................................................... 159 Memórias RAM............................................................................................................................................ 161

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RAMs estáticas e dinâmicas .................................................................................................................. 162 FPM DRAM .................................................................................................................................................... 164 EDO DRAM ................................................................................................................................................... 165 SDRAM........................................................................................................................................................... 166 DDR SDRAM ................................................................................................................................................ 167 RDRAM........................................................................................................................................................... 168 Memórias ROM ........................................................................................................................................... 170 Shadow RAM ............................................................................................................................................... 170 ROM, PROM, EPROM................................................................................................................................. 171 Flash ROM .................................................................................................................................................... 172 SPD – Serial Presence Detect............................................................................................................... 172 Detecção e correção de erros na memória ..................................................................................... 173 Paridade ........................................................................................................................................................ 173 ECC ................................................................................................................................................................. 175 Velocidade de memórias FPM e EDO ................................................................................................. 175 EDO com encapsulamento DIMM/168 .............................................................................................. 176 Escolhendo a SDRAM correta ............................................................................................................... 176 Escolhendo a DDR SDRAM correta ..................................................................................................... 178 Módulos Registered e Unbuffered....................................................................................................... 178 Voltagem da DDR SDRAM...................................................................................................................... 179 Velocidade da DDR SDRAM ................................................................................................................... 179 Escolhendo a RDRAM correta ............................................................................................................... 180 Memória de vídeo...................................................................................................................................... 182 Armazenamento de dados ..................................................................................................................... 182

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Disco rígido .................................................................................................................................................. 182 IDE x SCSI ................................................................................................................................................... 182 Disco rígido IDE e seus acessórios..................................................................................................... 183 Conectores de um disco IDE................................................................................................................. 183 Interfaces IDE............................................................................................................................................. 184 O interior de um disco rígido ................................................................................................................ 184 Discos............................................................................................................................................................. 184 Braço .............................................................................................................................................................. 185 Cabeças......................................................................................................................................................... 185 Superfície...................................................................................................................................................... 185 Trilhas ............................................................................................................................................................ 185 Setores .......................................................................................................................................................... 185 Cilindros ........................................................................................................................................................ 186 Geometria lógica e física ........................................................................................................................ 186 Cálculo da capacidade ............................................................................................................................. 187 ATA-33, ATA-66 e ATA-100 .................................................................................................................. 188 Tempo de acesso....................................................................................................................................... 190 Taxa de transferência interna .............................................................................................................. 191 Calculando a taxa de transferência efetiva..................................................................................... 192 Calculando a taxa de transferência interna .................................................................................... 193 Estacionamento das cabeças................................................................................................................ 195 Pré-compensação de gravação ............................................................................................................ 195 Logical Block Addressing ........................................................................................................................ 195 IDE Block Mode .......................................................................................................................................... 195

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Declarando o disco rígido IDE no CMOS Setup ............................................................................. 195 Partição e formatação lógica ................................................................................................................ 197 Drives de disquete .................................................................................................................................... 197 Drives de CD-ROM .................................................................................................................................... 199 Conectores ................................................................................................................................................... 200 Velocidade .................................................................................................................................................... 201 CLV e CAV .................................................................................................................................................... 202 CD-ROM em Ultra DMA ........................................................................................................................... 202 Gravadores e DVDs .................................................................................................................................. 202 Super Disquetes......................................................................................................................................... 203 Detalhes sobre LBA .................................................................................................................................. 206 Trocando os números .............................................................................................................................. 206 Discos SCSI ................................................................................................................................................. 207 Conectores de um disco SCSI .............................................................................................................. 208 Interfaces e conectores .......................................................................................................................... 209 BIOS SCSI.................................................................................................................................................... 210 Taxa de transferência.............................................................................................................................. 211 Visão geral das placas de vídeo .......................................................................................................... 212 Memória de vídeo...................................................................................................................................... 214 Placas básicas e avançadas................................................................................................................... 214 Placa x onboard ......................................................................................................................................... 217 Monitores...................................................................................................................................................... 217 Tamanho da tela........................................................................................................................................ 217 Dot pitch ....................................................................................................................................................... 218

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Freqüência.................................................................................................................................................... 220 Varredura entrelaçada............................................................................................................................. 220 Largura de banda do monitor............................................................................................................... 221 Monitores PnP ............................................................................................................................................. 223 Certificações internacionais................................................................................................................... 224 Monitor x placa de vídeo ........................................................................................................................ 224 Conceitos básicos sobre vídeo ............................................................................................................. 225 Tríades e pixels .......................................................................................................................................... 225 Resolução ..................................................................................................................................................... 227 Número de cores ....................................................................................................................................... 229 VGA e SVGA ................................................................................................................................................ 231 Aceleração 2D............................................................................................................................................. 232 Aceleração de vídeo ................................................................................................................................. 234 Aceleração 3D............................................................................................................................................. 234 Captura de vídeo ....................................................................................................................................... 235 Drivers e utilitários ................................................................................................................................... 237 BIOS VESA ................................................................................................................................................... 238 Usando múltiplos monitores ................................................................................................................. 239 Requisitos para o uso de múltiplos monitores............................................................................... 243 Placas de vídeo 3D.................................................................................................................................... 243 O que faz uma placa de vídeo 3D? .................................................................................................... 243 O papel do processador na geração de imagens 3D................................................................... 246 Texture Mapping........................................................................................................................................ 247 Mip Mapping ................................................................................................................................................ 249

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Bi-linear / Tri-linear Filtering ................................................................................................................ 249 Anti-Aliasing ................................................................................................................................................ 249 Dithering, imagens de 16 e 32 bits.................................................................................................... 250 Z-Buffer......................................................................................................................................................... 251 Double Buffering........................................................................................................................................ 251 Alpha Blending ........................................................................................................................................... 251 Gourad Shading ......................................................................................................................................... 252 Perspective Correction ............................................................................................................................ 253 APIs gráficas: Direct3D, OpenGL e Glide......................................................................................... 253 DirectX........................................................................................................................................................... 254 Porque DirectX? ......................................................................................................................................... 256 Montagem mecânica ................................................................................................................................ 256 Power Switch ATX ..................................................................................................................................... 257 Ligação da fonte na placa de CPU ATX ............................................................................................. 258 Ligação da fonte nos drives e disco rígido ...................................................................................... 258 Display digital ............................................................................................................................................. 260 Cabos flat ..................................................................................................................................................... 262 Cooler............................................................................................................................................................. 266 Instalação de módulos DIMM ............................................................................................................... 267 Painel frontal do gabinete ...................................................................................................................... 268 Conexão do alto-falante ......................................................................................................................... 269 Conexão do RESET ................................................................................................................................... 270 Conexão do Hard Disk LED.................................................................................................................... 270 Conexão do Power LED e Keylock ...................................................................................................... 271

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Conexão do monitor................................................................................................................................. 272 Conexão do mouse e teclado ............................................................................................................... 272 Encaixando uma placa de expansão.................................................................................................. 275 Encaixando o processador no soquete ZIF ..................................................................................... 276 Encaixando processadores de cartucho ........................................................................................... 278 Sustentação de processadores de cartucho ................................................................................... 279 Coolers x soquetes ................................................................................................................................... 282 Acessórios do gabinete ........................................................................................................................... 285 Parafusos ...................................................................................................................................................... 286 Tampa plástica frontal............................................................................................................................. 289 Tampas traseiras ....................................................................................................................................... 289 Chaves para trancar o teclado ............................................................................................................. 290 Espaçadores plásticos.............................................................................................................................. 290 Furos de fixação da placa de CPU....................................................................................................... 291 Painel traseiro do gabinete ATX .......................................................................................................... 292 Fixação do Pentium 4 .............................................................................................................................. 292 Jumpers de placas de CPU..................................................................................................................... 295 Configurando a voltagem do processador....................................................................................... 296 Configurando o clock externo do processador............................................................................... 299 Configurando o clock interno do processador................................................................................ 302 Outros jumpers de placas de CPU ...................................................................................................... 303 Jumper para descarga do CMOS ......................................................................................................... 303 Flash BIOS ................................................................................................................................................... 304 Voltagem da SDRAM ................................................................................................................................ 304

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Tipo e voltagem da memória DDR ..................................................................................................... 305 Jumpers de dispositivos IDE................................................................................................................. 306 Exemplo 1 .................................................................................................................................................... 306 Exemplo 2 .................................................................................................................................................... 307 Exemplo 3 .................................................................................................................................................... 307 Jumpers em drives de CD-ROM........................................................................................................... 310 Outros jumpers de placas de CPU ...................................................................................................... 311 Keyboard power on .................................................................................................................................. 312 BIOS write protect .................................................................................................................................... 312 Internal buzzer........................................................................................................................................... 312 AC ’97 Enable/Disable ............................................................................................................................. 313 CPU Voltage Setting ................................................................................................................................. 313 Vídeo onboard ............................................................................................................................................ 313 VGA frame buffer ...................................................................................................................................... 314 Freqüência do barramento AGP........................................................................................................... 314 Modo de segurança .................................................................................................................................. 314 Não esqueça do CMOS Setup ............................................................................................................... 315 Hora de comprar as peças e montar o PC! ..................................................................................... 315 Qualidade dos componentes................................................................................................................. 315 Eletricidade estática ................................................................................................................................. 315 Dificuldades mecânicas........................................................................................................................... 316 As etapas da montagem......................................................................................................................... 316 Cuidado com a eletricidade estática .................................................................................................. 317 Como ocorrem as descargas eletrostáticas .................................................................................... 317

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O que são as descargas eletrostáticas.............................................................................................. 317 Os estragos causados pelas descargas eletrostáticas ................................................................ 317 Os fabricantes avisam ............................................................................................................................. 317 Influência da umidade relativa do ar ................................................................................................ 318 Porque não sentimos choque ............................................................................................................... 318 Como proteger os circuitos ................................................................................................................... 318 Dicas sobre compras................................................................................................................................ 320 O fornecedor ............................................................................................................................................... 320 Manuais, disquetes e acessórios ......................................................................................................... 321 A procedência do material ..................................................................................................................... 321 Calma e atenção ........................................................................................................................................ 322 O que acompanha cada peça ............................................................................................................... 323 Placa de CPU ............................................................................................................................................... 323 Placa de vídeo............................................................................................................................................. 324 Disco rígido .................................................................................................................................................. 324 Drive de CD-ROM ...................................................................................................................................... 325 Monitor .......................................................................................................................................................... 325 Mouse............................................................................................................................................................. 325 Gabinete........................................................................................................................................................ 326 Drive de disquete ...................................................................................................................................... 326 Teclado .......................................................................................................................................................... 326 Modem, placa de rede, placa de som................................................................................................ 326 Conexão das partes.................................................................................................................................. 326 Conexão das partes em um sistema padrão AT ........................................................................... 326

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Conexão das partes em um sistema padrão ATX......................................................................... 327 Etapa 1: Preparação da placa de CPU, gabinete e drives ......................................................... 328 Interior dos gabinetes ............................................................................................................................. 337 Etapa 2: Montagem da placa de CPU................................................................................................ 340 Preparação prévia do gabinete ............................................................................................................ 340 Fixação da placa de CPU ........................................................................................................................ 341 Colocação do painel dos conectores ATX......................................................................................... 342 Caminho para fixar os drives................................................................................................................ 342 Fixação do Pentium 4 (socket 423) ................................................................................................... 343 Conexões na placa de CPU .................................................................................................................... 344 Rápida checagem e ligação do computador ................................................................................... 345 Etapa 3: Montagem dos drives ............................................................................................................ 345 Etapa 4: Montagem das placas de expansão................................................................................. 349 Distribuição das placas pelos slots ..................................................................................................... 350 Feche as fendas sem uso ....................................................................................................................... 351 Mais um teste rápido ............................................................................................................................... 351 Etapa 5: - Conexão dos cabos ............................................................................................................. 352 Ligações do painel do gabinete ........................................................................................................... 352 Ligações na fonte de alimentação ...................................................................................................... 352 Cabo de áudio do drive de CD-ROM .................................................................................................. 353 Cabos flat ..................................................................................................................................................... 354 Teclado, mouse e monitor ..................................................................................................................... 355 Ligar para testar ........................................................................................................................................ 356 Analisando a configuração de hardware .......................................................................................... 357

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Etapa 6: CMOS Setup básico................................................................................................................ 359 BIOS, CMOS e CMOS Setup .................................................................................................................. 360 Como executar o CMOS Setup............................................................................................................. 360 Fazendo o Setup ........................................................................................................................................ 361 Etapa 7: Formatação do disco rígido................................................................................................. 368 Formatando o disco rígido com partição única.............................................................................. 369 Formatando o disco rígido com partições múltiplas .................................................................... 376 Etapa 8: Ajustes finais ............................................................................................................................ 388 Erros na montagem.................................................................................................................................. 388 Tabelas de códigos de erros ................................................................................................................. 390 Placa de diagnóstico................................................................................................................................. 392 Configurando o display digital do gabinete..................................................................................... 393 Check-up de hardware ............................................................................................................................ 400

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Hardware para principiantes Entender hardware a fundo é uma tarefa árdua. São tantos detalhes que o aprendizado pode se tornar bastante difícil. Vamos então facilitar as coisas, apresentando neste capítulo, noções básicas sobre hardware de PCs. De posse dessas noções, você poderá aprofundar com mais facilidade seus conhecimentos nos capítulos seguintes. Este capítulo é totalmente voltado para os principiantes em hardware. Aqueles que já possuem experiência anterior com o assunto podem passar diretamente ao capítulo 3. Vamos começar apresentando de forma resumida, as principais peças de um PC. A seguir detalharemos cada uma dessas peças. PC Este termo surgiu no final dos anos 70, e é uma abreviatura para “Personal Computer” (computador pessoal). Até então os computadores eram grandes e caros, seu alto custo só era justificado se servisse para atender um grande número de usuários. As pessoas tinham acesso aos computadores de várias formas, a mais comum era através dos terminais de vídeo. Tratava-se de um conjunto de monitor e teclado, através dos quais o usuário podia enviar comandos e obter resultados na tela. Um computador de grande porte custava alguns milhões de dólares e em geral era ligado a centenas de terminais de vídeo. Um PC era um computador bem mais barato, com capacidade e velocidade mais limitados, mas destinado a atender apenas um usuário. No início dos anos 80, a IBM lançou seu computador pessoal que foi um grande sucesso comercial: o IBM Personal Computer, ou IBM PC. Atualmente a maior parte dos computadores pessoais são “descendentes” do antigo IBM PC. Como hoje existem inúmeros fabricantes além da IBM, esses computadores são chamados apenas de “PCs”. Este livro é dedicado a ensinar o hardware e a montagem de computadores de classe “PC”. Processador Este é um dos componentes mais importantes de um PC. O processador é o responsável por executar as instruções que formam os programas. Quanto mais rápido o processador executar essas instruções, mais rápida será a execução dos programas. Alguns exemplos de processadores são: Pentium 4, Pentium III, Celeron, K6-2, Athlon e Duron. Figura 2.1 Exemplo processador.

RAM

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RAM é um tipo de memória. Para que um programa possa ser executado, ele precisa inicialmente ser carregado na memória. Os dados que esses programas manipulam (por exemplo, textos e imagens) também precisam estar na memória. O tipo de memória usada em larga escala nos computadores é chamada de RAM. A quantidade de memória é medida em MB (megabytes). 1 MB equivale a aproximadamente, um milhão de bytes, e cada byte é uma unidade de memória capaz de armazenar, por exemplo, um caracter (letra, número ou símbolo). Encontramos PCs com 32 MB, 64 MB, 128 MB ou mais. PCs antigos utilizavam quantidades menores de memória, como 16 MB, 8 MB, 4 MB, etc. No início dos anos 80, 1 MB de memória era uma capacidade extremamente elevada para os programas simples que eram usados. Quanto mais avançados são os programas que queremos utilizar, maior precisa ser a quantidade de memória. Já existem jogos de última geração que para funcionarem com melhor desempenho precisam ter à sua disposição, 256 MB de memória. Figura 2.2 Módulo de memória.

Disco rígido Assim como a memória RAM, o disco rígido armazena programas e dados, porém existem algumas diferenças. O disco rígido tem uma capacidade milhares de vezes maior. Seus dados não são perdidos quando o computador é desligado, coisa que acontece com a RAM. A memória RAM é muito mais rápida, e é necessário que os programas e dados sejam copiados para ela para que o processador possa acessálos. Portanto o disco rígido armazena de forma permanente todos os programas e dados existentes no computador. Os programas a serem executados e os dados a serem processados são copiados para a memória RAM, e então o processador pode trabalhar com eles. Figura 2.3 Disco rígido

Placa mãe Também chamada de “Placa de CPU”, é a placa de circuito mais importante de um PC. Nela ficam localizados o processador, a memória RAM e outros circuitos de grande importância. Um bom PC deve ter uma placa mãe de bom desempenho e boa qualidade.

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Figura 2.4 Placa CPU.

Placa de vídeo É uma outra placa de circuito, também bastante importante. Ela é a responsável por gerar as imagens que aparecem na tela do monitor. Quando é preciso gerar imagens com muitos detalhes, muito sofisticadas e em alta velocidade, é também preciso ter uma placa de vídeo sofisticada. Hoje em dia existem muitas placas de CPU que possuem embutidos os circuitos de vídeo (vídeo onboard). Esses PCs portanto dispensam o uso de uma placa de vídeo. Ocorre que na maioria das casos, o vídeo onboard é de desempenho modesto, inadequado para as aplicações que exigem imagens tridimensionais com alta qualidade e alta velocidade. Figura 2.5 Placa de vídeo e detalhe do seu conector.

Modem O modem é um dispositivo que permite que o computador transmita e receba dados para outros computadores, através de uma linha telefônica. A principal aplicação dos modems é o acesso à Internet. Quando ativamos uma conexão com a Internet, o modem “disca” para o provedor de acesso, que é a empresa que faz a conexão entre o seu computador e a Internet. O tipo mais comum de modem é aquele formado por uma placa de circuito. Existem outros tipos de modem. O “modem onboard” fica

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embutido na placa de CPU, e o “modem externo” é um aparelho externo que faz o mesmo trabalho que um modem interno (de placa). Figura 2.6 Modem interno e detalhe dos seus conectores.

Drive de disquetes É uma unidade de armazenamento de dados que trabalha com disquetes comuns, cuja capacidade é de 1.44 MB. São considerados obsoletos para os padrões atuais, devido à sua baixa capacidade de armazenamento. A vantagem é que todos os PCs possuem drives de disquetes, portanto são uma boa forma para transportar dados, desde que esses dados ocupem menos que 1.44 MB. Para transportar dados em maiores quantidades, temos que usar um número maior de disquetes, ou então utilizar um meio de armazenamento mais eficiente.

Figura 2.7 Drive de disquetes.

Drive de CD-ROM Todos os PCs modernos possuem este tipo de drive. Ele permite usar discos CD-ROM, com capacidade de 650 MB. Todos os programas modernos são vendidos na forma de CD-ROMs, portanto sem este drive o usuário nem mesmo conseguirá instalar programas. O drive de CD-ROM é bastante barato, mas não permite gravar dados. Existem entretanto modelos (chamados drives de CD-RW) que permitem gravações, o que os torna um excelente meio para transporte e armazenamento de dados. Com a queda acentuada dos preços desses drives, é possível que dentro de poucos anos, os drives de CD-RW substituam os drives de CD-ROM.

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Figura 2.8 Drive de CD-ROM.

Placa de som É uma placa responsável por captar e gerar sons. Todos os computadores modernos utilizam sons, portanto a placa de som é um dispositivo obrigatório. Existem muitas placas de CPU com “som onboard”, que dispensam o uso de uma placa de som. Figura 2.9 Placa de som e detalhe dos seus conectores.

Placa de rede É uma placa através da qual PCs próximos podem trocar dados entre si, através de um cabo apropriado. Ao serem conectados desta forma, dizemos que os PCs formam uma “rede local” (LAN, ou Local Area Network). Isto permite enviar mensagens entre os PCs, compartilhar dados e impressoras. PCs utilizados em empresas estão normalmente ligados em rede.

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Figura 2.10 Placa de rede e detalhe do seu conector.

Monitor É o dispositivo que contém a “tela” do computador. A maioria dos monitores utiliza a tecnologia TRC (tubo de raios catódicos), a mesma usada nos televisores. Existem também os monitores de cristal líquido (LCD) nos quais a tela se assemelha à de um computador portátil (notebook). Este tipo de monitor ainda é muito caro, mas nos próximos anos tenderão a substituir os monitores convencionais. Figura 2.11 Monitor.

Gabinete É a caixa externa do computador. No gabinete são montados todos os dispositivos internos, como placa de CPU, placa de vídeo, placa de som, drive de disquetes, drive de CD-ROM, disco rígido, etc. Os gabinetes possuem ainda no seu interior um outro dispositivo importante, a fonte de alimentação. Tratase de uma caixa metálica com circuitos eletrônicos cuja finalidade é receber a tensão da rede elétrica (110 ou 220 volts em corrente alternada) e gerar as tensões em corrente contínua necessárias ao funcionamento das placas do computador. As fontes geram as tensões de +5 volts, +12 volts, +3,3 volts, -5 volts e –12 volts.

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Figura 2.12 Gabinete.

Teclado Certamente você não tem dúvidas sobre o que é um teclado de computador. Possuem pouco mais de 100 teclas, entre letras, números, símbolos especiais e funções.

Figura 2.13 Teclado.

Alguns teclados possuem ainda botões para controle de áudio, acesso à Internet e ainda botões para ligar, desligar e ativar o modo de espera. São chamados de “teclado multimídia”. Figura 2.14 Teclado “multimídia”

Mouse Outro dispositivo bastante conhecido por todos aqueles que já tiveram um mínimo contato com PCs. É usado para apontar e ativar comandos disponíveis na tela. A ativação é feita por pressionamento de seus botões, o que chamamos de “clicar”.

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Figura 2.15 Mouse.

Impressora A impressora não faz parte do PC, ela é na verdade um segundo equipamento que se liga ao computador, e serve para obter resultados impressos em papel, sejam eles textos, gráficos ou fotos. Figura 2.16 Impressora.

Scanner Este é um outro dispositivo opcional, que em alguns casos é vendido junto com o PC. Serve para capturar figuras, textos e fotos. Uma fotografia em papel pode ser digitalizada, passando a poder ser exibida na tela ou duplicada em uma impressora. Figura 2.17 Scanner.

Câmera digital

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Uma câmera digital permite fazer fotografias que não são reveladas em um filme ou papel fotográfico. Ao invés disso são transferidas para o computador na forma de arquivos gráficos. Podem então ser visualizadas na tela ou listadas na impressora. Figura 2.18 Câmera digital.

Gravador de CDs Trata-se de um drive de CD-ROM que permite fazer também gravações, utilizando CDs especiais, chamados CD-R e CD-RW. Cada um deles armazena 650 MB, a mesma capacidade de um CD-ROM. A diferença é que o CD-R pode ser gravado apenas uma vez. O CD-RW pode ser gravado e regravado mais de 1000 vezes. Figura 2.19 Gravador de CDs.

ZIP Drive É um tipo especial de drive de disquetes. Entretanto esses disquetes (chamados ZIP Disks) não armazenam simples 1.44 MB, e sim, cerca de 250 MB. Figura 2.20 Zip Drive.

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Estabilizador de voltagem e no-break Esses dispositivos também são opcionais, mas são muito importantes. Servem para melhorar a qualidade da rede elétrica. O estabilizador serve para atenuar interferências, quedas de voltagem e outras anomalias na rede elétrica. Melhor que o estabilizador, porém bem mais caro, é o no-break. Este aparelho substitui o estabilizador, porém com uma grande vantagem: mantém o PC funcionando mesmo com ausência de energia elétrica. Figura 2.21 Estabilizadores e nobreaks.

Interfaces Interfaces são circuitos que permitem ligar dispositivos no computador. Muitas interfaces ficam dentro do próprio computador e o usuário não as vê. São as interfaces internas, como a que controla o disco rígido, a que controla o drive de disquetes, etc. Outras interfaces são usadas para a ligação de dispositivos externos, e são acessíveis através de conectores localizados na parte traseira do computador. É o caso da interface paralela, normalmente usada para a conexão da impressora, as interfaces seriais, que servem para ligar o mouse e outros dispositivos, a interface de vídeo, que serve para ligar o monitor, e assim por diante. Figura 2.22 Exemplos de conectores encontrados na parte traseira do gabinete.

Terminada esta breve apresentação, passaremos a discutir com mais detalhes as peças mais importantes, a começar pelos processadores.

Processadores O processador é o componente eletrônico mais importante de um PC. São poucos os fabricantes, e também poucos os modelos disponíveis no mercado. Cada modelo é produzido com diversas opções de velocidade. Os fabricantes de processadores

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Os dois principais fabricantes de processadores são a Intel e a AMD. Cada um deles produz modelos adequados a cada aplicação. Existem modelos básicos, para serem usados nos PCs mais simples e baratos, modelos de médio e de alto desempenho: Processadores Intel Modelo Celeron

Pentium III Pentium 4 Itanium

Aplicação Este é o processador mais simples fabricado recentemente pela Intel. Trata-se de uma versão simplificada do Pentium III. A diferença principal é que possui apenas 128 kB de cache L2, enquanto o Pentium III possui 256 kB. Este é o principal processador da Intel, usado nos PCs de médio e alto desempenho. Este é um novo processador recentemente lançado, que deverá futuramente substituir o Pentium III. Ainda vai demorar um pouco para os usuários de médio porte tenham acesso a este processador. Ao ser lançado terá preços muito elevados, e será destinado a PCs super avançados.

Processadores AMD Modelo K6-2 Duron

Athlon

Aplicação Entre 1998 e 2000 este processador foi muito utilizado nos PCs de baixo custo. O AMD é o substituto do K6-2 para suprir o mercado de PCs simples. Podemos dizer que assim como o Celeron é uma versão simplificada do Pentium III, o Duron é uma versão simples do Athlon, o concorrente do Pentium III produzido pela AMD. Este é o principal e mais veloz processador produzido pela AMD.

Velocidade do processador A velocidade de um processador é medida em MHz (megahertz) ou em GHz (Gigahertz). Essas duas grandezas têm o seguinte significado: 1 MHz = 1 milhão de ciclos por segundo 1 GHz = 1000 MHz = 1 bilhão de ciclos por segundo De nada adianta saber isso se você não sabe o que é um ciclo. O ciclo é a unidade mínima de tempo usada nas operações internas do processador. Assim como um relógio mecânico faz todos os seus movimentos baseados no segundo, o processador faz seu trabalho baseado em ciclos. Por exemplo, para efetuar uma operação matemática simples, o processador demora um ciclo. Operações mais complicadas podem demorar dois ou mais ciclos. Por outro lado, os processadores modernos são capazes de executar duas ou mais operações ao mesmo tempo. Muitos dizem que cada ciclo corresponde a uma operação, mas na verdade pode corresponder a duas ou mais operações, ou até mesmo a menos de uma operação, dependendo do que o processador estiver fazendo. É correto dizer que quanto maior é o número de MHz, maior será o número de operações realizadas por segundo, ou seja, mais veloz será o processador. A velocidade do processador, medida em MHz ou GHz, é chamada de clock. Por exemplo, o processador Pentium III/900 tem clock de 900 MHz, o Athlon/1200 tem clock de 1200 MHz, ou 1.2 GHz, e assim por

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diante. A partir de 1000 MHz passamos a usar a unidade GHz. Por exemplo, 1 GHz = 1000 MHz, 1.1 GHz = 1100 MHz, 1.13 GHz = 1130 MHz, etc. Os fabricantes sempre produzem cada modelo de processador com vários clocks diferentes. O Pentium III, por exemplo, era produzido (até o final do ano 2000) com os seguintes clocks: 500, 533, 550, 600, 650, 667, 700, 733, 750, 800, 850, 866, 900, 1000 MHz O modelo de 1000 MHz é quase duas vezes mais veloz que o de 500 MHz. Caches L1 e L2 Quase todos os processadores modernos possuem caches L1 e L2 (alguns como o K6-2, que possui apenas cache L1, por isso utiliza uma cache L2 externa, instalada na placa de CPU). O usuário não escolhe a quantidade de cache que quer no seu computador. Ela é embutida no processador e não há como alterá-la. A cache é uma pequena quantidade de memória super rápida e cara, que serve para acelerar o desempenho da memória RAM (que por sua vez é maior, mais lenta e mais barata). Ela é necessária porque as memórias comuns não são suficientemente rápidas para os processadores modernos. No início do ano 2000, enquanto as memórias operavam com 100 ou 133 MHz, os processadores operavam com 400 MHz ou mais. No início de 2001, os processadores mais velozes operavam entre 1000 e 1500 MHz, mas as memórias mais rápidas operavam entre 200 e 400 MHz. A cache serve para suprir esta deficiência. Grandes lotes de dados são continuamente lidos da memória RAM e colocados na cache. O processador encontrará então na cache, os dados a serem processados e instruções a serem executadas. Se não existisse a cache o processador teria que trabalhar diretamente com a memória RAM, que é muito lenta, o que prejudicaria bastante o seu desempenho. A cache L2 acelera diretamente o desempenho da RAM. A cache L1, por sua vez, é ainda mais rápida, e acelera o desempenho da cache L2. Este sistema torna o computador veloz, mesmo utilizando memórias RAM lentas. De um modo geral, uma quantidade maior de cache L1 e L2 resulta em maior desempenho, mas este não é o único fator em jogo. Também entram em jogo a velocidade (clock) da cache e o seu número de bits. A tabela que se segue mostra características das caches de alguns processadores. Processador Pentium 4

Tamanho L1

8 kB 12.000 micro-ops Pentium III 32 kB Pentium III 32 kB antigo Celeron 32 kB Athlon 128 kB Athlon antigo 128 kB Duron 128 kB K6-2 64 kB

Clock L1

Tamanho L2 256 kB

Clock L2

FULL FULL

256 kB 512 kB

FULL FULL/2

FULL FULL FULL FULL FULL

128 kB 256 kB 512 kB 64 kB 512kB / 1 MB

FULL FULL FULL/2 FULL 100 MHz

+ FULL

FULL

Observe que a cache L1 de todos os processadores têm uma coisa em comum: sua velocidade é indicada como FULL. Isto significa que a cache L1 sempre trabalha com o mesmo clock usado pelo núcleo do processador. Por exemplo, se um processador opera com 800 MHz, a cache L1 opera com 800 MHz, e assim por diante. Vemos que existem diferenças nos tamanhos das caches L1 dos processadores

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citados. Processadores com cache L1 maior tendem a levar vantagem sobre processadores com cache L1 menor. O tamanho da cache L2 varia bastante de um modelo para outro. As primeiras versões do Pentium III tinham cache L2 de 512 kB, mas operavam com a metade do clock do processador (FULL/2). Isto significa que, por exemplo, em um Pentium III/500 antigo, a cache L2 operava com 250 MHz. As versões novas do Pentium III têm cache L2 de apenas 256 kB, mas operando com a mesma freqüência do processador. Situação semelhante ocorre com as versões novas e antigas do Athlon. O Celeron e o AMD Duron também tem caches L2 operando com a mesma freqüência do núcleo. O processador mais fraco da lista é o AMD K6-2. Este processador normalmente trabalha com uma cache L2 externa, instalada na placa de CPU, com 512 kB ou 1 MB. Apesar do seu grande tamanho, esta cache L2 opera com clock de apenas 100 MHz, daí o seu baixo desempenho. Unidade de ponto flutuante Todos os processadores usados nos PCs modernos possuem no seu interior, uma unidade de ponto flutuante (FPU = Floating Point Unit). Sua finalidade é a execução de operações matemáticas complexas, como por exemplo, as funções trigonométricas e algébricas, raízes quadradas, potenciação, logaritmos, etc. Também realiza adições, subtrações, multiplicações e divisões de números reais em alta precisão. Todas essas operações matemáticas são necessárias em processamento científico e de engenharia, na geração de imagens tridimensionais e, por incrível que pareça, em jogos! Todos os jogos modernos que usam imagens tridimensionais para serem formadas, necessitam de grande quantidade de cálculos, e a unidade de ponto flutuante trabalha o tempo todo. Clock externo Todos os processadores operam com dois clocks diferentes: clock interno e clock externo. O clock interno está relacionado com o número de operações que o processador realiza por segundo. O clock externo está relacionado com o número de acessos externos (principalmente à memória) realizados por segundo. Um processador com clock externo de 100 MHz, por exemplo, é capaz de realizar, pelo menos teoricamente, 100 milhões de acessos à memória por segundo. O clock externo é em geral bem menor que o interno. O valor deste clock externo varia bastante de um processador para outro: Processador AMD K6-2 AMD Athlon AMD Duron Intel Celeron Intel Pentium III Intel Pentium 4

Clock externo 100 MHz 200 MHz, 266 MHz, 333 MHz, 400 MHz 200 MHz 66 MHz, 100 MHz 100 ou 133 MHz 400 MHz, 533 MHz, 800 MHz

É vantagem que o clock externo de um processador seja elevado. Processadores Celeron operam com apenas 66 MHz externos, mas modelos mais recentes operam com 100 MHz. O Pentium III é produzido em várias versões, sendo algumas de 100 e outras de 133 MHz. O K6-2 opera com 100 MHz externos. Os processadores AMD Athlon e Duron operam com 200 e 266 MHz, e existe previsão de lançamento de versões com até 400 MHz.

Memória A quantidade de memória de um computador é um fator bastante importante. Sua quantidade é medida em bytes ou MB (mega bytes). Como sabemos, um byte é uma unidade de informação capaz de armazenar uma letra, dígito numérico ou caracter. É também capaz de armazenar números pequenos (entre 0 e 255). Números maiores, assim como seqüências longas de texto podem ser formadas com o uso de vários bytes consecutivos.

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Imagine que um byte é representado por um pequeno quadrado com 1 milímetro de lado. Um quadrado de 1 metro de lado teria o equivalente a cerca de 1 MB. Se você estiver em uma sala quadrada com 3 metros de lado e revestisse as quatro paredes, as portas e as janelas com esses “bytes de um milímetro”, seriam necessários 32 MB, quantidade de memória encontrada nos PCs mais baratos vendidos no final do ano 2000. Normalmente usamos o termo “RAM” para fazer referência a memórias. Esta sigla não explica corretamente a função dessas memórias (RAM = Random Access Memory = memória de acesso aleatório). A memória RAM é usada tanto para leituras quanto para escritas, e é também uma memória volátil, ou seja, seus dados são perdidos quando o computador é desligado. A memória RAM é encontrada com outros nomes, dependendo da tecnologia usada: SRAM = RAM estática, é usada para formar a cache externa DRAM = RAM dinâmica, é a mais comum FPM DRAM e EDO DRAM = Tipos de DRAM usadas em PCs antigos SDRAM = DRAM síncrona, a mais comum nos PCs modernos DDR SDRAM = Double Data Rate SDRAM RDRAM = Rambus DRAM A maioria dos PCs atuais usam memórias SDRAM. Essas memórias são apresentadas em módulos que recebem o nome de DIMM/168. Por isso são chamadas erradamente de “memórias DIMM”. O tipo de memória é SDRAM, enquanto DIMM é o nome do seu “formato”. Logo serão comuns as memórias RDRAM e DDR SDRAM, mais utilizadas nos PCs acima de 1 GHz devido à sua maior velocidade. Capacidade e expansão Podemos encontrar no mercado, módulos de memória com 32 MB, 64 MB, 128 MB e 256 MB. Existem módulos de maior capacidade, porém são muito raros devido ao seu preço elevado e pouca aplicação. Existem ainda módulos antigos com capacidades menores, como 16 MB ou 8 MB, mas são raros, já que não são mais fabricados. As placas de CPU sempre possuem dois ou mais conectores, chamados “soquetes”, que servem para instalar novas memórias. A operação de aumentar a quantidade de memória através da instalação de novos módulos é chamada de “expansão de memória”. Velocidades das memórias Para montar um computador é preciso instalar as memorais corretas. Também para fazer uma expansão, é preciso determinar o tipo de memória correto a ser usado, caso contrário o PC poderá ficar lento, ou passar a ter funcionamento instável. No capítulo 7 você aprenderá como distinguir os tipos e velocidades das memórias. Novos tipos de memória Memórias PC133 não são as mais avançadas disponíveis. Existem outros tipos capazes de operar com velocidades ainda maiores. Dentro de pouco tempo serão comuns as memórias RDRAM e DDR/266 em uso nos PCs mais avançados. Este aumento de velocidade é necessário, à medida em que são lançados processadores mais velozes. Memória de vídeo Trata-se de uma área de memória na qual ficam armazenados os dados que são exibidos na tela do monitor. Quanto maior é a resolução gráfica e maior o número de cores, maior precisa ser o tamanho da memória de vídeo. Esta memória fica localizada na placa de vídeo, que é a responsável pela geração das imagens que vemos na tela. As placas de vídeo 3D, capazes de gerar imagens tridimensionais, precisam quantidades ainda maiores de memória. Para exibir imagens em duas dimensões (por exemplo, páginas da Internet, exibição de fotos e textos em geral), 4 MB de memória de vídeo é uma quantidade bastante

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adequada. Já a exibição de imagens tridimensionais requer ainda mais memória. São comuns as placas de vídeo 3D com 16 ou 32 MB de memória de vídeo. Algumas mais sofisticadas podem ter quantidades ainda maiores de memória. Em PCs baratos é comum encontrar o chamado “vídeo onboard com memória compartilhada”. Ao invés de terem uma placa de vídeo com memória própria, possuem um chip gráfico localizado na placa de CPU que usa uma parte da memória que seria do processador, como memória de vídeo. Por exemplo, em um PC com 64 MB, 8 MB podem estar sendo usados como memória de vídeo. Os programas ficam portanto com apenas 56 MB de memória. Este não é o maior problema da memória de vídeo compartilhada. O grande problema é que o processador e o chip gráfico concorrem pelos acessos à mesma memória. Como ambos não podem acessar a memória ao mesmo tempo, um tem que esperar pelo outro. Freqüentemente o processador faz pequenas pausas para que o chip gráfico possa acessar a memória, e como resultado, temos queda de desempenho. Outras memórias Quando falamos, por exemplo, “um PC com 64 MB de memória”, estamos nos referindo à memória RAM (SDRAM, RDRAM, DDR), localizada na placa de CPU. Entretanto este não é o único tipo de memória existente em um computador. Existe a memória de vídeo, localizada na placa de vídeo, que também é do tipo RAM. O disco rígido e o drive de CD-ROM também possuem uma pequena área de memória RAM (em geral 512 kB ou 1 MB) chamada de buffer ou cache. Esta área serve para armazenar dados que são lidos do disco antes de serem transferidos para a memória da placa de CPU. Nas operações de gravação, este buffer do disco rígido serve para armazenar dados chegados da placa de CPU antes de serem gravados no disco. Existe ainda a memória ROM, que nunca perde seus dados. Nesta memória está armazenado o programa conhecido como BIOS. Ele é executado assim que o computador é ligado. Faz a contagem de memória RAM, realiza alguns testes no computador e dá início ao carregamento do sistema operacional. Muitas outras memórias são encontradas em outras partes do computador, porém a mais importante de todas é a RAM da placa de CPU.

Disco rígido Aqui está outro componente importantíssimo de um computador. Dizem por exemplo, “PC Pentium III com 64 MB de memória e disco rígido de 15 GB...”. Em inglês é chamado de hard disk, cuja abreviatura é HD. Portanto o termo “HD” é sinônimo de “disco rígido”. Capacidade de um disco rígido É a primeira coisa que pensamos quando falamos em discos rígidos. Até poucos anos atrás, a capacidade de um disco rígido era medida em MB (megabytes). Cada MB equivale a pouco mais de 1 milhão de bytes. Por volta de 1994, eram comuns os discos de 240 MB, 340 MB, 420 MB e 540 MB. Pouco depois chegaram modelos com cerca de 700 MB e finalmente os de 1080 MB. Foi finalmente ultrapassada a barreira de um bilhão de bytes, e a capacidade passou a ser medida em GB (gigabytes). Cada GB equivale a pouco mais de 1 bilhão de bytes. Mais recentemente encontramos no mercado discos de 10 GB, 13 GB, 15 GB, 17 GB, 20 GB e assim por diante. À medida em que os anos passam, novos modelos com capacidades ainda maiores são lançados, ao mesmo tempo em que os modelos com menores capacidades vão deixando de ser produzidos. PCs modernos precisam ter discos rígidos com elevadas capacidades porque os programas modernos ocupam muito espaço. Em 1994, o pacote Microsoft Office ocupava pouco mais de 30 MB. Em 2000, o pacote Microsoft Office 2000 já ocupava quase 1 GB. Muitos jogos ocupam algumas centenas de MB. Arquivos de som e vídeo também são muito grandes, e ocupam cada vez mais espaço no disco rígido. Outro exemplo é o sistema operacional Windows. As versões mais recentes ocupam, dependendo das opções de instalação, mais de 500 MB. Estrutura interna de um disco rígido

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Dentro do disco rígido existem um ou mais pratos ou discos (também chamamos de “mídia” do disco), nos quais são gravados os dados. Um braço com diversas cabeças que se movem simultaneamente faz movimentos de tal modo que as cabeças podem acessar qualquer região dos discos. Os discos, por sua vez, giram em elevada rotação. Nos modelos mais simples, a velocidade de rotação é de 5400 RPM (rotações por minuto), o mesmo que 90 rotações por segundo. A maioria dos HDs de alto desempenho giram os discos a 7200 RPM, ou seja, 120 rotações por segundo. Figura 2.23 Interior de um disco rígido.

Velocidade de um disco rígido Um disco rígido moderno precisa, além de ter uma elevada capacidade, ter também uma grande velocidade. Em outras palavras, é preciso que o disco seja capaz de ler e gravar dados no menor tempo possível. A velocidade de um disco rígido depende de três fatores: a) Tempo de acesso b) Taxa de transferência interna c) Taxa de transferência externa Quando o computador busca um arquivo no disco, ele precisa primeiro acessá-los, ou seja, mover as cabeças até o local onde este arquivo está armazenado, para só então fazer a transferência. Portanto as cabeças precisam se mover rapidamente. O tempo médio de acesso é aproximadamente igual ao tempo necessário para mover as cabeças do início até o meio do disco. Este ponto médio é tomado como referência porque alguns arquivos podem estar no início do disco, outros podem estar no final, portanto o meio do disco representa uma média estatística aceitável. Felizmente todos os discos rígidos têm tempos de acesso pequenos, inferiores a 15 ms (milésimos de segundo). Discos de desempenho modesto possuem tempos de acesso entre 10 e 15 ms. Já os de maior desempenho apresentam tempos de acesso entre 5 e 10 ms. À primeira vista pode parecer que 15 ms é tão bom quanto um de 5 ms. Afinal, que diferença fazem alguns milésimos de segundo a mais ou a menos? Este raciocínio estava correto no passado, quando os programas usavam pouquíssimos arquivos. Os programas modernos acessam um número de arquivos muito maior. O Windows tem mais de 5.000 arquivos, e muitos deles são acessados durante o boot. Durante o uso normal, programas acessam arquivos às centenas. Poucos milésimos de segundo transformam-se então em muitos segundos a mais no tempo total de operação. O segundo fator de desempenho de um disco rígido é a sua taxa de transferência interna. Ela representa a velocidade na qual os dados são lidos ou gravados na mídia. Nas operações de leitura, os dados são inicialmente transferidos da mídia para uma memória localizada no disco rígido, chamada buffer ou cache de disco. A taxa de transferência interna mede a velocidade na qual os dados são lidos da mídia para esta memória, ou são gravados desta memória para a mídia. Discos com maior velocidade de rotação normalmente possuem maior taxa de transferência interna.

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O terceiro fator ligado ao desempenho de um disco rígido é a sua taxa de transferência externa. Representa a velocidade na qual os dados são transferidos entre a memória interna do disco rígido (cache ou buffer de disco) e a memória da placa de CPU. Os discos modernos apresentam três padrões: Padrão ATA-33 ou Ultra DMA 33 ATA-66 ou Ultra DMA 66 ATA-100 ou Ultra DMA 100 ATA-133 ou Ultra DMA 133

Taxa máxima teórica 33 MB/s 66 MB/s 100 MB/s 133 MB/s

Todos os discos modernos apresentam taxas de transferência externa elevadas (pelo menos ATA-66). Isto é válido tanto para os modelos mais simples de desempenho modesto, como para os de maior desempenho. Interfaces para discos rígidos: IDE e SCSI Tudo o que falamos até agora aplica-se aos discos chamados de IDE (ou ATA), que são usados na maioria dos PCs. A princípio qualquer disco IDE moderno é adequado a qualquer PC simples, e mesmo para os PCs voltados para jogos. Já os PCs de alto desempenho para uso profissional devem usar HDs com menor tempo de acesso e maior velocidade de rotação (que resulta em maior taxa de transferência interna). Discos IDE de alto desempenho são difíceis de serem encontrados no mercado nacional, mas existe uma opção ainda mais veloz, que são os discos SCSI (pronuncia-se “scâzi”). Se tomarmos dois discos rígidos, um IDE e um SCSI, sendo ambos de mesma capacidade e mesma geração, o modelo SCSI oferecerá desempenho melhor, mas poderá custar quase o dobro. Além disso, precisam ser ligados a uma placa de interface apropriada, que custa caro. Tudo isso torna o uso de discos SCSI uma opção cara, mas o custo é justificado quando queremos alta produtividade. Uma das vantagens que torna os discos IDE econômicos é o fato de não necessitarem da compra de uma placa de interface, como ocorre com os discos SCSI. Todas as placas de CPU atuais possuem duas interfaces IDE. Normalmente ligamos nessas interfaces o disco rígido e o drive de CD-ROM, que também é IDE. Como cada interface IDE permite ligar dois dispositivos, temos capacidade de instalar até quatro dispositivos IDE. Isto pode ser bastante útil para futuras expansões. Backup dos dados importantes Um disco rígido em geral tem muitas informações que podem ser apagadas sem causar prejuízos. Por exemplo, se um programa for acidentalmente apagado, basta instalá-lo novamente. Por outro lado, certas informações ao serem apagadas poderão causar um grande prejuízo. Quanto mais um computador for usado para trabalho (não para lazer, diversão ou ferramenta de consulta), maior será o prejuízo quando seus dados são perdidos. Qualquer computador corre o risco de perda de dados no disco rígido. Um vírus, por exemplo, pode chegar ao computador através da Internet ou de um disquete contaminado. Felizmente existem métodos de precaução para este problema, mas a maioria dos usuários não os utiliza. Uma pane de hardware no seu disco rígido pode causar perda parcial ou total de dados. Não é um problema comum, mas qualquer aparelho eletrônico tem um pequeno risco de apresentar defeito. Discos rígidos não se consertam, não existem equipamentos apropriados nem peças de reposição no Brasil, apesar de alguns técnicos talentosos fazerem recuperação em alguns casos. O usuário que tem dados importantes no seu disco rígido não pode correr o risco de perdê-los. Precisa fazer backups periódicos, ou seja, cópias de segurança dos seus dados importantes. Quando a quantidade de dados é pequena, como por exemplo, textos, planilhas ou arquivos gráficos de pequeno tamanho, os disquetes são adequados para as operações de backup. Quando o usuário trabalha com arquivos grandes, outros dispositivos de backup com maior capacidade devem ser usados, como o ZIP

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Drive e o gravador de CDs. São equipamentos que tornam o PC mais caro, mas muito mais caro seria o prejuízo resultante da perda de dados importantes. Fabricantes de discos rígidos Existem vários fabricantes de discos rígidos, mas nem todas as marcas estão disponíveis no Brasil. Esses fabricantes também não possuem filiais no Brasil. O que existem são empresas que importam os discos e os revendem. Os principais fabricantes são Quantum, Seagate, Western Digital, Maxtor, Fujitsu, Samsung e IBM.

Placas de CPU Esta é a placa mais importante do computador. Para que um PC seja rápido e confiável, é preciso que use uma placa de CPU de alto desempenho e alta qualidade. Mas cuidado: existem no mercado brasileiro, muitas placas de CPU de péssima qualidade. A placa de CPU “é” o computador Não existiriam PCs de baixa qualidade se os usuários soubessem disso. É correto dizer que a placa de CPU é a mais importante do computador, mas poderíamos ir ainda mais longe e dizer que um computador nada mais é que uma placa de CPU dentro de uma caixa metálica e com alguns dispositivos ligados ao seu redor. Na placa de CPU ficam localizados o processador, a memória, várias interfaces e circuitos importantes. Praticamente todo o trabalho do computador é realizado por esta placa e seus componentes. Portanto usar uma placa de CPU de baixa qualidade (e em conseqüência, de baixa confiabilidade) coloca a perder toda a confiabilidade e desempenho do computador. Influência da placa de CPU no desempenho do PC A maioria dos usuários deseja um computador de alto desempenho. Por isso podem eventualmente pagar um pouco mais caro por um processador mais veloz, escolhendo, por exemplo, um Pentium III/1000 ao invés de um Pentium III/800. O processador é o maior responsável pelo desempenho de um computador, mas ele não é o único. Se a placa de CPU não tiver também um desempenho adequado, ela acabará prejudicando o desempenho do próprio processador. Por isso são muito comuns reclamações como “o Pentium III/800 do meu amigo está mais veloz que o meu Pentium III/800...”. Algumas placas de CPU são bem projetadas e deixam o processador trabalhar com a sua máxima velocidade. Outras placas são mal projetadas e tornam-se instáveis. Para eliminar a instabilidade, muitos fabricantes fazem pequenas reduções nas velocidades de acesso entre o processador, as memórias e outros componentes da placa de CPU. Como resultado, o desempenho fica prejudicado. Comparando vários modelos de placas similares, porém de fabricantes diferentes, todas utilizando processadores iguais, podemos encontrar diferenças de desempenho de até 20%. Não pense portanto que as placas de CPU são todas iguais, que basta escolher o processador e pronto. É preciso procurar uma boa placa, confiável e rápida. Uma placa para cada processador À primeira vista as placas de CPU são bastante parecidas, mas existem muitas diferenças. É preciso levar em conta que cada tipo de processador exige um tipo de placa. Há poucos anos atrás era relativamente fácil, existiam no mercado apenas dois tipos de placa: as placas para processadores 486/586 e as placas para processadores Pentium e similares. Hoje existem diversas categorias de processadores, e cada um deles requer suas próprias placas de CPU. São os seguintes os tipos de placa: 1) Placas com Soquete 7

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Essas placas são usadas para os processadores AMD K6-2. Também permitem instalar outros processadores mais antigos, que já saíram de linha, como Pentium, Pentium MMX, Cyrix 6x86 e Cyrix M II. O K6-2 é o último processador produzido para este tipo de soquete. Com a sua saída de linha, no final do ano 2000, também saíram as placas de CPU para Soquete 7. Hoje encontramos no mercado apenas um estoque residual de processadores K6-2 e placas de CPU que o suportam. Figura 2.24 Processa dor AMD K6-2 e o seu Soquete.

2) Placas com Slot 1 Essas placas são destinadas ao processador Pentium III na versão de cartucho. A maioria delas também aceita os processadores antigos, Pentium II e Celeron na versão cartucho. 3) Placas com Soquete 370 Destina-se aos processadores Celeron e Pentium III nas suas versões mais novas. 4) Placas com Slot A Os primeiros processadores Athlon utilizavam um formato parecido com o do Pentium III do ponto de vista mecânico, mas diferente do ponto de vista eletrônico. 5) Placas com Soquete A As versões mais recentes do processador AMD Athlon, bem como o AMD Duron, não usam mais o formato de cartucho. Seu formato é quadrangular, e exigem placas de CPU no mesmo padrão. Figura 2.25 Processadores Pentium III e Athlon, para Slot 1 e Slot A, respectivamente.

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Figura 2.26 Processadores Pentium III Duron, para Soquete 370 Soquete A, respectivamente.

e e

6) Soquete de 423 pinos Este soquete é parecido com o Soquete 370, porém é um pouco maior. Destina-se aos processadores Pentium 4. Depois de 6 meses do lançamento do Pentium 4, a Intel criou o Socket 478 para substituir o Socket 423. Todas as versões mais novas do Pentium 4 usam agora o Socket 478. Figura 2.27 Processador 4

Pentium

Não existem padrões melhores ou piores. O que ocorreu foi uma evolução: a) Durante a era dos processadores Pentium e Pentium MMX era usado o Soquete 7. O processador AMD K6-2 adotou o mesmo tipo de soquete. b) O processador Pentium II adotou o formato de cartucho porque era fornecido instalado em uma pequena placa, junto com os chips que formam a cache L2, tudo isso dentro de uma capa metálica. c) O processador AMD Athlon adotou o mesmo formato de cartucho porque também era produzido instalado em uma placa, juntamente com a cache L2. d) As versões mais novas dos processadores Pentium III e Athlon, bem como o Celeron e o Duron, não usam mais cache L2 formada por chips adicionais. Ao invés disso essas caches estão embutidas no próprio núcleo do processador. Sendo assim não é mais necessário utilizar o formato de cartucho. O formato quadrangular, bem menor, voltou a ser adequado aos processadores, e portanto esses fabricantes adotaram os padrões Soquete A e Soquete 370. e) O soquete do Pentium 4 têm mais pinos que o do Pentium III porque sua arquitetura é mais avançada, portanto seus barramentos possuem novos sinais digitais que não estavam presentes no Pentium III.

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Slots para expansão Sobre a placa de CPU (também chamada de placa mãe), fazemos o encaixe das placas de expansão (também chamada de “placas filhas”). São placas de vídeo, placas de som, placas de modem, placas de interface de rede, placas controladoras SCSI e várias outras menos comuns. Nem sempre um PC tem todas essas placas. Em geral os PCs mais simples usam menos placas de expansão, enquanto os mais sofisticados usam mais. As placas de expansão ficam encaixadas em conectores chamados de “slots”. Figura 2.28 Slots de uma placa de CPU.

Os três principais tipos de slot são: PCI, AGP e ISA. Os slots PCI são os encontrados em maior quantidade. A maioria das atuais placas de expansão utiliza este padrão. Normalmente as placas de CPU possuem três ou quatro slots PCI. Algumas os possuem em maior número, outras em menor. O outro tipo de slot encontrado nas placas de CPU modernas é o do tipo AGP. Este slot é muito parecido com o PCI, mas opera com velocidade bem mais elevada. É usado para a instalação de uma placa de vídeo 3D padrão AGP, de alto desempenho. Finalmente, encontramos os slots ISA, que são os mais antigos. Este tipo de slot é encontrado nos PCs desde o início dos anos 80. São obsoletos, mas por questões de compatibilidade foram mantidos nas placas de CPU, até pouco tempo. Por volta de 1995 encontrávamos nas placas de CPU, em média 3 slots ISA e 4 slots PCI. Mais recentemente os slots ISA passaram a ser mais raros, muitas placas possuem apenas um ou dois deles. Já existem várias placas de CPU que aboliram totalmente os slots ISA. Também praticamente não encontramos mais no mercado, placas de expansão novas no padrão ISA. Portanto os slots ISA servem apenas para o aproveitamento de placas de expansão antigas. Figura 2.29 Slots ISA, PCI e AGP.

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A tabela que se segue mostra algumas características dos slots ISA, PCI e AGP. Os slots ISA são de 16 bits (transferem 16 bits de cada vez), enquanto os slots PCI e AGP são de 32 bits. As placas de CPU possuem em geral nenhum, um ou dois slots ISA. Quanto mais nova é a placa, maiores são as chances do fabricante reduzir o número ou eliminar totalmente os slots ISA. Os slots PCI são incrivelmente mais rápidos, podem transferir dados à taxa de até 132 MB/s. A maioria das placas de CPU possui slots PCI em quantidade suficiente para fazer as principais expansões. Finalmente temos o slot AGP, que é sempre único. Serve apenas para a instalação de uma placa de vídeo 3D de alto desempenho. Existem slots AGP e placas de vídeo AGP nos padrões 1X, 2X e 4X. As taxas de transferência podem chegar até cerca de 1 GB/s. Tipo de slot ISA PCI AGP

Bits 16 32 32

Quantidade 0, 1 ou 2 3, 4, 5 ou 6 1

Velocidade 8 MB/s 133 MB/s 266, 533, 1066 ou 2133 MB/s

Existe ainda um quarto tipo de slot, o chamado AMR (Audio Modem Riser). É encontrado em algumas placas de CPU modernas, e serve para instalar placas AMR, que possuem circuitos de som e modem. Essas placas de expansão AMR são bastante raras, apesar de muitas placas de CPU atuais possuírem slot AMR. Figura 2.30 Slot AMR.

Interfaces da placa de CPU A maioria dos dispositivos existentes em um computador necessita de uma interface. A interface é um circuito que permite ao processador comunicar-se com esses dispositivos. Por exemplo, um teclado não pode enviar dados diretamente para o processador. Esta passagem de dados é feita através de um circuito chamado “interface de teclado”, que fica localizado na placa de CPU. Algumas interfaces são placas inteiras, como por exemplo a placa de vídeo. Ela nada mais é que uma interface que serve para enviar dados para o monitor. Todas as placas de CPU possuem as interfaces descritas abaixo. Mais adiante neste capítulo todas elas serão apresentadas com mais detalhes: a) Interface de teclado Seu conector fica localizado na parte traseira da placa de CPU, que corresponde à parte traseira do gabinete. Existem dois tipos de conectores de teclado: os antigos, chamados padrão DIN, e os novos, de menor tamanho, chamados padrão PS/2. b) Interface para alto falante

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Liga a placa de CPU ao pequeno alto falante localizado na parte frontal do gabinete do PC. Os sons gerados por este alto falante são bem simples, bem inferiores aos sofisticados sons emitidos pelos alto falantes ligados na placa de som. Algumas placas de CPU possuem embutido um pequeno alto falante (buzzer), dispensando portanto o alto falante existente no gabinete. c) Interfaces seriais Seus conectores também ficam localizados na parte traseira do computador. As duas interfaces serias (normalmente chamadas de COM1 e COM2) servem para ligar diversos tipos de dispositivos seriais, como por exemplo, o mouse. d) Interface paralela O conector desta interface também fica localizado na parte traseira do computador. Esta interface é em geral usada para a conexão da impressora. e) Interface para mouse PS/2 Existem três tipos de mouse. O primeiro é o chamado mouse serial, que deve ser ligado em uma das interfaces seriais, normalmente a COM1. O outro tipo de mouse é o padrão PS/2. Praticamente todas as placas de CPU modernas possuem este tipo de interface. Desta forma as interfaces COM1 e COM2 ficam livres para outros tipos de conexão. O terceiro tipo de mouse, mais recente e ainda um pouco raro, é o padrão USB. f) Interfaces USB Praticamente todas as placas de CPU atuais possuem duas interfaces USB (Universal Serial Bus). Este tipo de interface permite conectar diversos tipos de dispositivos, como teclado, mouse, joystick, impressora, ZIP Drive, gravadores de CD, scanners, etc. Uma interface USB permite conectar até 128 dispositivos. Existem planos da indústria para eliminar nos próximos anos, as interfaces seriais, paralelas, de joystick, de teclado e de mouse PS/2, usando em seu lugar, as interfaces USB. g) Interface para drives de disquetes Todas as placas de CPU possuem uma interface na qual podemos ligar um drive de disquetes. Apesar de ser um dispositivo obsoleto, o drive de disquetes é barato, sua mídia (ou seja, os disquetes) tem baixíssimo custo. h) Interfaces IDE Todas as placas de CPU atuais possuem duas interfaces IDE. Em cada uma delas podemos ligar dois dispositivos IDE, por exemplo, um disco rígido e um drive de CD-ROM. Há muitos anos atrás, a maioria dessas interfaces não era localizada na placa de CPU, e sim em placas de expansão. Vários motivos levaram os fabricantes a transferi-las para a placa de CPU. Redução de custos e aumento de desempenho são as principais. Uma interface IDE localizada na placa de CPU, por exemplo, tem condições de transferir dados mais rapidamente que uma interface equivalente porém localizada em uma placa de expansão. Outra questão é a simplicidade. Interfaces seriais, paralelas e a interface para drives existentes nos PCs atuais não são muito diferentes das existentes nos PCs de 10 anos atrás. Com a miniaturização dos componentes eletrônicos, tornou-se bastante viável fazê-las em pequeno tamanho, todas dentro de um único e minúsculo chip, dispensando assim o uso de uma placa de expansão. Novas interfaces onboard

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O termo onboard significa na placa. Ao longo dos anos 90, várias interfaces que eram localizadas em placas de expansão foram aos poucos transferidas, com vantagens, para a placa de CPU. Tanto era vantagem esta transferência que as antigas placas de expansão que utilizavam essas interfaces deixaram de ser produzidas. Não encontramos no mercado (exceto em algumas placas bastante raras), placas de expansão com interface para disquetes, interfaces seriais, paralelas e interfaces IDE. No final dos anos 90, uma nova onda de transferências de interfaces para a placa de CPU começou. Inicialmente surgiram placas de CPU com circuitos de som. Logo alguns fabricantes passaram a produzir chips sonoros de baixíssimo custo para serem usados nessas placas. Eram as chamadas “placas de CPU com som onboard”. Pouco depois foram produzidos chips gráficos de baixo custo para o uso em placas de CPU. Eram as placas de CPU com “vídeo onboard”. Nas primeiras dessas placas, o chip gráfico possuía sua própria memória de vídeo, depois passaram a utilizar parte da memória que era destinada ao processador. São muitos os modelos de placas de CPU de baixo custo (e baixo desempenho) com som e vídeo onboard. Existem ainda alguns modelos que possuem além de som e vídeo, os circuitos de modem e interface de rede onboard. Ao contrário da passagem das interfaces seriais, paralela, de disquetes e IDE para a placa de CPU, a transferência das interfaces de som, vídeo, modem e rede para a placa de CPU não traz vantagem alguma em termos de desempenho, e sim de custo. Tanto é assim que os fabricantes de placas continuam produzindo centenas de modelos de placas de som, placas de vídeo, placas de rede e modems. Essas placas são de melhor desempenho que os circuitos “equivalentes” existentes nas placas de CPU com “tudo onboard”. São bastante comuns os casos de usuários que compram PCs baratos com todas essas interfaces embutidas e acabam tendo problemas, sendo obrigados posteriormente a comprar placas de expansão de verdade para que funcionem melhor e com bom desempenho. As placas de CPU com “tudo onboard” destinam-se a serem usadas em PCs de baixo custo e baixo desempenho. A maioria delas destina-se aos países do terceiro mundo. Um PC de 500 MHz com tudo onboard acaba tendo desempenho equivalente ao de um PC de 200 MHz com placas de expansão de verdade. É muito comum o caso de usuários que trocam um PC de 1997, com 166 ou 200 MHz por um modelo novo de 500 ou 550 MHz e percebem que o desempenho é bem similar, ou até menor que o do seu antigo PC. Padrões AT e ATX Durante os anos 80 e até a metade dos anos 90, todas as placas de CPU obedeciam ao chamado “padrão AT”. A partir de então entraram no mercado as placas “padrão ATX”, que são as mais comuns hoje em dia. As placas padrão ATX possuem diversas vantagens: Os conectores ficam na parte traseira, fixos na placa, não havendo a necessidade de uso de cabos internos. O processador fica sempre próximo à entrada de ventilação da fonte de alimentação, contribuindo para um resfriamento mais eficiente. Os conectores dos drives e das interfaces IDE ficam sempre na parte frontal, mais próximos dos drives. Acesso mais fácil aos soquetes das memórias, facilitando as expansões. Fonte de alimentação com funções especiais de gerenciamento de energia. O interior de um computador que usa uma placa de CPU ATX é mais organizado, sem aquele “emaranhado” de cabos que existia nos PCs que usavam placas de CPU padrão AT. O resfriamento desses gabinetes é mais eficiente e é mais difícil ocorrerem transtornos mecânicos na montagem. Nas placas de CPU AT, era comum encontrar dificuldades, por exemplo, para instalar placas de expansão

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muito compridas porque elas esbarravam em outros componentes, como processador e memória. Nas placas padrão ATX, existem normas de altura máxima de componentes de tal forma que não fiquem uns nos caminhos dos outros.

Figura 2.31 - Placas de CPU AT e ATX. Além dessas diferenças técnicas, existem também diferenças nas medidas. As placas padrão AT possuem em geral 21 cm de largura. As do padrão ATX são mais largas, como mostra a figura 31. Ao comprar um computador, dê preferência aos que usam placa de CPU padrão ATX, ou pelo menos, aos que usam placas AT com fonte ATX, o que possibilita o uso das funções de gerenciamento de energia (por exemplo, colocar o computador em modo de espera – fica ativo, com o sistema operacional no ar porém com pouquíssimo gasto de energia). Fabricantes de placas de CPU Existem algumas dezenas de fabricantes famosos de placas de CPU. Existem centenas de outros menos famosos, normalmente produzindo placas “sem nome”. Fuja dessas placas sem nome. Entre os melhores fabricantes de placas que podem ser encontradas no Brasil, citamos a Intel, Asus e Soyo. Também são de qualidade bastante satisfatória as placas Gigabyte e FIC, também encontradas no Brasil. Existem outras marcas de primeira linha que infelizmente não são encontradas com facilidade no mercado nacional, como Supermicro, Aopen, Abit, Atrend, Tyan. Infelizmente também encontramos na maioria dos PCs nacionais, placas de marcas que não têm boa reputação entre os usuários: PC Chips e Tomato.

Placas de vídeo Até o início dos anos 90, o uso dos computadores era baseado em caracteres. Era usado o sistema operacional MS-DOS, totalmente baseado em texto, ou seja, as telas de comando não apresentavam gráficos. Existiam programas que usavam gráficos, como editores de imagens e jogos, mas na maior parte do tempo, os usuários trabalhavam em modo de texto. O Windows começou a ser usado em escala cada vez maior, e seu grande sucesso se deveu, entre outras coisas, ao uso de telas totalmente gráficas, com ícones, figuras e comandos pelo mouse. As placas de vídeo, responsáveis pela geração dessas imagens, tiveram que melhorar muito, para que essas imagens tivessem boa resolução, elevado número de cores, e principalmente, para que sua geração fosse bem rápida.

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Aceleração gráfica Tudo o que vemos na tela fica armazenado em uma área de memória localizada na placa de vídeo, chamada “memória de vídeo”. Nas placas de vídeo antigas, o processador era o responsável pela construção de todas as imagens, sem ter ajuda alguma do chip gráfico. Este chip gráfico existente na placa de vídeo limitava-se simplesmente a transferir os dados da memória de vídeo para o monitor. Isto tudo tornava a geração de imagens muito lenta. O processador da placa de CPU perdia muito tempo “desenhando” o conteúdo da tela, já que esta não era a sua especialidade. Como ficava muito tempo ocupado com esta tarefa, ficava com menos tempo para dedicar à sua tarefa principal, que é a execução de programas. Para deixar o processador com mais tempo livre para executar os programas e fazer com que a geração das imagens ficasse mais rápida, os chips gráficos passaram a ser processadores gráficos. Eram processadores dedicados a executar em alta velocidade, os comandos relacionados com a manipulação de imagens. Pelo fato de ser especializado nesta tarefa, e também por estar localizado na própria placa de vídeo, o processador gráfico faz este trabalho de forma muito mais rápida que o processador da placa de CPU. Este por sua vez ficava com mais tempo livre para a execução dos programas, deixando a maior parte do trabalho de construir as imagens para o processador gráfico. Atualmente todos os chips gráficos existentes nas placas de vídeo são processadores gráficos. Além da tarefa simples de ler continuamente a memória de vídeo e enviar seus dados para o monitor, esses chips fazem praticamente todo o trabalho de construção das imagens. Por exemplo, preencher uma área da tela com uma determinada cor, transferir uma porção da imagem de um ponto para o outro da tela, deslocar todo o conteúdo da tela para baixo ou para cima, mover ícones. Memória de vídeo O monitor é um dos dispositivos menos inteligentes do computador. Ele se limita a receber continuamente imagens vindas da placa de vídeo e colocá-las na tela. O monitor não “sabe” o que está recebendo. Não sabe a diferença entre textos e gráficos. Não sabe a diferença entre “A” e “B”. Não tem memória, portanto quando acaba de “formar” a tela, precisa receber todo o seu conteúdo novamente. A imagem que vemos na tela é formada por um pequeno ponto luminoso que percorre a tela rapidamente da esquerda para a direita formando linhas, e de cima para baixo até completar a imagem. Este ponto luminoso move-se tão rapidamente que temos a sensação de que a imagem está parada. Dependendo do monitor e da placa de vídeo, a tela inteira é formada de 50 a 100 vezes a cada segundo. O monitor não memoriza os dados que recebe. O trabalho de memorização das imagens fica por conta da placa de vídeo. Tanto é assim que quando desligamos um monitor e o ligamos novamente, a imagem permanece inalterada. Se a imagem fosse armazenada no monitor, ela seria perdida quando o monitor fosse desligado. Para memorizar a imagem, a placa de vídeo possui uma memória própria, chamada de “memória de vídeo”. Quando um programa quer “desenhar” imagens, basta colocar dados apropriados nesta memória de vídeo. Cada posição na tela corresponde a um trecho desta memória, e cada cor corresponde a um valor. O trabalho de formação das imagens se resume em colocar os valores adequados nos trechos apropriados da memória de vídeo. No início dos anos 90, encontrávamos placas com 256 kB, 512 kB e 1 MB de memória de vídeo. Em 1995 podíamos encontrar placas de vídeo com 1 MB, 2 MB ou 4 MB. No ano 2000, as sofisticadas placas de vídeo 3D apresentavam em sua maioria, 16 e 32 MB de memória de vídeo. Existem entretanto algumas com quantidades ainda maiores de memória de vídeo. Resolução e número de cores Essas são duas características importantíssimas das placas de vídeo. Estão ligadas à qualidade da imagem. Explicando de forma simples, a resolução está ligada ao número de minúsculos pontos que formam as imagens. Quanto maior é a resolução, maior é o nível de detalhamento que as imagens têm.

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Cada um desses pontos pode assumir um grande número de cores diferentes. Quanto maior for o número de cores permitido, maior será o realismo das imagens. Agora vejamos de uma forma mais detalhada. Os pequenos pontos que formam as imagens são chamados de pixels. Para definir a resolução é preciso indicar quantos pixels tem a tela no sentido horizontal e quantos pixels tem no sentido vertical. Por exemplo, uma resolução de tela com 640x480 significa que são usadas 480 linhas, cada uma delas formada por 640 pixels. As resoluções mais comuns são: 640x480, 800x600 e 1024x768, as mais usadas nos monitores com telas de 14 e 15 polegadas. Em PCs com monitores de tela grande (17, 19, 20 ou 21 polegadas) e placas de vídeo apropriadas, podem ser usadas resoluções ainda mais altas, como 1280x960, 1600x1200 e até 1920x1440. O número de cores que um pixel pode ter depende do número de bits que a memória de vídeo reserva para cada pixel. Com 4 bits por pixel, é possível formar 16 cores diferentes. Com 24 bits por pixel, é possível formar cerca de 16 milhões de cores diferentes. A tabela abaixo mostra os principais modos gráficos e o número de cores possíveis em cada caso: Bits pixel 4 bits 8 bits 16 bits 24 bits

por Número de cores 16 256 65.536 16.777.216

Nome do modo Hi-Color True Color

Para exibição de desenhos, modos gráficos de 4 e 8 bits são adequados, apesar do modo de 4 bits ser bastante limitado, por gerar apenas 16 cores. Para a exibição de fotos, deve ser usado o modo de 16, ou preferencialmente, o de 24 bits. Quanto maior é a resolução e maior é o número de cores, maior é a quantidade de memória de vídeo necessária. Uma placa com 4 MB de memória de vídeo, por exemplo, pode gerar imagens em True Color com resolução de até 1024x768. Para chegar a resoluções mais altas com o modo True Color, é preciso ter mais memória de vídeo. Felizmente as placas de vídeo modernas possuem no mínimo 16 MB de memória de vídeo (exceto algumas placas de baixíssimo custo). Modos 2D e 3D Uma placa de vídeo moderna pode operar em duas modalidades principais: 2D (bidimensional) e 3D (tridimensional). O comportamento da placa é completamente diferente nesses dois casos, principalmente no que diz respeito ao uso da memória de vídeo. No modo 2D, o conteúdo da memória de vídeo é apenas uma representação direta, pixel a pixel, daquilo que é mostrado na tela. O processador gráfico se encarrega de formar elementos bidimensionais, como retângulos e curvas, além de transferir blocos de dados retangulares, levando em conta apenas duas dimensões: X e Y. No modo 3D, é tudo mais complicado. A memória de vídeo fica dividida em três partes. Uma é a representação bidimensional daquilo que é mostrado na tela (dimensões X e Y). Esta representação bidimensional é chamada de frame buffer. Outra parte é chamada de Z buffer, uma área que armazena a terceira coordenada (Z) dos elementos de imagem. Juntando as coordenadas X e Y do frame buffer com a coordenada Z armazenada no “Z buffer” temos o conjunto completo de coordenadas tridimensionais: X, Y e Z. A terceira área da memória de vídeo é usada para o armazenamento de texturas. O que uma placa de vídeo 3D faz é basicamente aplicar texturas sobre polígonos. Por exemplo, para desenhar uma parede de tijolos, a placa precisa aplicar o desenho dos tijolos (textura) sobre a parede, que é um polígono 3D. O resultado da aplicação é guardado no frame buffer, para então ser transferido para o monitor.

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No modo 2D, a placa de vídeo utiliza apenas o frame buffer. Por isto toda a memória de vídeo está disponível para a formação de imagens. No modo 3D, a memória de vídeo é usada como frame buffer, Z buffer e para armazenamento de texturas. Por isso as placas 3D necessitam de muita memória de vídeo. Uma placa 2D opera muito bem com 4 MB, e melhor ainda com 8 MB de memória de vídeo, mas uma placa 3D precisa ter preferencialmente 16 MB, ou melhor ainda, 32 MB de memória de vídeo. Placas PCI e AGP Como já comentamos, as placas de CPU modernas possuem slots PCI e AGP. O slot AGP (Advanced Graphics Port) é destinado a placas 3D de alto desempenho. Uma moderna placa AGP padrão 4x é capaz de receber dados à taxa de mais de 1 GB/s, enquanto uma placa PCI permite apenas 132 MB/s. Para quem quer um elevado desempenho gráfico em 3D, é altamente recomendável usar uma placa de CPU moderna dotada de slot AGP 4x, bem como uma boa placa de vídeo 3D, também 4x. Note que a velocidade do barramento AGP será a máxima permitida em conjunto pela placa de CPU e pela placa de vídeo. Se instalarmos uma placa AGP 4x em um slot AGP de uma placa de CPU que suporta apenas 2x, a transferência de dados pelo barramento AGP será feita no modo 2x, ou seja, 528 MB/s, ao invés dos 1056 MB/s suportados pela placa AGP 4x. Placas de vídeo 3D padrão PCI são mais lentas e estão no mercado para usuários que possuem PCs antigos, sem slot AGP, e para aqueles que compraram indevidamente PCs novos com vídeo onboard e sem slot AGP. Figura 2.32 Placas de vídeo PCI e AGP.

Vídeo onboard Não é nova a idéia de transferir interfaces para dentro da placa de CPU. Muitas placas de CPU atuais possuem vídeo onboard. Essas placas são destinadas a PCs simples para aplicações que não exigem elevado desempenho gráfico. Praticamente todos os fabricantes de placas de CPU oferecem placas avançadas, sem vídeo onboard, para que o usuário instale uma placa de vídeo AGP de seu agrado. Esses mesmos fabricantes de placas de CPU também oferecem modelos mais simples, com vídeo onboard, para serem usados em PCs baratos. Os chips de vídeo onboard são em geral bastante simples. Muitas vezes são versões compactas de chips gráficos já considerados obsoletos. A coisa funciona assim: um fabricante de chips gráficos vende o projeto dos seus chips antigos para fabricantes de chipsets. Os chamados “chipsets” são os principais chips de uma placa de CPU. Eles possuem as interfaces IDE, controladores de memória, controladores de barramento e outros circuitos importantes. Alguns desses chipsets também possuem no seu interior, circuitos de vídeo. Esses circuitos são de baixo custo, portanto não podem ser equivalentes a chips gráficos de última geração. São em geral similares a chips gráficos que já saíram de linha, com pelo menos 3 anos de mercado. Portanto, usar um vídeo onboard em 2001 pode ser equivalente a usar uma placa de vídeo de 1998, com desvantagens. As placas de vídeo de 1998 pelo menos tinham sua própria memória de vídeo. O vídeo onboard de baixo custo normalmente não possui memória de vídeo própria. Utiliza uma parte da memória que seria destinada ao processador. Isto causa queda de desempenho, tanto para o processador quanto para o chip gráfico. Chips básicos e avançados

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Ao consultar os preços das placas de vídeo avulsas disponíveis no mercado, você encontrará algumas que custam 300 ou 400 reais, outras que custam menos de 100 reais. Vários fatores podem levar a essas diferenças. Uma placa de vídeo mais barata pode ter sido produzida por um fabricante de segunda linha, ou utilizar menor quantidade de memória de vídeo, ou utilizar memórias mais lentas e mais baratas, e principalmente, utilizar um chip gráfico de limitadas capacidades. Tomemos por exemplo as placas 3D. Sabemos que o principal trabalho de uma placa 3D é aplicar texturas sobre polígonos. Qualquer imagem 3D é composta de um grande número de polígonos com texturas aplicadas a cada um deles. O desempenho de uma placa 3D está relacionado à velocidade na qual realiza a renderização de polígonos (renderização é a operação de aplicar uma textura sobre um polígono). Uma boa placa 3D pode renderizar 10 milhões de triângulos por segundo, enquanto outra pode renderizar apenas 1 milhão de triângulos por segundo. Nesta placa mais lenta (e mais barata), o usuário precisará ajustar os programas para fazer simplificações nas imagens, utilizando um número menor de polígonos. O pneu de um carro, por exemplo, pode precisar ser reduzido a um sólido de 8 faces laterais, e assim não mais parecerá redondo. Em uma placa mais rápida o mesmo pneu poderia ser gerado com 32 faces, por exemplo, dando a sensação visual de que é praticamente redondo. Placas mais lentas obrigam portanto o usuário a fazer simplificações que tiram o realismo das imagens. Também devido à menor velocidade de renderização de polígonos, uma placa 3D mais simples pode demorar a gerar as imagens estáticas (frames) que formam a imagem em movimento. Para termos uma sensação visual de continuidade de movimentos, as imagens têm que ser geradas na taxa de 30 frames por segundo. Placas mais simples podem conseguir chegar a apenas, digamos, 10 frames por segundo. Ao invés de termos a sensação de continuidade de movimentos, perceberemos que a imagem é formada por saltos. Todos os jogos de ação e programas que geram imagens 3D em movimento serão prejudicados com este efeito. Para ter qualidade de imagem e continuidade de movimento para imagens 3D, não basta comprar uma placa 3D qualquer. É preciso comprar uma de alto desempenho. As mais baratas são 3D, mas deixam muito a desejar. Fabricantes de placas de vídeo Até pouco tempo atrás era fácil indicar uma boa marca de placas de vídeo, disponíveis no Brasil: Diamond. Esta empresa produzia placas de vídeo de alta qualidade e alto desempenho. Oferecia vários modelos de placas, tanto as simples como as de médio e alto desempenho, utilizando os principais chips gráficos do mercado. Infelizmente ocorreu algo lamentável: a Diamond foi comprada pela S3, fabricante de chips gráficos. A partir daí passou a produzir apenas placas de vídeo equipadas com os chips da S3. Os chips gráficos da S3 não são os melhores do mercado. Existem outros melhores, como os da 3DFx (conhecidos como Voodoo) e Nvidia, que fabrica os chips TNT2 e Gforce. As placas Diamond, equipadas com chips da S3, ficaram para trás, na poeira de chips gráficos melhores. Mais recentemente ocorreu mais um golpe na antes bem conceituada Diamond. Sua linha de placas de vídeo foi vendida. É lamentável ver uma antes bem conceituada empresa como a Diamond sendo sucateada. Enquanto isso outros fabricantes de placas de vídeo continuam no mercado, como ATI, Matrox e Hercules. Essas placas são raras no Brasil. A 3DFx, que antes produzia apenas os excelentes chips gráficos da série Voodoo, agora produz também suas próprias placas. São caras e de alto desempenho, indicadas para aqueles que gostam de jogos. Também com grande destaque está a Nvidia, produtora dos chips TNT2 e Gforce. Esta empresa não produz placas de vídeo, mas apenas os chips gráficos. Vários fabricantes de placas de vídeo estão produzindo modelos equipados com esses chips. Podemos citar a Asus, Creative Labs e Jaton, entre outras. Você vai provavelmente ouvir muito falar sobre placas de vídeo Trident e Cirrus Logic. Essas empresas também são fabricantes de chips gráficos, e não de placas de vídeo. Vários pequenos fabricantes produzem placas de vídeo utilizando esses chips. São então chamadas de “placas de vídeo Trident” e “placas de vídeo Cirrus Logic”. São na verdade placas de vídeo genéricas equipadas com chips gráficos da Trident e da Cirrus Logic. Essas placas não são as melhores em termos de desempenho, na verdade

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são bastante modestas. Seu maior atrativo é o preço. Muitos computadores no Brasil utilizam essas placas. Ao tomarem contato com seus gráficos, muitos usuários interessados em programas para 3D acabam ficando decepcionados e fazem a troca por placas melhores, como as da série Voodoo e as equipadas com os chips Nvidia.

Monitores Ao comprar um monitor, a primeira coisa que um usuário leva em conta é o tamanho da tela. Encontramos com facilidade monitores com telas de 14, 15 e 17 polegadas. Existem ainda monitores com telas maiores, como 19, 20 e 21 polegadas, mas os preços são bem maiores. A princípio o usuário fica maravilhado pela magnífica tela de 17”, mas assustado pelo seu preço, acaba recuando para modelos de 14 ou 15”. Esta análise é superficial. Temos que levar em conta outros dois fatores importantes: a qualidade da imagem e o nível de radiação. Se esquecermos esses detalhes e levarmos em conta apenas o preço, corremos o risco de ter um monitor que causa cansaço visual, e pior ainda, que emite radiação em níveis perigosos, podendo causar doenças oculares. Tamanho da tela A tela de um monitor é medida em polegadas. Corresponde à medida da diagonal da tela. Uma polegada equivale a cerca de 2,54 centímetros. Portanto um monitor de 15 polegadas, por exemplo, tem uma diagonal de cerca de 38 centímetros. Telas de grande tamanho oferecem maior conforto visual, principalmente para aqueles que já não enxergam tão bem. Podemos utilizar resoluções mais altas e ter maior número de elementos na tela. Podemos visualizar figuras, tabelas e textos maiores no sentido horizontal, sem a necessidade de “rolar” a imagem pela tela, o que é feito quando temos monitores de tela pequena. Usar telas de maior tamanho possibilita trabalhar mais facilmente e rapidamente com imagens e layouts em geral. Por isso são os mais indicados para as aplicações profissionais como editoração eletrônica, projetos de engenharia e arquitetura com auxílio do computador (CAD), Web Design (projeto de sites para a Internet) e edição de imagens. Para essas aplicações os monitores de tela maior dão maior produtividade ao usuário. Em pouco tempo o valor adicional pago por um monitor de 17" ou maior é compensado pela maior rapidez na execução de trabalhos. Para aplicações menos vitais, como jogos, aplicações de escritório, acesso à Internet e aplicações pessoais, monitores com telas menores, como 14 ou 15”, são altamente satisfatórios. Atualmente é pequena a diferença entre os preços dos monitores de 14 e de 15 polegadas, portanto vale a pena pagar uma pequena diferença pelo monitor de 15”. Dot Pitch A “tela colorida” de um monitor é formada por um grande número de minúsculos pontos vermelhos, verdes e azuis. Conforme o feixe eletrônico da tela atinge esses pontos, eles emitem luz com as cores correspondentes. Através da combinação dessas três cores básicas em quantidades apropriadas, é possível formar praticamente todas as cores que podem ser percebidas pelo olho humano. A tela de um monitor de 14” tem cerca de um milhão desses pequenos conjuntos de pontos. Existem monitores nos quais esses pontos são circulares. Cada grupo de pontos é chamado de Tríade. Os fabricantes desses monitores chamam o tamanho dessas tríades de dot pitch. Os bons monitores modernos apresentam dot pitch entre 0,20 e 0,25 milímetros. Existem ainda monitores nos quais a tela é formada por minúsculas tiras de fósforo vermelho, verde e azul, ao invés de usar os pequenos círculos que forma as tríades. A medida desses pequenos grupos de 3 cores é chamada de grille pitch, e nos bons monitores deve estar entre 0,20 e 0,25 mm. Quanto menores são esses elementos, melhor será a qualidade da imagem.

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Figura 2.33 Os pontos de fósforo na tela de um monitor.

Freqüências Esta parte é importante, e se o usuário não prestar atenção, sofrerá de cansaço visual, dores de cabeça e poderá até mesmo prejudicar a visão. A imagem em um monitor é formada por um minúsculo feixe eletrônico que percorre toda a área de tela, da esquerda para a direita, de cima para baixo. Este ponto luminoso percorre a tela tão rapidamente que dá a sensação visual de que a imagem é estável, como se fosse projetada por um slide. Este feixe percorre a tela inteira algumas dezenas de vezes por segundo. Quanto mais rapidamente a tela é preenchida, maior será a sensação de estabilidade. Por exemplo, se tivermos menos de 60 telas por segundo, teremos a sensação visual de que a tela está piscando, cintilando. É um efeito indesejável que chamamos de cintilação ou flicker. Com 50 telas por segundo, o flicker é ainda mais intenso, chega a ser insuportável. Já com 70 telas por segundo, praticamente não percebemos flicker. O ideal é configurar a placa de vídeo para enviar ao monitor, entre 70 e 75 telas por segundo. Valores acima deste não produzem melhoramentos, já que a cintilação não é mais visível. O número de telas percorridas por segundo é chamado de freqüência vertical, taxa de atualização, ou se preferir em inglês, refresh rate. Ao escolher um monitor, temos que garantir que na resolução mais alta a ser utilizada, a freqüência vertical será de no mínimo 70 Hz (70 telas por segundo). Isto pode ser conferido através do manual do monitor. Nele estão indicadas as resoluções permitidas e as freqüências verticais correspondentes. Um bom monitor de 14” ou 15” deve permitir no mínimo 70 Hz na resolução de 1024x768. Alguns modelos mais simples chegam com 70 Hz apenas na resolução de 800x600, e operam em 1024x768 com apenas 60 Hz, o que resulta em cintilação. Esta é uma diferença entre um monitor mais caro e um mais barato. Para monitores de 17”, é ideal que cheguem com 70 Hz na resolução de 1280x960, mas muitos chegam a 70 Hz em até em 1024x768, e operam em 1280x960 com apenas 60 Hz, o que significa cintilação. Radiação Quem não se lembra da mãe gritando “sai de perto da televisão, menino, faz mal ver tão de perto!”. Realmente as telas de TV e de monitores emitem radiações nocivas, principalmente raios X, apesar de ser em pequena quantidade. Mesmo sendo com baixa intensidade, a proximidade entre a tela e os olhos causa perigo em potencial após exposições prolongadas. Para proteger os usuários, foram criados padrões internacionais de segurança, estabelecendo quantidades máximas aceitáveis para que não causem danos à saúde. A primeira dessas normas é a MPR-II. Antes de comprar um monitor, verifique se na sua parte traseira existe uma indicação de certificação MPR-II. Se não encontrar, verifique no seu manual. Se o monitor não for MPR-II, não compre, ele poderá fazer mal à sua saúde. Além da MPR-II, existe uma outra norma internacional ainda mais rigorosa, pois exige níveis ainda menores de radiação, e medidos a uma distância menor da tela. É a norma TCO (não confundir com TCE, marca de monitor). Verifique na parte traseira do monitor e no seu manual se o mesmo atende a esta norma. Se um monitor é certificado para TCO, automaticamente englobará a norma MPR-II.

Gabinetes e fontes de alimentação

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A primeira característica de um gabinete que chama a atenção é o seu tamanho. A figura 34 mostra um típico gabinete mini-torre (mini tower), o mais comum e mais barato. Em geral possui dois locais para instalação de drives de 5 1/4” (drive de CD-ROM, por exemplo), e ainda locais para instalação de drives de 3½”, sendo dois internos e dois externos (usados para drives de disquetes de 3½”, discos rígidos, etc). Não se espante, pois em alguns casos, este tipo de gabinete pode ser ainda mais compacto. Alguns apresentam apenas um local para drives de 5 1/4”, outros podem ter apenas dois ou três locais para drives de 3½”. Figura 2.34 Gabinete mini torre.

Quando é necessário instalar um grande número de drives, sejam eles internos ou não, é recomendado o uso de gabinetes de maior tamanho, como o midi-torre (midi tower) ou o torrão (full tower), mostrados na figura 35. O full tower mostrado nesta figura possui instalados, de cima para baixo, uma unidade de fita DAT de 8 GB, um JAZ Drive de 1 GB, um gravador de CD-R, um drive misto de disquetes (5 1/4” e 3½”), um drive LS-120 e um drive de CD-ROM). No seu interior ainda existem instalados três discos rígidos. Figura 2.35 Gabinetes torre tamanhos médio e grande.

Há os que prefiram os gabinetes horizontais (figura 36). Em termos de espaço para instalação de drives, esses gabinetes equiparam-se aos modelos mini-torre.

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Figura 2.36 Gabinete horizontal.

Para quem está interessado em montar um PC moderno, existe um outro detalhe importante. Praticamente todas as placas de CPU atuais são do padrão ATX, e para isso necessitam de gabinete e fonte de alimentação padrão ATX. O formato ATX realmente traz muitas vantagens, e só é justificável usar uma placa de CPU no padrão antigo, ou seja, no formato AT (hoje são poucas as existentes) se for realmente desejável aproveitar um antigo gabinete AT. Os gabinetes são normalmente vendidos junto com a fonte de alimentação (figura 37). A fonte já é fixa ao gabinete, e possui diversas conexões para alimentar a placa de CPU, drives e demais dispositivos. Figura 2.37 Fonte alimentação.

Todos os gabinetes possuem na sua parte frontal, um painel com botões, LEDs e um pequeno alto falante. Nos últimos anos, era comum encontrar também no gabinete, um display digital para indicação do clock da CPU, uma chave para trancar o teclado. Atualmente tanto a chave para trancar o teclado quanto o display digital caíram em desuso. Padrões AT e ATX Olhando pela parte frontal gabinetes AT e ATX, não conseguimos a princípio notar a diferença. A maior diferença visual está na parte traseira. No padrão ATX, encontramos um grupo de conectores alinhados: teclado, mouse, interfaces USB, interfaces seriais e paralelas. Nos gabinetes padrão AT, esses conectores possuem outra disposição. Podem ficar espalhados em conectores na parte traseira, ou localizados em extensões de placas.

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Figura 2.38 Parte traseira de gabinete AT e de gabinete ATX.

um um

O gabinete ATX apresenta várias vantagens para quem produz o computador. A montagem é mais fácil, já que os componentes ficam dispostos de forma mais eficiente. Não ocorrerá o caso de um drive ou disco rígido ficar no caminho dos chips de memória, por exemplo. Para o usuário, a adoção do padrão ATX também é vantajosa. Menor aquecimento, facilidade de expansão e o melhor de tudo, as funções de gerenciamento de energia. O computador pode ser colocado em modo de espera, consumindo pouquíssima energia, porém mantendo o conteúdo da memória. Ao terminarmos o modo de espera (pressionando uma tecla qualquer ou movendo o mouse, por exemplo), os circuitos do computador são novamente ligados, sem a necessidade de passar pelo demorado processo de boot. Em 5 ou 10 segundos o computador estará novamente ativo. O uso do gerenciamento de energia é tão vantajoso que os gabinetes que adotam o obsoleto padrão AT também o estão utilizando. São gabinetes padrão AT que usam fontes padrão ATX. Gabinetes compactos e espaçosos Muitos produtos eletrônicos não foram projetados para funcionar sob o clima tropical. Isto é particularmente verdadeiro para as peças usadas nos PCs. Muitos computadores estão instalados em ambientes refrigerados, mas muitos ficam “ao natural”, trabalhando em temperaturas em geral superiores a 30 graus, muitas vezes chegando a quase 40 graus. Aí entra em jogo a questão do tamanho do gabinete. O interior do gabinete é sempre mais quente que a temperatura ambiente. Quanto mais compacto é o gabinete, mais quente tende a ser o seu interior. Em um ambiente a 30 graus, podemos ter o interior de um gabinete espaçoso marcando 35 graus, ou o interior de um gabinete compacto, marcando 40 ou 45 graus. Parece uma diferença pequena, mas não é. Cada grau de temperatura faz uma grande diferença. Some à temperatura interna do gabinete, o calor resultante do aquecimento dos componentes eletrônicos, e veremos que esses componentes poderão chegar facilmente a temperaturas da ordem de 70 graus, o limite de segurança para muitos componentes. Quando um componente opera a uma temperatura mais alta que a máxima permitida, vários problemas ocorrem. Os componentes passam a trabalhar de forma errática, e o computador apresenta os chamados “travamentos”. Isso tudo sem falar na redução da vida útil dos componentes. Depois de alguns meses de uso, podem estragar definitivamente. Quando usamos no computador, componentes que geram muito aquecimento, é recomendável usar um gabinete de maior tamanho. O chamado “midi” é o ideal. São gabinetes verticais relativamente altos, com cerca de 40 a 50 cm de altura. Os gabinetes “mini torre” são mais baixo, com cerca de 30 a 35 cm de altura. Piores ainda são os gabinetes horizontais, os gabinetes “slim” e os gabinetes ultra compactos. Quanto menor é o volume livre de ar no interior do gabinete, maior tende a ser o seu aquecimento interno.

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Figura 2.39 Formatos de gabinetes (cortesia Microcase).

Isto não significa que os gabinetes compactos são inadequados. Eles apresentarão aquecimento apenas se usarem componentes que produzem muito calor. Esses componentes são: Placa 3D de alto desempenho, processador veloz, gravador de CDs e disco rígido de alto desempenho. Também é maior o aquecimento quando um PC possui muitas placas de expansão. PCs com essas configurações devem preferencialmente utilizar um gabinete mais espaçoso. Os modelos compactos são mais indicados para PCs com configurações modestas e dispositivos onboard. Fonte de alimentação A fonte de alimentação recebe tensão da rede elétrica, em corrente alternada, 110 ou 220 volts, e gera as tensões contínuas que o computador precisa para seus chips. Essas tensões contínuas são +3.3 volts, +5 volts, +12 volts, -5 volts e –12 volts. Uma boa fonte de alimentação deve manter essas saídas constantes, independentemente da quantidade de corrente que os circuitos solicitam, e independentemente (até certo ponto) de variações na tensão da rede elétrica. Digamos por exemplo que um aparelho de ar condicionado é ligado, passando a puxar mais corrente da rede elétrica e causando uma queda de tensão. Ao receber esta redução na tensão de entrada, uma fonte de má qualidade poderá produzir também uma redução nas tensões contínuas geradas. A fonte tensão de +3.3 volts pode ser reduzida para +3.0 volts, por exemplo, provocando erros e mau funcionamento nos componentes do computador. Outra característica das fontes de alimentação é a sua potência, medida em Watts. São comuns no mercado fontes de 200, 250, 300 e 350 watts. De um modo geral, fontes de maior potência apresentam maior facilidade de regulação, ou seja, são menos sensíveis a variações causadas por interferências e flutuações na rede elétrica. Mesmo assim, não dispense o uso de um bom estabilizador de voltagem. Quando um computador é muito equipado, com processador veloz, placa 3D de alto desempenho e diversas expansões, é recomendável usar uma fonte de maior potência, como 300 ou 350 watts. Nos PCs mais modestos, fontes de 200 ou 250 watts são suficientes. Em caso de dúvida você sempre poderá comprar fontes de maior potência. Uma fonte só vai fornecer a potência que o computador exigir, portanto uma fonte de 300 watts trabalhará bem mesmo que os componentes do computador estejam exigindo apenas 100 watts. Além disso, praticamente não há diferença entre os preços das fontes menos potentes e os das mais potentes.

Teclado e mouse O teclado e o mouse são os dois principais dispositivos de entrada de um PC, ou seja, aqueles com o qual o usuário cria dados para o computador. Dentro de mais alguns anos, os comandos de voz tenderão a ser os mais usados (“computador, encontre os relatórios de vendas do primeiro semestre...”). Este dia chegará em um futuro próximo, mas por enquanto temos que nos contentar em usar o mouse e o teclado para informar ao computador o que queremos que seja feito. Teclado padrão

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O teclado padrão usado nos PCs é derivado do IBM Enhanced Keyboard, criado nos anos 80. Este teclado possuía 102 teclas, mas os modelos modernos possuem algumas teclas adicionais, como por exemplo, a tecla “Windows”. Pressionar esta tecla é equivalente a clicar com o mouse sobre o botão Iniciar da barra de tarefas. A maioria dos computadores utiliza teclados do tipo US Internacional. Outros utilizam o teclado ABNT2 (Associação Brasileira de Normas Técnicas). Este teclado é baseado no US Internacional, mas tem algumas teclas em posições diferentes. Possui ainda uma tecla “Ç”, que não é encontrada no teclado internacional. O Windows entende a combinação das teclas ‘ seguida de C como sendo equivalente ao Ç. Teclados ergonômicos Ergonomia significa “conforto para o usuário”. Um teclado ergonômico é um modelo que possui uma área de descanso para as mãos e possui as teclas dispostas em grupos que formam um pequeno ângulo, de tal forma que os pulsos não precisam ser flexionados para digitar. Um exemplo típico de teclado ergonômico é o produzido pela Microsoft, mostrado na figura 40. Depois da Microsoft, outras empresas passaram a produzir teclados com características semelhantes. Figura 2.40 Teclado ergonômic o.

Conectores DIN e PS/2 Os PCs dos anos 80 usavam em seus teclados, um conector DIN de 5 pinos. Este tipo de conector era usado em aparelhos de som, e por serem muito baratos e comuns, foram aproveitados para a conexão dos teclados dos PCs. Ao longo dos anos 90, surgiram aos poucos placas de CPU e teclados com conectores padrão PS/2. Ambos os conectores são mostrados na figura 41. Figura 2.41 Conectores teclado.

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Ainda hoje encontramos no mercado, placas de CPU padrão AT, com conector DIN para o teclado, e as placas de CPU padrão ATX, com conector de teclado padrão PS/2. Da mesma forma, encontramos teclados à venda com conectores DIN e com conectores PS/2. Quando o conector existente no teclado é diferente do existente na placa de CPU, temos que usar um pequeno adaptador, mas o ideal é que ambos os conectores sejam do mesmo tipo. Mouse de 2 e 3 botões O mouse padrão Microsoft possui apenas dois botões. O botão esquerdo é usado para executar comandos e o botão direito é em geral usado para ativar menus. Encontramos entretanto vários modelos de mouse que possuem três botões. Na maioria das vezes o botão do meio fica inativo, mas podemos instalar programas que fazem com que o botão do meio apresente alguma utilidade. O botão do meio pode ser usado, por exemplo, como equivalente a um clique duplo do botão esquerdo. Mouse com scroll A Microsoft lançou um mouse que possui na sua parte central, entre os dois botões, um pequeno botão giratório, usado para realizar a operação de scroll, ou seja, para rolar o conteúdo da tela para cima ou para baixo. Logo outros fabricantes passaram a produzir modelos equivalentes. Vale a pena utilizar um mouse com este recurso, pois facilita muito a visualização de textos e páginas longas. Figura 2.42 Mouse com scroll.

Conectores DB9 e PS/2 Desde que o mouse se tornou comum, a partir do início dos anos 90, o conector utilizado era do tipo DB9. O mouse era ligado em uma interface serial, normalmente a COM1. A partir de meados dos anos 90, as placas de CPU passaram a apresentar uma interface adicional, própria para a conexão do mouse. Não era exatamente uma interface serial similar à COM1 e à COM2, e sim uma “interface de mouse padrão PS/2”. Quando o mouse é ligado nesta interface, as portas seriais COM1 e COM2 ficam livres para conectar outros dispositivos. Todas as placas de CPU padrão ATX possuem um conector de mouse padrão PS/2, onde podemos ligar um mouse apropriado. Mesmo assim as interfaces seriais COM1 e COM2 continuam presentes nas placas de CPU, e nelas podemos ligar um mouse serial com conector DB9.

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Figura 2.43 Conexões para o mouse: PS2 – Conexão para mouse padrão PS/2 DB9 – Conexão para mouse serial (COM1)

Tanto o mouse que utiliza conector DB-9 como o que utiliza conector padrão PS/2 são na verdade seriais. Por isso, um mouse com conector padrão PS/2 pode ser ligado, por exemplo na COM1, bastando utilizar um adaptador para esta conexão. Resta ainda lembrar que nos PCs modernos, tanto as interfaces seriais como a interface para mouse PS/2 ficam localizadas na placa de CPU.

Figura 2.44 - Detalhe da conexão de mouse conector DB9 (B) nas portas seriais COM1 ou COM2 (A).

Figura 2.45 - Detalhe da conexão de mouse com conector PS/2 (A) na interface PS/2 (C) da placa mãe. Para ligar na COM1 ou COM2 é preciso usar um adaptador (B). Dentro de poucos anos, as interfaces seriais, paralelas, para teclado e mouse PS/2 serão substituídas pelas interfaces USB.

Interfaces

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Interfaces são circuitos capazes de controlar dispositivos de hardware. O processador não consegue enviar dados diretamente para uma impressora, para o vídeo, para um disco rígido, nem consegue receber dados diretamente do teclado, do mouse ou de um disquete, por exemplo. Ele precisa contar com a ajuda das interfaces, que são circuitos que fazem este trabalho. Cada interface é especializada no tipo de dispositivo que controla. Não poderíamos, por exemplo, usar uma interface de vídeo para enviar dados para uma impressora, nem receber caracteres de um teclado através de uma interface de mouse. Algumas interfaces ficam embutidas na placa de CPU. Outras ficam embutidas em outras placas. Certas placas possuem uma única interface (ex: placa de video), outras podem possuir duas ou mais interfaces (por exemplo, as placas de som, além de todas as suas entradas e saídas sonoras, possui uma interface para joystick). Interfaces que controlam dispositivos externos possuem conectores na parte traseira do computador, para a ligação desses dispositivos. São os casos das interfaces de teclado, mouse, impressora, vídeo, joystick, alto falantes, microfone, USB, etc. Outras interfaces controlam dispositivos internos, e por isso seus conectores não ficam à vista, e sim localizados na parte interna do computador. São os casos das interfaces para disquetes, disco rígido e drive de CD-ROM, por exemplo. Interfaces seriais As interfaces seriais (ou portas seriais) são normalmente chamadas de COM1 e COM2. Seus conectores ficam localizados na parte traseira do computador e são normalmente do tipo DB-9 macho. Alguns computadores mais antigos usam para a COM1, um conector DB-9, e para a COM2 um conector DB-25, ambos do tipo macho. Figura 2.46 Conectores externos das interfaces seriais.

As interfaces seriais são muito antigas, existem nos PCs desde o início dos anos 80. Sua principal característica é que podem transmitir ou receber um bit de cada vez. As interfaces seriais existentes nos PCs atuais podem operar com taxas de até 115.200 bits por segundo, o que é uma velocidade bastante lenta. Mesmo sendo lenta, este tipo de interface é adequada para alguns dispositivos que não necessitam de alta velocidade. É muito grande o número de computadores que usam a interface serial COM1 para conectar um mouse. Existem entretanto várias outras aplicações. Através da interface serial podemos conectar dois PCs para troca de informações, apesar de ser uma transmissão muito demorada. Também com esta conexão é possível utilizar certos jogos com dois jogadores, um em cada PC. Nos próximos anos, os PCs não utilizarão mais interfaces seriais. Suas funções passarão a ser desempenhadas pelas interfaces USB. Tanto é assim que todos os PCs modernos possuem interfaces USB, e todos os fabricantes de dispositivos seriais estão produzindo modelos USB. Interface paralela A interface paralela também pode ser chamada de porta paralela, interface de impressora ou porta de impressora. As referências às impressoras devem-se ao fato desta interface ter sido originalmente criada para a conexão de impressoras. O nome “paralela” foi usado porque esta interface transmite 8 bits de

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cada vez, em contraste com as interfaces seriais, que transmitiam um bit de cada vez. Esta não é a única interface paralela que existe, e também não serve apenas para conectar impressoras, portanto ambos os nomes, apesar de consagrados, não são bem adequados. Figura 2.47 Conector externo da interface paralela.

O conector da interface paralela fica localizado na parte traseira do computador. É um conector do tipo DB-25 fêmea. As interfaces paralelas antigas podiam transmitir apenas 150 kB/s, mas as atuais, operando nos modos EPP e ECP, podem transmitir 2 MB/s, mas para isso precisam de um cabo especial, chamado Cabo IEEE 1284. Muitas impressoras são acompanhadas deste cabo, outras não. Infelizmente no comércio brasileiro não encontramos este cabo à venda, pois os vendedores e importadores não têm conhecimento técnico para entender a diferença entre um cabo IEEE 1284 e um cabo de impressora comum. Operar nos modos EPP e ECP usando um cabo de impressora comum muitas vezes funciona, mas a impressora pode apresentar várias anomalias, como impressão de dados errados, por exemplo. A solução “suja” para o problema é configurar a interface de impressora para operar em baixa velocidade, o que elimina os erros. A solução ideal é comprar uma impressora já com o cabo apropriado, ou então aproveitar uma viagem aos Estados Unidos para comprar um cabo IEEE 1284, disponível em qualquer loja de produtos de informática, lá. Além da impressora, outros dispositivos podem ser ligados na porta paralela. Podem inclusive ser ligados em conjunto com a impressora. Existem scanners, unidades de disco removível (ZIP Drive), gravadores de CDs, câmeras digitais e outros produtos que compartilham a porta paralela com a impressora. Do computador parte um cabo para o dispositivo, e do dispositivo parte outro cabo para a impressora. Na maioria dos casos este compartilhamento funciona bem, mas existem alguns casos em que ocorrem conflitos, impedindo o correto funcionamento da impressora ou do dispositivo. Interface USB As interfaces seriais, paralelas, de teclado e de joystick usadas nos PCs, são praticamente as mesmas usadas no início dos anos 80. São interfaces obsoletas para os padrões atuais. Apesar de funcionarem, não apresentam os recursos avançados que a eletrônica moderna permite. Em meados dos anos 90, a Intel criou uma nova interface mais moderna, versátil e veloz, a chamada USB (Universal Serial Bus). Tanto os fabricantes de placas de CPU e computadores quanto os fabricantes de periféricos (teclado, mouse, impressora, etc.) demoraram um pouco a adotá-la. Hoje encontramos interfaces USB em todos os PCs modernos, e praticamente todos os fabricantes de periféricos produzem modelos USB. É possível produzir um computador com todos os periféricos externos no padrão USB, o que será cada vez mais comum nos próximos anos.

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Figura 2.48 Conectores interfaces USB.

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Os PCs modernos possuem duas interfaces USB, acessíveis através de dois conectores localizados na sua parte traseira. Cada uma delas permite ligar até 128 dispositivos, através de um pequeno hub, que deve ser adquirido separadamente. Obviamente para ligar todos os 128 dispositivos é preciso utilizar vários hubs em cascata. As interfaces USB atuais operam com cerca de 1,2 MB/s, velocidade mais que suficiente para dispositivos como teclado, mouse, joystick, modem externo, WebCAM (câmera para transmitir imagens via Internet), impressora, scanner, gravador de CDs e vários outros produtos. Em breve serão lançadas interfaces USB com velocidades ainda maiores. As interfaces USB possuem ainda outros recursos úteis, como o Hot Swap. Podemos conectar e desconectar dispositivos com o computador ligado. Se fizermos isto com a impressora, teclado, mouse e outros dispositivos não USB, corremos o risco de queimá-los. As interfaces e os dispositivos USB entendem-se perfeitamente e foram projetados para permitir as conexões sem a necessidade de desligar os equipamentos. Interface IDE Todas as placas de CPU atuais possuem duas interfaces IDE. Em cada uma delas podem ser ligados dois dispositivos, portanto um PC típico pode ter até 4 dispositivos IDE. Os mais comuns são o disco rígido e o drive de CD-ROM, mas podemos instalar mais dois, como um gravador de CDs e um ZIP Drive IDE. Figura 2.49 Conectores internos das interfaces IDE.

Os conectores das interfaces IDE não são visíveis pelo exterior do computador. Como o disco rígido, o drive de CD-ROM e outros dispositivos IDE são internos, todas as conexões ficam no interior do computador.

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Uma das principais características das interfaces IDE (também chamada de ATA) é a sua velocidade. Até 1997, as interfaces IDE operavam no máximo com a taxa de 16,6 MB/s. Este modo de transmissão é chamado de PIO Mode 4. No início de 1998 eram comuns as interfaces e dispositivos IDE que operam no chamado modo ATA-33, ou Ultra DMA 33. A taxa de transferência é de 33 MB/s. No final de 1999 eram comuns os modelos ATA-66 ou Ultra DMA 66, operando com 66 MB/s. A seguir surgiram os modelos ATA-100, operando com 100 MB/s. O lançamento de versões com velocidades mais elevadas é conseqüência direta do aumento da capacidade dos discos rígidos. Sua capacidade aumenta porque os programas usam arquivos grandes e em grande número. Portanto a quantidade de dados acessados é maior. Se a velocidade dos discos não for aumentada, o acesso a esses dados será cada vez mais demorado. Podemos portanto esperar o lançamento de discos IDE (ou de outros tipos que os substituam no futuro) cada vez mais rápidos. Interface para drives de disquetes Todas as placas de CPU possuem uma interface para drive de disquetes. Seu conector fica no interior do computador, e através dele e de um cabo apropriado, podem ser controlados um ou dois drives de disquetes. Como nenhum computador moderno opera utilizando dois drives de disquetes, já existem algumas placas de CPU com interfaces que não reconhecem um eventual segundo drive. Figura 2.50 Conector da interface para drives de disquetes.

Interface para teclado Do ponto de vista eletrônico, as interfaces de teclado de todos os PCs são idênticas. Ficam localizadas na placa de CPU, e seu conector fica na sua parte traseira, ou seja, é acessível pelo painel traseiro do gabinete. Existem entretanto diferenças nos tipos de conectores. As placas mais antigas utilizavam um conector padrão DIN, de 5 pinos. As mais novas utilizam um conector menor, chamado padrão PS/2. Como os teclados são eletronicamente semelhantes e a diferença entre os conectores é apenas física, podemos ligar qualquer tipo de teclado (DIN ou PS/2) em qualquer tipo de placa de CPU. Se os conectores forem diferentes, basta usar um adaptador. Existem duas versões deste adaptador: DINPS/2 e PS/2-DIN. Explicando melhor, “placa de CPU com conector DIN para teclado com conector PS/2” e “placa de CPU com conector PS/2 para teclado com conector DIN”. Explique ao vendedor na hora de comprar. Figura 2.51 Conectores da interface para teclado. No computador da direita, temos um conector DIN. No da esquerda, o conector do teclado é do tipo PS/2.

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Interface para joystick A interface para joystick está normalmente localizada na placa de som. Pode também estar localizada na placa de CPU se esta tiver “som onboard”. O seu conector é externo, fica sempre acessível pelo painel traseiro do computador, na placa de som ou na placa de CPU. É um conector do tipo DB-15 fêmea, menor que o conector da impressora (que é DB-25) e maior que os conectores das portas seriais (DB9). Figura 2.52 Conector da interface para joystick.

Neste conector podemos ligar um único joystick, de até 8 botões, ou então ligar dois joysticks, com 2 botões cada um, através de um cabo especial comercializado por algumas lojas (Cabo em “Y” de extensão para joystick). Ao invés do joystick (aquele que possui uma alavanca ou “manche”), encontramos também os chamados joypads (controle de jogo), que não possuem alavanca, e sim um pequeno botão em forma de “+” para comandar a direção, similar ao utilizado por consoles de videogames. Um usuário que goste muito de jogos poderá precisar comprar mais de um controle de jogo. Alguns jogos funcionam melhor com joysticks, outros funcionam melhor com joypads. Interfaces onboard A rigor, uma interface “onboard” é qualquer interface localizada na placa de CPU. Desde o início dos anos 80 a interface de teclado é onboard. Nunca foram produzidos PC com interfaces de teclado localizados em uma placa de expansão. Naquela época existiam placas de expansão com interfaces para drives de disquetes, disco rígido, seriais e paralela. Por volta de 1995 tornaram-se comuns as placas de CPU com todas essas interfaces embutidas, exceto a interface de joystick, que permaneceu na placa de som (apenas nas placas de CPU mais recentes a interface de joystick passou a ser incluída). A passagem de uma interface de uma placa de expansão para a placa de CPU sempre uma característica: redução de custo sem prejudicar o desempenho. As interfaces seriais, paralelas e de drives de disquetes, por exemplo, apresentam o mesmo desempenho que as equivalentes localizadas em placas de expansão. Já a interface de disco rígido das placas de CPU apresentam desempenho igual ou melhor que as localizadas em placas de expansão. Até as memórias eram no passado localizadas em placas de expansão, e foram transferidas para a placa de CPU, o que resultou em grande aumento de desempenho e redução de custo. Mais recentemente, outras interfaces que antes eram localizadas em placas de expansão foram, não transferidas definitivamente para a placa de CPU, mas passaram a ser oferecidas em duas opções: em placas de expansão, para os PCs mais potentes, e na própria placa de CPU, para os PCs mais baratos. São as interfaces de vídeo, som, modem e rede. Uma placa de CPU com todas essas interfaces embutidas acaba resultando em boa economia, mas o desempenho dessas interfaces nem sempre é satisfatório. Daí surgiram os termos “vídeo onboard”, “som onboard”, e assim por diante. Hoje em dia quando alguém usa o termo “onboard”, está se referindo a essas interfaces. Em muitos casos os circuitos de som, modem e rede onboard são formados por chips similares aos encontrados nas placas de expansão de baixo custo. Algumas dessas placas podem ser vendidas com ou

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sem esses circuitos (com som ou sem som, com modem ou sem modem, etc.). Não significa que podemos pedir ao vendedor para colocar os chips desejados. As placas saem da fábrica nas versões “com som” e “sem som”, por exemplo. Em uma placa com som onboard vendida “sem som”, fica um espaço vazio onde deveria estar o chip de som. O usuário não pode comprar e instalar este chip, deve decidir o que quer na hora da compra. Já os circuitos de vídeo onboard são normalmente localizados no próprio chipset da placa de CPU (mais adiante veremos o que é um chipset). Não podemos escolher entre as opções “com vídeo” ou “sem vídeo”. Se uma placa de CPU tem vídeo onboard, ela sempre terá os circuitos de vídeo, não existindo a opção de uma versão sem este chip. Note que nem sempre onboard é sinônimo de ruim. É tecnicamente possível produzir uma placa com som, vídeo, rede e modem onboard de alto desempenho, entretanto o custo não é baixo. Em caso de dúvida, leve em conta que as placas de CPU de menor custo são as que têm circuitos onboard de baixo desempenho.

Alguns tópicos avançados Se você já aprendeu o que ensinamos até agora, já tem um conhecimento sobre hardware acima da média. Vamos agora complementar com mais alguns conceitos avançados que você precisa conhecer. Chipsets Os primeiros PCs tinham, além do processador e das memórias, dezenas de outros chips. Com muitos chips, maiores eram as chances de ocorrerem defeitos, maior era o custo e o tamanho das placas. Vários fabricantes produziram chips especiais que tinham os mesmos circuitos que as dezenas de chips usados nos PCs. Isso resultou em redução de preço, redução de tamanho e aumento da confiabilidade das placas de CPU. Melhor ainda, possibilitou a criação de novas placas mais sofisticadas, com muito mais circuitos, além de serem bem mais rápidas. Esses chips especiais são conhecidos como chipsets. Normalmente são um conjunto de dois ou três chips, que ligados a um processador e às memórias, além de alguns poucos chips especiais, realizam todas as funções de uma placa de CPU. Figura 2.53 Chipset.

Os principais fabricantes de chipsets para placas de CPU são a Intel, VIA e SiS. Normalmente a Intel produz os modelos mais avançados, que logo depois são produzidos em versões similares pela VIA. A SiS é mais conhecida por produzir chipsets para placas de CPU de baixo custo, estando em geral um passo atrás da Intel e da VIA. Se você vai comprar um PC de baixo custo, é aceitável optar por um modelo com chipset SiS, mas se procura um modelo avançado, escolha uma placa de CPU com chipset Intel ou VIA.

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BIOS O BIOS é um programa que fica armazenado em uma memória ROM, localizada na placa de CPU. BIOS significa Basic Input-Output System, ou seja, sistema básico de entrada e saída. É correto dizer “o BIOS”, e não “a BIOS”. Pelo fato de estar armazenado em uma memória ROM, o BIOS não é apagado quando o computador é desligado. Ele é executado assim que o computador é ligado. É o responsável por realizar o teste de memória, ativar as principais interfaces e iniciar a carga do sistema operacional. Figura 2.54 Memória ROM da placa de CPU, onde fica armazenado o BIOS.

Na mesma ROM onde fica armazenada o BIOS, temos também um programa para definir configurações de hardware. Este programa é chamado CMOS Setup. Nele podemos definir a data e a hora, indicar os discos rígidos presentes e escolher várias opções de funcionamento, como a velocidade das memórias e outros tantos detalhes. DSP e HSP Os modems possuem um chip especial chamado “processador de sinais digitais” (em inglês, digital signal processor, ou DSP). Este chip é na verdade um processador que opera com o seu próprio BIOS e sua própria memória RAM. Seu trabalho é receber os sinais provenientes da linha telefônica, identificar os sinais digitais que representam, realizar a descompressão de dados e a correção de erros. Na transmissão de dados, realiza a conversão dos sinais digitais para o formato analógico, faz a compressão de dados e controla a correção de erros de comunicação. É trabalho suficiente para deixar um processador bastante ocupado. O processador da placa de CPU não precisa se preocupar com esses detalhes. Basta enviar para o modem os dados a serem transmitidos, e o DSP faz todo o trabalho de transmissão. Na recepção, o DSP também faz todo o trabalho, e entrega os dados recebidos para o processador da placa de CPU. Visando reduzir os preços dos modems, vários fabricantes produziram modelos sem DSP. Isso mesmo, eles não têm um processador de sinais digitais para fazer todo o trabalho pesado da comunicação de dados. Este trabalho precisa ser feito pelo processador da placa de CPU, por isso esses modems são chamados de HSP (Host Signal Processor). Também são conhecidos como “soft modems” e “Winmodems”. A desvantagem é que o processador fica com menos tempo disponível para a execução de programas, já que precisa fazer o trabalho que seria do DSP. Modems que possuem DSP são mais caros, porém muito melhores. Alguns fabricantes os chamam de “Comtroller modems”. Ao comprar um modem em uma loja, você irá constatar que os vendedores não sabem a diferença. Costumam usar o tempo “modem para 486”, para designar os modelos com DSP. São chamados assim porque os soft modems requerem processadores bem rápidos para fazer o trabalho que seria do DSP, portanto não funcionam em PCs 486. Memória virtual

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Digamos que o seu computador tenha apenas 32 MB de memória, mas que você vai executar vários programas ao mesmo tempo, que necessitariam juntos de 80 MB. Antigamente quando tentávamos executar um programa e não existia memória livre, aparecia uma mensagem de erro: memória insuficiente. Sistemas operacionais que permitem executar vários programas ao mesmo tempo utilizam um artifício para contornar a situação. Normalmente o usuário não opera vários programas ao mesmo tempo, e sim deixa alguns programas parados enquanto envia comandos para outro. Os programas que estão parados não precisam ser finalizados, e nem precisam ficar ocupando espaço na memória. A área de memória que estão usando pode ser copiada para uma área especial do disco rígido, chamada “arquivo de permita” (swap file). Este arquivo pode ser bem maior que a memória real instalada no computador. Com isso temos a sensação que a quantidade de memória é bem maior. Esta é entretanto uma memória virtual. Sempre que o processador precisa executar trechos de programas que estão no arquivo de permuta, precisa encontrar uma área de memória real (RAM) livre para copiar as informações, para só então processá-las. Quando um computador usa muito a memória virtual, acaba ficando muito lento, devido à grande quantidade de acessos a disco. Melhor seria instalar mais memória RAM. Com mais memória disponível, menor será a necessidade de usar a memória virtual, e o desempenho do PC será melhor. Driver Não confunda “driver” com “drive”. É correto dizer “drive de disquetes” ou “drive de CD-ROM”. O drive é uma unidade na qual são colocados discos ou outro meio de armazenamento de dados. Já o termo “driver” é algo completamente diferente. Trata-se de um software que faz com que o sistema operacional utilize um determinado dispositivo de hardware. Para uma impressora funcionar, é preciso que seja instalado o seu driver, para uma placa de vídeo funcionar é preciso que seja instalado o seu driver, para que os dispositivos da placa de som funcionem, é precisam que sejam instalados os seus drivers. É muito comum as pessoas confundirem os dois termos. Na tradução do filme “Assédio Sexual”, o Micheal Douglas diz para Demi Moore que “os drivers têm que ser de no mínimo 100 ms...”. Ele estava falando sobre drives de CD-ROM, então deveria ter sido traduzido como “drives”, e não “drivers”. Sempre que compramos um dispositivo de hardware, ele vem acompanhado com um disquete ou CDROM no qual está o driver que permite o seu funcionamento no Windows e em outros sistemas operacionais. Muitos sistemas, como é o caso do Windows, já são acompanhados de drivers para centenas de dispositivos de hardware. Quando o sistema não possui os drivers apropriados, temos que utilizar aqueles que os fabricantes fornecem, no disquete ou CD que acompanha o dispositivo de hardware que queremos instalar. Em alguns casos de mau funcionamento, os problemas são resolvidos através da instalação de drivers atualizados. Todos os fabricantes disponibilizam através dos seus sites na Internet, drivers atualizados para seus produtos, nos quais eventuais problemas são corrigidos. VGA e Super VGA Desde os anos 80 existem placas de vídeo e monitores VGA. Tanto as placas como os monitores operavam com resolução máxima de 640x480, porém com apenas 16 cores. Podiam utilizar até 256 cores, desde que a resolução fosse mais baixa: 320x200, normalmente utilizada por jogos. No final dos anos 80 surgiram placas de vídeo capazes de operar com 256 cores também na resolução de 640x480, depois em 800x600 e 1024x768. Qualquer placa de vídeo capaz de operar com resoluções maiores de 640x480, e com mais de 16 cores nessas resoluções, era chamada de Super VGA (SVGA). Alguns fabricantes usavam nomes parecidos, como Ultra VGA, Hiper VGA, ou até VGA Wonder. Todas podem ser informalmente chamadas de Super VGA. Atualmente todas as placas de vídeo são SVGA, porém bem mais avançadas. Alguns fabricantes mais modestos continuam chamando suas placas e monitores de VGA, mas como os modos gráficos são superiores aos das placas VGA originais, o correto seria chamálos de Super VGA. Monitor não entrelaçado

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Os primeiros monitores Super VGA chegavam no máximo à resolução de 800x600, com alguma cintilação. Não conseguiam chegar à resolução de 1024x768, pois a cintilação seria insuportável. Além disso perderiam o sincronismo se os fizéssemos operar nessas resoluções. Para permitir o uso da resolução de 1024x768 nesses monitores antigos, os fabricantes de placas de vídeo utilizaram o chamado modo entrelaçado. Consiste em usar a resolução de 1024x768, mas formando inicialmente as 384 linhas ímpares, depois as 384 linhas pares, e assim sucessivamente. Assim os monitores conseguiam operar com 1024x768, apesar de ser no modo entrelaçado. A qualidade da imagem é bastante inferior. Os fabricantes de monitores produziram modelos capazes de operar com 1024x768, sem usar a varredura entrelaçada. A imagem ficava melhor, mais nítida e estável. Eram chamados de monitores não entrelaçados. Até hoje encontramos esses termos em uso. Um monitor não entrelaçado oferecerá imagem melhor nas resoluções mais altas. Isto não chega a ser uma vantagem nos dias atuais, pois praticamente todos os monitores são “não entrelaçados”. Monitor digital O monitor digital é aquele que possui controles frontais digitais. Os monitores antigos possuíam potenciômetros para controlar o brilho, contraste, largura e altura, linearidade da imagem, etc. Praticamente não existem mais monitores assim. Os modelos atuais possuem botões que indicam cada função, e controles “+” e “-“ para aumentar ou diminuir cada característica da imagem, da mesma forma como temos botões “+” e “-“ para aumentar e diminuir volume, brilho, contraste, nitidez e outras características nos atuais aparelhos de TV. Figura 2.55 Controles de um “monitor digital”.

Gerenciamento de energia Antigamente os aparelhos eletrônicos só podiam assumir dois estados: ligado e desligado. Aos poucos surgiram aparelhos que usavam um terceiro estado: standby, ou estado de espera. Neste estado, o equipamento fica parcialmente ligado, pronto para receber comandos, mas com seus principais componentes consumidores de energia desligados. Este estado foi introduzido também nos computadores, primeiro nos portáteis, pois a economia de energia é importante para aumentar a duração das baterias, depois nos computadores de mesa. Hoje todos os PCs possuem funções de gerenciamento de energia, e podem ser colocados no estado de espera. Podemos programar o PC para, em caso de inatividade prolongada (isto é, se ficarmos muito tempo sem usar o teclado e o mouse), entrar no modo de espera. Podemos ainda usar o botão liga/desliga, não para ligar e desligar o computador, mas colocá-lo e retirá-lo do modo de espera. Quando o PC é colocado em modo de espera, o conteúdo da memória é preservado, o processador paralisa suas atividades e quase todos os circuitos são desligados. Ao pressionarmos uma tecla, ou movermos o mouse, ou pressionarmos o botão liga/desliga, o PC precisará apenas de 5 ou 10 segundos para voltar ao estado “ligado”, sem precisar passar pelo demorado processo de boot.

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ISDN Linhas ISDN são bem parecidas com as linhas telefônicas, porém são mais rápidas e possuem confiabilidade maior. Ao contrário das linhas telefônicas comuns, as linhas ISDN foram criadas especificamente para transmitir dados digitais. A taxa de transmissão dessas linhas é de 128 kB/s, e não sofrem dos vários problemas pelos quais passam as linhas comuns. Essas são as verdadeiras linhas digitais, usadas por empresas que precisam de conexões com alta confiabilidade. As linhas telefônicas comuns, porém de centrais mais novas, que são chamadas na gíria de “linhas digitais”, na verdade não são digitais, e sim analógicas. A diferença é que as suas centrais telefônicas são digitais, portanto seria certo chamá-las de “linhas de central digital”. As linhas ISDN são verdadeiramente, e totalmente digitais. Para usá-las é preciso utilizar um modem ISDN. Este tipo de modem é bastante caro, e o custo dessas linhas também é bastante elevado. O custo alto só é justificado para empresas que precisam de conexões de alta confiabilidade. Entretanto com a expansão das telecomunicações, é provável que tenhamos em breve linhas ISDN de baixo custo, além de outros meios de comunicação de alta velocidade e preços acessíveis para o grande público. Desfragmentação A desfragmentação é uma espécie de “arrumação na bagunça do disco rígido”. A bagunça começa quando começamos a excluir arquivos. Quando um arquivo é excluído, o espaço antes ocupado fica livre para a gravação de novos arquivos. Suponha que você apagou três arquivos localizados em áreas diferentes do disco, um arquivo A com 100 kB, outro B com 200 kB e outro C com 400 kB. Digamos agora que precisamos gravar um novo arquivo D, com 800 kB. Este arquivo começará a ser gravado no primeiro espaço disponível, que é a lacuna antes ocupada pelo arquivo A. Como esta lacuna tem apenas 100 kB, apenas os primeiros 100 kB do arquivo D serão gravados na mesma. O restante do arquivo continuará sendo gravado em outras áreas. Portanto 200 kB do arquivo D serão gravados na lacuna antes ocupada por B, os 400 kB seguintes ficarão onde antes estava C, e os 100 kB restantes ficarão em outra área disponível no disco. O arquivo D foi então gravado de forma fragmentada, em 4 áreas diferentes. Em um primeiro momento, o usuário não precisa se preocupar com este fato. Quando este arquivo é acessado, o sistema operacional fica encarregado de encontrar suas partes e carregar na memória RAM de forma correta. A desvantagem é que o tempo de carga deste arquivo será maior. Os arquivos armazenados de forma contígua, ou seja, em uma única área, são acessados de forma mais rápida. Por isso é altamente recomendável que usemos periodicamente um programa desfragmentador, como o que acompanha o Windows. Esses programas encontram os arquivos fragmentados e os gravam em outros locais de modo que fiquem em áreas contíguas, não fragmentadas. Como resultado, o computador fica mais rápido, já que o seu acesso a disco fica mais eficiente. FAT32 Você provavelmente já ouviu falar em FAT32. Trata-se de uma forma de organizar os arquivos em um disco rígido. Antes dela era utilizada a FAT16, e a sua principal desvantagem era que não podia operar com discos rígidos com mais de 2 GB. Se um disco rígido tivesse capacidade maior que esta, precisava ser dividido em dois ou mais drives lógicos. Por exemplo, um disco de 6 GB era normalmente dividido em três drives (C, D e E) de 2 GB cada. A FAT32 não possui mais esta limitação, podemos ter discos de capacidades bem mais elevadas, sem a necessidade de dividi-los. Vírus de computador Vírus de computador não são organismos vivos, como os que atacam animais e plantas. Tratam-se de programas feitos por programadores de má índole (para não dizer coisa pior), que têm como objetivo principal causar danos aos dados do computador, e como segundo objetivo, propagar-se para outros computadores, tudo isso sem que o usuário perceba. A infecção se dá através de um disquete

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contaminado, através de sites da Internet com conteúdo pouco recomendável (por exemplo, sites dedicados a dar dicas sobre pirataria), e o modo mais comum, a propagação através de e-mail. Os usuários principiantes deveriam ser avisados que quando recebem um e-mail de remetente desconhecido, contendo um arquivo anexo, este arquivo pode ser um vírus. Alguns usuários desavisados recebem e-mails contendo arquivos anexos com nomes sugestivos, como TIAZINHA.JPG ou FEITICEIRA.JPG, e ao abrirem o arquivo para visualização, estão na verdade ativando o vírus. Algumas precauções básicas podem ser tomadas para não ter o computador contaminado com vírus. Use um bom programa anti-vírus, não abra arquivos anexos de forma indiscriminada, principalmente quando forem de remetente desconhecido, e não navegue por sites de hackers, crackers e piratas de software. Formatação de discos Formatar um disco é fazer uma demarcação magnética das trilhas e setores nas quais serão gravados os dados. Disquetes e discos rígidos usam setores de 512 bytes, mas outros tipos de disco podem usar setores de tamanhos diferentes. É o caso dos discos CD-RW, que usam setores de grande tamanho, como 64 kB. Discos rígidos são formatados na fábrica, e o usuário não pode formatá-lo. O único tipo de formatação que o usuário faz em um disco rígido é a chamada formatação lógica. Esta formatação não cria trilhas e setores, apenas apaga os diretórios e a tabela de alocação de arquivos, e faz uma verificação em todos os setores do disco, à procura de erros, sem entretanto fazer a magnetização dos setores. Esta magnetização não é necessária, pois os setores continuam no mesmo lugar. Quando novos dados forem gravados, os setores já existentes estarão disponíveis e serão preenchidos com esses novos dados. Já os disquetes e os discos CD-RW podem ser formatados logicamente ou fisicamente. A formatação física, ou incondicional, cria novamente as trilhas e setores. De um modo geral, não é necessário fazer formatação física diversas vezes, basta uma. Nas vezes seguintes, podemos fazer a formatação lógica e rápida, que apenas apaga o diretório e FAT, e demora apenas alguns segundos. Cache de disco Nem toda a memória disponível em um computador é usada para armazenar programas e dados. Uma parte dela é usada para acelerar o desempenho do disco rígido e do drive de CD-ROM. O método usado para melhorar o desempenho é muito simples. Quando dados são lidos do disco rígido, eles não são imediatamente entregues ao programa que os solicitou. Esses dados vão inicialmente para uma área de memória, chamada cache de disco, para depois serem transferidos. Se depois de executar um programa ou acessar um arquivo, o usuário pede novamente a execução do mesmo programa e a leitura dos mesmos dados, existe uma chance de que a cópia desses dados ainda esteja na cache. Sendo assim, não precisa fazer o acesso a disco, pode pegar os dados diretamente na memória, o que é muito mais rápido. Uma outra forma de aceleração da cache é a leitura antecipada. Quando um programa pede a leitura de um pequeno trecho de um arquivo, o sistema operacional lê este trecho, entrega-o ao programa que o solicitou e comanda a leitura dos trechos seguintes. Existe uma grande chance do programa que pediu a leitura de uma área (por exemplo, o início de um arquivo), pedir logo depois a área seguinte do mesmo arquivo (meio e fim). Com a leitura antecipada, o programa receberá mais rapidamente os dados pedidos. É feita a leitura de um grande bloco de dados, e o primeiro deles é entregue ao programa. Quando o programa pedir os dados seguintes, eles já terão sido lidos. O Windows é suficientemente esperto para, quando tem muita memória livre, usá-la ao máximo como cache de disco, e à medida em que os programas precisam de mais memória, liberar áreas de memória antes usadas como cache para os programas. Utilitários e aplicativos Existem vários tipos de programas, e muitos deles podem ser divididos em duas classes: utilitários e aplicativos. Os aplicativos são os programas que dão ao computador alguma utilidade. Editores de texto, editores gráficos, jogos, navegadores, programas de correio eletrônico são alguns exemplos de aplicativos. Já os utilitários são programas que, apesar do seu nome, não têm para o usuário uma utilidade direta, e sim servem para manter o computador funcionando de forma mais segura e eficiente. Programas anti-vírus, programas para formatação de disco, desfragmentadores de disco e programas de

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backup são alguns exemplos de utilitários. Nenhum usuário de computador vai passar o tempo todo fazendo backup, checando vírus, formatando e desfragmentando discos. Ele fará essas coisas periodicamente, em uma pequena parte do tempo, apenas para manter o computador em ordem. DirectX Se você gosta de jogos, não pode passar sem conhecer o DirectX. Trata-se de um conjunto de funções que permitem aos jogos terem acesso direto aos hardware, possibilitando assim que esses jogos operem de forma extremamente rápida. Antes de existir o DirectX, os jogos acessavam o hardware como outro programa qualquer, passando por toda a “burocracia” do sistema operacional. Este método de acesso “burocrático” é adequado para programas que geram poucos movimentos na tela e que recebem dados em baixa velocidade a partir do teclado e mouse. Já os jogos de ação precisam gerar imagens bastante rápidas, gerar sons sincronizados com os movimentos, receber movimentos a partir de joysticks e através de uma rede (muitos jogos permitem múltiplos jogadores, que podem operar em conjunto graças à rede). A Microsoft desenvolveu então o DirectX, composto de várias partes: DirectDraw acesso direto à placa Direct3D acesso direto à memória DirectSound acesso direto DirectPlay acesso Direct Input - acesso direto a joysticks

de vídeo para de vídeo para à placa direto a

gráficos gráficos de

2D 3D som rede

Este padrão possibilitou a criação de milhares de jogos para Windows. Antes disso os jogos para Windows eram muito lentos, e as empresas que os criavam eram obrigadas a utilizar o MS-DOS para conseguir mais velocidade. Hoje não são mais lançados jogos para MS-DOS, apenas para Windows, e usando o DirectX. O usuário deve sempre manter no seu computador a versão mais nova do DirectX. Quando instalamos um jogo, normalmente é feita a instalação do DirectX, caso a versão existente no CD do jogo seja mais nova que a instalada no computador. O usuário também pode ir direto ao site da Microsoft, em www.microsoft.com/directx para obter a versão mais nova do DirectX. Direct3D, Glide e OpenGL O Direct3D é a parte do DirectX dedicada à geração de imagens tridimensionais. Dizemos que é uma API gráfica 3D (Application Programming Interface). A maioria dos jogos usam a API Direct3D, mas existem outras duas importantes: Glide e OpenGL. O Glide é a API nativa das placas 3D produzidas pela 3DFx, um dos maiores fabricantes de chips gráficos 3D. São as placas conhecidas como Voodoo, bastante comuns no mercado, apesar de caras. Placas Voodoo devem operar preferencialmente com o Glide, mas também podem operar com Direct3D e OpenGL, apesar do Glide oferecer melhores resultados. A maioria dos jogos que opera com Glide, opera também com Direct3D. Os fãs de jogos de corridas normalmente preferem as placas Voodoo, já que a maioria desses jogos, apesar de funcionarem com o Direct3D, são otimizados para o sistema Glide. A outra API importante é o OpenGL. É usada para a geração de gráficos 3D em programas para uso profissional, como CAD em geral, mas muitos jogos modernos o estão utilizando, devido à melhor qualidade das suas imagens. O OpenGL tem como prioridade a precisão na representação de imagens, e não a velocidade. Alguns jogos podem operar com OpenGL, mas ficam um pouco lentos. Se a placa de vídeo e o processador forem bastante rápidos, o problema da lentidão é resolvido, e os gráficos são fantásticos. Atualmente a maioria das placas 3D é acompanhada de drivers para Direct3D e OpenGL. As placas Voodoo são compatíveis com Glide, Direct3D e MiniGL, uma porção do OpenGL utilizada em jogos.

O processador e o seu soquete 69

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A primeira decisão a ser tomada por quem quer montar um computador é escolher o fabricante do processador: Intel ou AMD. A segunda decisão é o formado do processador. Já vai longe o tempo em que as placas de CPU serviam para qualquer processador, ou pelo menos para qualquer um entre os modernos. As placas de CPU produzidas entre 1995 e 1997 para a plataforma Soquete 7, permitiam instalar processadores Pentium, Pentium MMX, AMD K5, AMD K6, AMD K6-2, Cyrix 6x86, 6x86MX e MII, além de outros menos comuns, como o Winchip, produzido pela IDT. Todos esses processadores eram uma espécie de cópia do Pentium, com os devidos melhoramentos. Os fabricantes de placas de CPU tinham pouco trabalho. Era fácil projetar placas adequadas para todos os processadores compatíveis com o Soquete 7. A situação mudou com o lançamento do Pentium II, que utilizava um novo conector chamado Slot 1. Este conector era de uso proprietário, ou seja, a Intel não permitia a sua utilização por outros fabricantes. Novos processadores da Cyrix e AMD tiveram que continuar usando o Soquete 7, que sofreu melhoramentos e passou a ser chamado de Super 7. A seguir a Intel criou uma variação do Slot 1, mas em forma de soquete. Era o chamado Socket 370. A AMD, por sua vez, criou um conector em forma de Slot, parecido com o utilizado pelo Pentium II, para usar com o seu processador Athlon. Era o chamado Slot A. Este mesmo conector foi posteriormente transformado em soquete, passando a se chamar Soquete A. Finalmente a Intel lançou um novo tipo de soquete para o seu novo processador Pentium 4. É chamado de Socket 423. Desta forma os fabricantes de placas de CPU passaram a produzir placas diferentes, com conectores diferentes para os diversos processadores disponíveis: Processador Pentium 4 Pentium III Celeron Pentium III “antigo” Celeron “antigo” Pentium II Athlon Duron Athlon “antigo” AMD K6, K6-2, K6-III Cyrix MII / 6x86 / 6x86MX AMD K5, Pentium, Pentium MMX Winchip, Rise mP6

Soquete ou Slot Socket 423 Socket 370 Socket 370 Slot 1 Slot 1 Slot 1 Socket A Socket A Slot A Super 7 Super 7 ou Socket 7 Socket 7 Super 7

Nesta tabela fazemos referência a processadores Pentium III, Celeron e Athlon “antigos”. Ao serem inicialmente lançados, esses processadores utilizavam o formato de cartucho, e eram encaixados no Slot 1 (Intel) e no Slot A (AMD). Os slots para processadores caíram em desuso, e passaram a ser novamente utilizados soquetes (Socket 370 e Socket A). Tanto a Intel como a AMD realizaram uma transição suave de slot para soquete. Mesmo depois de lançar as versões para soquete, continuaram produzindo durante algum tempo seus processadores em versões para slot. Mesmo levando em conta processadores que utilizam o mesmo tipo de conector, encontramos diferenças relativas ao clock externo. Por exemplo, existem versões do Pentium III com clock externo de 100 MHz e versões de 133 MHz. Da mesma forma, as primeiras placas de CPU para Pentium III podiam operar apenas com clock externo de 100 MHz. As mais recentes operam a 133 MHz. À medida em que novos processadores operam com clocks externos mais elevados, novas memórias precisam ser usadas para acompanhar este aumento de clock. Ao mesmo tempo, os chipsets, que fazem entre outras coisas, a ligação entre o processador e a memória, também precisam acompanhar este aumento de clock. Podemos portanto encontrar placas de CPU com diferentes características, de acordo com os processadores aos quais são destinadas. Por exemplo:

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Socket Socket Slot Slot Slot Socket Socket Slot A e 100 MHz

370 370 1 1 1 A A

e e

133 100 133 100 66 133 100

e e e e e

MHz MHz MHz MHz MHz MHz MHz

A coisa não é tão complicada como parece. Ao comprar um PC novo, devemos preferencialmente optar pela tecnologia mais recente. Para a plataforma Intel, seria recomendada uma placa de CPU com Socket 370 e 133 MHz. O Socket 370 a 100 MHz e todas as versões do Slot 1 são considerados ultrapassados, do ponto de vista de um PC novo. Para a plataforma AMD, o ideal é uma placa com Socket A e 133 MHz. Lembre-se que os processadores Athlon e Duron utilizam clock dobrado, portanto 100 MHz tem o mesmo efeito de 200. Isto torna o Socket A com 100 MHz superior ao Socket 370 com 133 MHz. Por isso não podemos considerar tão obsoleto o Socket A com 100 MHz. A transição do Socket A de 100 para 133 MHz ocorreu entre 2000 e 2001. Já a transição do Socket 370 para 133 MHz ocorreu antes, entre 1999 e 2000. Conversores de Slot 1 para Socket 370 Do ponto de vista eletrônico, o Socket 370 e o Slot 1 são semelhantes. Assim que surgiram os primeiros processadores para este soquete, não haviam disponíveis no mercado, placas de CPU apropriadas, apenas placas com Slot 1. Foram então produzidos adaptadores como o da figura 1. Este adaptador possui um Socket 370 é encaixado no Slot 1. Não é bom utilizar esses adaptadores de forma indiscriminada. Muitos deles não são certificados para operar a 133 MHz, e sim a 100 MHz. São bastante adequados para adaptar processadores Celeron (clock externo de 66 MHz) em placas de CPU com Slot 1. Processadores Pentium III com encapsulamento FC-PGA (para Socket 370) e clock externo de 100 MHz também funcionam bem. Se for realmente necessário utilizar um desses adadptadores para Pentium III FC-PGA com clock externo de 133 MHz, verifique na embalagem se é realmente certificado para esta velocidade. Figura 3.1 Conversor de Slot 1 para Socket 370.

Bastante raros são os conversores para o processador Athlon (Slot A para Socket A). Com seus 100 MHz e Double Data Rate, o resultado é equivalente a um clock de 200 MHz. Sendo maior a freqüência, maiores são as dificuldades técnicas para produzir um adaptador confiável. A AMD desaconselha totalmente o uso de eventuais adaptadores. Soquetes e processadores A figura 2 mostra um soquete ZIF (Zero Insertion Force, ou Força de Inserção Zero). Este tipo de soquete é ideal para facilitar o encaixe e desencaixe do processador. Possui uma alavanca lateral que,

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ao ser levantada, permite a colocação ou a retirada do processador sem força sobre os seus pinos. No passado os soquetes não tinham este recurso. Era preciso aplicar força para encaixar cuidadosamente o chip, e utilizar chaves especiais para retirá-lo. Muitos usuários inexperientes dobravam acidentalmente os terminais dos chips durante este processo. Todos os soquetes para processadores das placas de CPU modernas são do tipo ZIF. Figura 3.2 Um soquete processador.

para

Os soquetes ZIF utilizados por diversos processadores são bastante parecidos. A diferença principal é o número de contatos. Figura 3.3 Processadores encapsulamento PGA.

com

A figura 3 mostra processadores (frente e verso) próprios para encaixe em soquetes ZIF. Seu encapsulamento é chamado PGA (Pin Grid Array). Seus contatos parecem uma espécie de “cama de pregos”. A maioria dos processadores modernos têm este formato, com pequenas diferenças no número de pinos. Figura 3.4 Slot para processador mecanismo de retenção.

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A figura 4 mostra um slot para processadores que usam o formato de cartucho. Para dar melhor sustentação ao processador, usamos normalmente um mecanismo de retenção composto de duas peças plásticas que são montadas nas extremidades do slot. Figura 3.5 Processador cartucho.

forma

Finalmente vemos na figura 5 um processador com encapsulamento em forma de cartucho. É formado por uma placa de circuito na qual está instalado o processador propriamente dito e os chips que formam a cache L2. A placa é envolvida por um cartucho metálico que facilita a dissipação do calor. O principal motivo para o uso deste encapsulamento é o espaço necessário para abrigar o processador e os chips que formam a cache L2. Processadores mais modernos possuem a cache L2 on die, ou seja, integrada ao seu núcleo. Não é mais necessário o espaço adicional para os chips de memória cache L2, portanto o encapsulamento de cartucho caiu em desuso, voltando a ser usado o formato PGA.

Evolução da cache Os primeiros processadores usados nos PCs não necessitavam de memória cache. A memória DRAM disponível na época era suficientemente veloz para aqueles processadores. O IBM PC XT, por exemplo, usava memórias com 250 ns de tempo de acesso, mas o seu processador operava com ciclos de 600 ns para realizar os acessos, portanto 250 ns era um tempo de acesso mais que satisfatório. Apenas computadores de grande porte, aqueles que custavam alguns milhões de dólares, utilizavam memória cache. A cache é uma pequena quantidade de memória veloz e cara que servia para acelerar o desempenho de uma grande quantidade de memória lenta e de custo menor. Em 1989 surgiu o processador Intel 80486, o primeiro a utilizar cache. Com clock de 25 MHz e ciclos de 80 ns, necessitava de memórias com menor tempo de acesso, porém na época as mais rápidas eram de 100 ns, tempo muito grande para aquele processador. Os 8 kB de cache, localizadas dentro do próprio processador (cache interna) permitiam o funcionamento do processador com bom desempenho, mesmo com a memória DRAM mais lenta que o necessário. Figura 3.6 Cache interna 486.

Processadores 386 produzidos pela AMD na época (1991-1993) eram concorrentes do 486, até então produzidos apenas pela Intel. Assim como ocorria no 486, os processadores 386 daquela época também

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necessitavam de cache para melhorar o seu desempenho. Como o 386 não tinha cache interna, foram produzidas placas de CPU 386 com cache externa, ou seja, formada por chips SRAM (RAM estática) localizados na placa de CPU. Encontrávamos placas de CPU 386 com 8 kB, 16 kB, 32 kB, 64 kB e 128 kB de cache externa. Um processador 386 de 40 MHz e 128 kB de cache externa era praticamente tão veloz quanto um 486 de 25 MHz e 8 kB de cache interna, mas a opção do 386 era muito mais barata. Figura 3.7 Cache externa de placas de CPU para 386.

A cache externa realmente acelerava bastante o desempenho, e assim foram criadas placas de CPU para processadores 486, também com cache externa. Eram comuns placas para 486 com 256 kB de cache externa, além dos 8 kB de cache interna existentes no processador. Figura 3.8 Cache interna externa.

Este esquema de dupla cache (interna e externa) utilizada em processadores 486 foi mantido em processadores mais modernos, como o 586, o Pentium e todos os demais processadores para Soquete 7, com exceção do AMD K6-III, que operava com 3 caches. Cache L1 e L2 Os termos “cache interna” e “cache externa” caíram em desuso. Atualmente ambas as caches ficam localizadas dentro do próprio processador, portanto não faz mais sentido classificá-las como interna e externa. A cache interna é agora chamada de cache primária ou cache L1 (level 1 ou nível 1). A cache externa é agora chamada de cache secundária ou cache L2 (level 2 ou nível 2). A cache do Pentium Pro Na época em que o Pentium e o Pentium MMX eram utilizados em computadores de uso pessoal, a Intel produzia o Pentium Pro, utilizado em aplicações de nível profissional e em servidores (1995-1997). Este foi o primeiro processador a embutir a cache L2. Em outras palavras, dentro do processador Pentium Pro encontrávamos a cache L1 e 256 kB de cache L2.

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Figura 3.9 Cache L2 do Pentium Pro.

O Pentium Pro era construído em uma pastilha de silício (die) com dupla cavidade, ou seja, como se fossem dois chips montados em um mesmo substrato. Um deles é o núcleo do processador, o outro é a cache L2. Este método permitiu a construção de uma cache L2 bastante veloz, entretanto tinha um elevado custo de produção. O núcleo do Pentium Pro utiliza a arquitetura Intel P6, usada nos processadores seguintes (Pentium II, Celeron e Pentium III). A cache L2 entretanto nunca mais foi produzida com o sistema de dupla cavidade. A cache do Pentium II O Pentium II foi lançado em 1997, utilizando um núcleo similar ao do Pentium Pro, ou seja, ele também usa a microarquitetura P6. A principal diferença está na sua cache L2. Ao invés de utilizar uma única pastilha de silício contendo o processador e a cache L2, o Pentium II é montado em uma placa de circuito, juntamente com chips de memória que formam a cache L2. O conjunto inteiro é montado em um cartucho metálico. Do ponto de vista do núcleo do processador, esta cache L2 é externa, mas considerando o cartucho como um todo, a cache L2 é interna. Para evitar confusão, os termos interna e externa não são mais usados, e em seu lugar usamos hoje, L1 e L2. Figura 3.10 Cache do Pentium II e das primeiras versões do Pentium III e do Athlon.

Este sistema de cache L2 foi também utilizado nas primeiras versões do Pentium III e do AMD Athlon. Cache L2 integrada no núcleo Integrar a cache L2 no núcleo significa produzir um processador contendo na mesma base de silício, com uma única cavidade, o núcleo e a cache L2. Integrar a cache no núcleo foi possível com a adoção de tecnologia de 0,18 mícron, no lugar da antiga tecnologia de 0,25 mícron, possibilitando a construção de transistores menores, e em conseqüência, chips menores e com menor aquecimento. Além do menor custo, a cache L2 integrada ao núcleo do processador resulta em maior desempenho, já que os acessos à cache podem ser feitos com maior velocidade.

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O primeiro processador a integrar a cache L2 no seu núcleo foi o Celeron. Posteriormente a mesma técnica passou a ser usada pelo Pentium III. A Intel utiliza vários nomes para diferenciar seus modelos de processador. O Pentium III versão Katmai era o original, que tinha a cache L2 formada por chips SRAM adicionais. A versão chamada Coppermine é a que integra a cache L2 no núcleo. Apesar de ter apenas 256 kB, contra os 512 kB do Pentium III Katmai, a nova versão do Pentium III oferece maior desempenho, pois sua cache L2 opera com um clock duas vezes maior. Também os processadores Athlon passaram a utilizar cache L2 integrada no núcleo. Assim como ocorre com os processadores Intel, são usados nomes adicionais para designar as versões do Athlon. A versão com cache L2 embutida no núcleo é chamada de Thunderbird, ou simplesmente T-Bird. Ao mesmo tempo em que foi lançado o Athlon T-Bird, com 256 kB de cache L2 integrada no núcleo, foi também lançado o Duron, utilizando a mesma tecnologia. A diferença é a cache L2, que no Duron tem apenas 64 kB. Entretanto, sua cache L1 de 128 kB (encontrada tanto no Athlon quanto no Duron) oferece um bom desempenho, mesmo com uma cache L2 de apenas 64 kB. Velocidades das caches Um dos principais melhoramentos introduzidos nos processadores modernos foi o aumento de velocidade da cache L2. Quando um processador se torna mais rápido, a memória DRAM não necessariamente precisa acompanhar este aumento de velocidade (e na prática não acompanha), mas a cache L2 precisa acompanhar. Se o processador se tornar mais veloz mas a cache L2 mantiver velocidade constante, o desempenho será prejudicado. Figura 3.11 Relação entre o processador e as caches.

A figura 11 mostra a relação entre o processador, as caches e a memória DRAM. Para que o sistema tenha um bom desempenho, deve ocorrer o seguinte: a) O processador encontra na maior parte das vezes, os dados e instruções que precisa na própria cache L1. b) Os dados a serem transferidos para a cache L1 estão na maior parte das vezes, localizados na cache L2 Desta forma, a cache L2 acelera o desempenho da DRAM. Ao mesmo tempo, a cache L1 acelera o desempenho da cache L2. Note que na figura estão indicadas as freqüências F1, F2 e F3. F1: Velocidade na qual os dados trafegam entre F2: Velocidade na qual os dados são transferidos F3: Velocidade de transferência entre a DRAM e a cache L2

a cache entre as

L1 e caches

o L1

Veja como ficam essas velocidades em alguns processadores produzidos em um passado recente: Processador Pentium-200 AMD K6-2/300 AMD K6-2/500 Pentium II/400

F1 200 300 500 400

MHz MHz MHz MHz

F2 66 MHz 100 MHz 100 MHz 200 MHz

F3 66 MHz 100 MHz 100 MHz 100 MHz

núcleo e L2

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Em todos os casos, o clock usado na transferência de dados entre a cache L1 e o núcleo do processador é o próprio clock do núcleo. Por exemplo, em um núcleo de 500 MHz, esta transferência é feita a 500 MHz. Observe o que ocorre com os valores de F2, que representa a velocidade da cache L2. Nos processadores Pentium, K6-2 e similares, a cache L2 opera com freqüência fixa, igual à freqüência do barramento externo. Um K6-2/500 tem condições de processar dados mais rapidamente que um K62/300, entretanto ambos possuem caches L2 com velocidades semelhantes. Aumentar mais ainda o clock do processador e manter fixa a velocidade da cache L2 é a mesma coisa que usar em um carro de Fórmula 1, pneus de Fusca. Finalmente observe o valor de F2 para o Pentium II. Este processador possui uma cache L2 capaz de transferir dados em uma velocidade maior que a do seu barramento externo. É usado um barramento dual, um de 100 MHz para acessar a DRAM e um de 200 MHz para acessar a cache L2. No caso geral, c cache L2 do Pentium II e das primeiras versões do Pentium III (Katmai) opera com a metade da freqüência do núcleo do processador. Um Pentium III/600, por exemplo, tem cache L2 operando a 300 MHz. O aumento do valor de F2 foi uma das prioridades nos processadores lançados recentemente. Veja o que ocorre com os modelos mais novos: Processador Pentium IIIE Pentium IIIB Pentium IIIEB Athlon original Athlon T-bird Duron Pentium 4

F1 F F F F F F F

F2 F F/2 F F/2, F/2.5, F/3 F F F

F3 100 MHz 133 MHz 133 MHz 200 MHz 200/266 MHz 200 MHz 400 MHz

Na tabela usamos F para indicar a freqüência do núcleo do processador. Por exemplo, em um Pentium III/1000, F vale 1000 MHz. Observe que nos processadores mais modernos, F2 (freqüência da cache L2) é igual à freqüência do núcleo do processador. Núcleo a 1000 MHz significa cache L2 a 1000 MHz. Isto resulta em um grande aumento de desempenho, em comparação com versões mais antigas. Nas primeiras versões do Pentium III, bem como no Pentium IIIB (clock externo de 133 MHz), a cache L2 operava com a metade da freqüência do núcleo. Isto também ocorria com as primeiras versões do Athlon, a cache L2 operava com a metade, e até com 1/3 da freqüência do núcleo. Nas versões mais novas do Pentium III (Coppermine) e nas versões T-Bird do Athlon e Duron, a cache L2 também opera com a freqüência do núcleo. Esta é uma característica que será mantida em todos os processadores modernos: cache L2 em full peed., integrada no núcleo do processador (on-die). Finalmente observe na tabela que melhoramentos têm sido feitos na freqüência da DRAM. Novas tecnologias como DDR e RDRAM estão aos poucos sendo implantadas para tornar mais elevada a taxa de transferência dos dados que chegam da DRAM. Cache L3 Durante aproximadamente um ano (meados de 1999 a meados de 2000), a AMD produziu o processador K6-III. Foi lançado apenas nas versões de 400 e 450 MHz, mas foi logo retirado de linha, devido ao seu custo de produção relativamente alto, o que dificultava a concorrência com os processadores Intel. O K6-III tinha uma cache L2 full speed integrada no seu núcleo. Processador a 450 MHz, cache L2 a 450 MHz. Seu desempenho era muito bom, bem mais veloz que o K6-2 e igualando-se ao Pentium III de mesmo clock. A AMD achou melhor descontinuá-lo e dedicar sua linha de produção ao Athlon.

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O processador K6-III tinha no seu núcleo, caches L1 e L2. Podia ser instalado em placas de CPU para K6-2, que já tinham cache externa. Sendo assim, a cache existente na placa de CPU era de nível 3 (L3). A figura 12 mostra a relação entre as três caches do K6-III. Figura 3.12 Relação entre as caches de um K6-III/400.

A figura 12 mostra a relação entre as caches de um processador AMD K6-III de 400 MHz. Estando o núcleo operando a 400 MHz, as transferências feitas entre o processador, a cache L1 e a cache L2 (internas) é feita na mesma freqüência. Para o modelo de 450 MHz, essas transferências são feitas a 450 MHz. Em ambos os modelos, as transferências entre a cache L2 e a L3 (externa), e entre a cache L3 e a DRAM são feitas a 100 MHz.

Pentium III O Pentium III foi lançado em 1999, inicialmente como um melhoramento do Pentium II. Utilizava o encapsulamento em forma de cartucho chamado SECC2 (Single Edge Contact Cartridge 2), uma versão derivada do SECC, usado pelo Pentium II. Figura 3.13 Pentium III com encapsulam ento SECC2.

Os primeiros processadores Pentium III utilizavam o núcleo Katmai, semelhante ao do Pentium II, porém com pequenas diferenças, como as novas instruções SSE (Streamed SIMD Extensions), voltadas para processamento 3D e multimídia.

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Figura 3.14 Pentium III com encapsulamento FC-PGA.

O novo núcleo Coppermine foi introduzido em meados do ano 2000. Além de utilizar a tecnologia de 0,18 mícron, o Coppermine traz a nova cache L2 integrada ao núcleo. Esta nova versão do Pentium III passou a ser produzida no tradicional encapsulamento SECC2 e também no novo FC-PGA (Flip Chip Pin Grid Array). O Pentium III Katmai Em março de 1999, a Intel lançou o Pentium III construído com o núcleo Katmai, o mesmo do Pentium II, acrescentando algumas alterações importantes: • • •

Maiores clocks que o Pentium II Novas instruções para multimídia e 3D (SSE) Identificação do processador através de número de série

A mais relevante alteração foi a introdução das novas instruções SSE (Streaming SIMD Extensions). São instruções especializadas em operações comuns em aplicações de áudio, vídeo e geração de imagens tridimensionais. Sem essas instruções, o processador teria que utilizar combinações de outras instruções clássicas para realizar o mesmo trabalho. Essas instruções são SIMD (Single Instruction, Multiple Data – instrução única para múltiplos dados) facilitam os processamentos citados, pois envolvem a aplicação de cálculos fixos a grandes seqüências de dados. Essas instruções tem portanto o objetivo de aumentar a velocidade de processamento de aplicações de multimídia a geração de imagens 3D, apesar de também servir como resposta à tecnologia 3D Now! Da AMD, utilizada a partir do processador K6-2, desde 1998. A inclusão de um número de série em cada processador Pentium III foi uma questão polêmica, tanto assim que ele foi eliminado no Pentium 4. Quando habilitado pelo usuário, este recurso permite ao processador informar um número único quer o identifica entre todos os demais processadores. Com ele tornam-se mais seguras as transações comerciais pela Internet, e torna mais simples e confiável a identificação de um determinado PC dentro de uma rede. Muitos usuários reclamamaram sobre outra questão, que é a privacidade. Como cada processador tem seu próprio número, o usuário pode deixar um “rastro” nos sites percorridos ao acessar a Internet (é claro, se este recurso estiver habilitado, e se o computador do usuário estiver carregado com software próprio para prestar esta informação). A outra preocupação é que o uso desta identificação se tornar padrão, os fabricantes de software poderão vincular o número de série do processador ao número de série dos seus softwares. Desta forma seria fácil detectar ou impedir o uso de cópias ilegais de software, um golpe mortal sobre a pirataria. A Intel oferece um software que permite ao usuário desabilitar o número de série. Na verdade o número não é apagado, apenas o processador é impedido de informá-lo. A desabilitação só tem efeito depois que é

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executado um novo RESET. Da mesma forma, para habilitá-lo é preciso executar um RESET para que volte a ser usado. Os novos BIOS de placas de CPU para este processador também permitem desativar o número de série, através do CMOS Setup. Foi notável no ano de 98 a expansão da AMD com o seu processador K6-2. Esses processadores possuem dois conjuntos de instruções que se juntam às instruções do Pentium original: MMX (Multimedia Extensions, idênticas às da Intel) e 3D Now!, especializadas no processamento de imagens 3D (esta tecnologia foi mantida nos processadores mais novos da AMD, como o Athlon e o Duron). Tanto o Pentium MMX, o Celeron e o Pentium II possuem as instruções MMX, mas nada semelhante às instruções 3D Now! da AMD. As novas instruções introduzidas pela Intel rivalizam com a tecnologia 3D Now!. Passamos a ter a Intel com as tecnologias MMX e SSE (também chamada de MMX2), e a AMD com as tecnologias MMX e 3D Now!. Para que os diversos programas já disponíveis façam uso do 3D Now! é preciso que seja instalado o pacote DirectX 6.0 ou superior. Para usar as novas instruções SSE do Pentium III é necessário instalar o DirectX 6.1 ou superior. O DirectX pode ser obtido em http://www.microsoft.com/directx. Periodicamente a Microsoft libera novas versões do DirectX. No Windows ME, por exemplo, era fornacido o DirectX 7.1. Poucos meses depois estava libarada a versão 8.0. Novas versões do DirectX visam dar suporte à utilização dos recursos encontrados nos novos processadores. As placas de CPU para Pentium II podem ser usadas para instalar um Pentium III, desde que o barramento externo seja de 100 MHz. Placas para Pentium II mais antigas operavam com apenas 66 MHz (ex: chipset i440LX), e desta forma não aproveitavam todo o potencial do Pentium III. Logo a seguir, pequenas modificações de hardware e de BIOS foram feitas nas placas para Pentium II disponíveis na época, visando não apenas dar suporte ao Pentium III, mas aproveitar todo o seu potencial. Também deve ser tomado cuidado com a questão do cooler. Existem coolers que são próprios para o Pentium II, e outros que são próprios para o Pentium III. O Pentium II possui na sua parte posterior uma chapa metálica para acoplar o ventilador e facilitar a dissipação de calor. O seu encapsulamento é conhecido como SECC. O Pentium III usa o SECC2, que não possui esta chapa metálica, ficando exposta a placa onde está o processador e a cache L2. Conjuntos de ventilador/dissipador para o Pentium III deverão conter a chapa metálica apropriada. Ao comprar um Pentium III, não esqueça também de pedir um cooler para Pentium III. O Pentium III presta uma valiosa contribuição ao uso intensivo de sons, vídeos e imagens 3D em sites da Internet. Graças às avançadas instruções SSE para áudio e vídeo, é possível comprimir bastante esses elementos, tornando rápida a sua transmissão pela Internet. A descompressão, operação que envolve muitos cálculos, pode ser feita de forma mais rápida com as novas instruções do Pentium III. Desta forma imagens de melhor qualidade são transmitidas mais rapidamente e novamente exibidas em alta qualidade no computador receptor. As instruções 3D também agilizam a exibição de elementos 3D (VRML). O Pentium III Coppermine Sem dúvida um dos fatores que contribuiu (como sempre contribui) para a evolução do Pentium III foi a redução no tamanho dos minúsculos transistores que os formam. Ao ser lançado em 1997, o Pentium II usava a tecnologia de 0,35 mícron (ou seja, cada minúsculo transistor media 0,35 milésimos de milímetro). Já o Pentium II de 333 MHz introduziu a tecnologia de 0,25 mícron. Os atuais modelos utilizam a tecnologia mais recente, 0,18 mícron. A partir de meados de 2001, começou o uso da tecnologia de 0,13 mícron. Ao utilizar transistores menores é possível produzir processadores com clocks mais elevados e com menos aquecimento. Sem dúvida a elevada dissipação de calor é o maior obstáculo para atingir clocks elevados. Portanto ao reduzir o aquecimento, os fabricantes de processadores podem lançar modelos com clocks mais elevados, ainda mantendo níveis de aquecimento aceitáveis.

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Outra vantagem das tecnologias de transistores menores é a redução no tamanho do chip. Ao ocupar menos espaço, torna-se possível acrescentar mais circuitos, ou seja, mais recursos. Desta forma foi possível acrescentar aos processadores, instruções MMX, instruções SSE e integrar a cache L2 ao núcleo do processador. Finalmente temos a vantagem da redução dos preços. Preços de processadores são em parte definidos por questões comerciais, mas também em parte por questões técnicas. Ao reduzir o tamanho de um chip, é possível produzir um número maior deles em cada lote. Isto resulta em redução do custo de produção que pode ser repassada ao usuário final. Figura 3.15 Base de silício onde são construídos os chips.

A figura 15 mostra a base de silício (waffer) na qual são produzidos os chips. Esta base tem 20, 30 ou 40 cm de diâmetro, dependendo do equipamento usado na produção. Os pequenos quadrados estampados na base (mostrados em detalhe à direita) são os processadores. Quanto menor é o tamanho dos transistores, maior é o número de processadores que podem ser construídos em cada waffer, e desta forma, menor poderá ser o custo unitário. A adoção de tecnologias de produção com transistores menores permite lançar novas versões de processadores mais rápidos, com menor dissipação de calor e menor custo. Outro melhoramento importante foi o aumento do clock externo, permitindo o uso de memórias mais rápidas. Desde o lançamento do Pentium, a comunicação entre o processador e o seu exterior (o que inclui a memória RAM) era feita com o clock de 66 MHz, ou seja, permitia realizar teoricamente até 66 milhões de acessos à memória por segundo. Em abril de 1998 o barramento do Pentium II passou a operar com até 100 MHz, possibilitando o uso das memórias classificadas como PC100. Em setembro de 1999 chegaram ao mercado modelos do Pentium III com clock externo de 133 MHz (ainda com o núcleo Katmai), permitindo assim o uso de memórias PC133. Se o clock externo do processador não tivesse aumentado, boa parte dos ganhos de desempenho seria colocada a perder. As versões de 233 a 333 MHz do Pentium II funcionavam com clock externo fixo em 66 MHz. Quanto mais elevado era o seu clock interno, mais difícil era obter desempenho mais elevado. Compare a relação entre clock interno e externo para esses processadores: Processador Pentium II/233 Pentium II/266 Pentium II/300 Pentium II/333

Clock interno 233 MHz 266 MHz 300 MHz 333 MHz

Clock externo 66 MHz 66 MHz 66 MHz 66 MHz

Multiplicador 3.5x 4x 4.5x 5x

Comparando os multiplicadores 3.5x e 5x do Pentium II/233 e do Pentium II/333, respectivamente, podemos afirmar que a capacidade do Pentium II/333 em buscar dados e instruções na memória manteve-se fixa (ou seja, aumentou 0%), enquanto a capacidade de processamento aumentou em 42%. Sendo assim, o aumento global no desempenho do processador não foi de 42%, fixou-se em um índice menor. Medidas de desempenho feitas com programas especializados mostraram que o desempenho do Pentium II/333 é apenas 35% maior que o do Pentium II/233, e não 42% como seria se

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o clock interno fosse o único determinante da velocidade de um processador. Isto mostra que para aproveitar integralmente o aumento do clock interno, é preciso melhorar o desempenho dos acessos à memória. Esta situação foi melhorada com o lançamento de novos modelos do Pentium II e posteriormente do Pentium III, com clock externo de 100 MHz, 50% maior que 66 MHz. As primeiras versões do Pentium II a usarem o novo clock externo de 100 MHz foram as de 300, 350 e 400 MHz. Comparando o Pentium II/350 com o Pentium II/233, temos aumentos de 50% tanto no clock interno como no externo. Como resultado de ambos os clocks terem aumentado em 50%, o desempenho do Pentium II/350 é também 50% maior que o do Pentium II/233. Novos modelos do Pentium II, que deu lugar ao Pentium III, foram lançados com clocks mais elevados. Em agosto/1999 tínhamos o Pentium III/600, ainda operando com o clock externo de 100 MHz. Usando o multiplicador 6x, o barramento de 100 MHz deste processador já era considerado lento em relação aos 600 MHz que usava internamente. Para melhorar a situação, foram lançadas em setembro/1999 as primeiras versões do Pentium III com barramento externo de 133 MHz. Com 600 MHz internos e 133 MHz externos, o multiplicador usado é 4.5x, menos ruim que o 6x usado na versão anterior. Por mais que se procure desenvolver memórias mais rápidas, um problema sempre ocorre na evolução dos processadores: a velocidade das memórias não acompanha a mesma evolução que a velocidade dos processadores. No primeiro Pentium lançado, tanto o clock interno como o externo eram de 66 MHz, portanto o multiplicador era 1x. Nos modelos mais atuais do Pentium III são usados multiplicadores elevados como 6x e superiores. No Pentium III de 1000 MHz, o multiplicador é 7.5x. Isto significa que a velocidade do processador evoluiu 7.5 vezes mais que a velocidade das memórias. Felizmente a Intel e outros fabricantes de processadores utilizaram uma forma de melhorar este quadro: utilizar uma memória cache L2 mais rápida, operando com a mesma freqüência do núcleo do processador. Esta é uma das principais características do Pentium III Coppermine. A versão Coppermine do Pentium III incorpora mais um melhoramento na cache L2. A Intel chama a tecnologia de Advanced Transfer Cache. Com a adoção do processo de fabricação com 0,18 mícron no lugar de 0,25 mícron, tornou-se possível incorporar a cache L2 ao próprio núcleo do processador, ao invés de utilizar chips SRAM independentes. Apesar de ter agora apenas 256 kB, a cache L2 do Pentium III é acessada com a mesma velocidade do núcleo, e não mais com a metade deste valor. Em um Pentium III /600E, o clock de acesso à cache L2 é de 600 MHz, e não de 300 MHz como no Pentium III/600. De certa forma, dobrar a velocidade de acesso à cache L2 compensa com vantagem a sua redução em tamanho pela metade. Melhor ainda, a transferência de dados entre a cache L2 e o núcleo do processador não é feito mais em grupos de 64 bits, e sim em grupos de 256 bits, ou seja, 4 vezes mais rápido. Comparando de forma simplificada, a cache L2 do Pentium III Coppermine tem tamanho duas vezes menor, mas sua taxa de transferência de dados para o processador é 8 vezes maior. O Pentium III/600 foi o último a ser produzido com a cache L2 “tradicional”, com 512 kB (núcleo Katmai), formada por chips SRAM e acesso em 64 bits. Todas as novas versões do Pentium III, de 600 MHz em diante, além das versões 550E, 533EB e 500E apresentam cache L2 na nova arquitetura. A tabela que se segue compara as caches L2 utilizadas nos últimos anos. Processador Tamanho da cache L2 Pentium 512 kB MMX Pentium II 512 kB e III original (Katmai) Pentium 256 kB IIIE (Coppermin

Tipo de cache Númer L2 o de bits Chips SRAM na 64 placa de CPU Chips SRAM no 64 cartucho

Clock da cache L2

Integrado núcleo

Clock igual ao do núcleo

ao 256

66 MHz Metade do clock do núcleo

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e) Você pode encontrar no Pentium III, sufixos como B, E e EB. O sufixo E indica que o Pentium III é um modelo construído com tecnologia de 0,18 mícron e com Advanced Transfer Cache de 256 kB (núcleo Coppermine). Da mesma forma, o sufixo B indica o clock externo de 133 MHz (pode ser núcleo Katmai ou Coppermine). Entretanto a ausência desses sufixos não indica a ausência desses recursos. Eles são usados pela Intel apenas para diferenciar entre modelos que possuem e que não possuem esses recursos. Por exemplo, o Pentium III de 700 MHz não possui versões com clock externo de 133 MHz, nem versões com cache L2 de 512 kB operando com a metade do clock do núcleo, por isso não utiliza sufixos. Já o Pentium III de 600 MHz possui 4 versões: 600, 600E, 600B e 600EB. Figura 3.16 Versões do Pentium III encapsulamento de cartucho.

com

A figura 16 mostra uma tabela com os modelos de Pentium III com encapsulamento de cartucho (SECC2), ou seja, para placas de CPU equipadas com o Slot 1, disponíveis até março/2001. Para cada um deles é indicado o clock interno, o clock externo, o tamanho e o tipo de cache. Note que existem versões Katmai, com cache L2 de 512 kB formada por chips SRAM, e versões Coppermine, com cache L2 de 256 kB integrada ao núcleo. Existem versões com barramentos de 100 e 133 MHz. Quando dois modelos têm o mesmo clock interno mas são produzidos com clocks externos diferentes (100 e 133 MHz), o sufixo “B” é usado para indicar a versão de 133 MHz.

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Figura 3.17 Versões do Pentium III com encapsulam ento FCPGA.

A figura 17 mostra uma tabela com as versões do Pentium III com encapsulamento FC-PGA, ou seja, próprios para placas de CPU equipadas com o Soquete 370 (março/2001). Todos eles apresentam o núcleo Coppermine, mas encontramos versões com clocks externos de 100 e de 133 MHz. O sufixo B é usado para diferenciar a versão de 133 MHz, quando existem um modelo de mesmo clock interno e com o clock externo de 100 MHz.

Pentium 4 No final do ano 2000 a Intel lançou o processador Pentium 4, juntamente com o chipset i850. Este processador inaugura finalmente uma nova família de chips Intel de alto desempenho. A família anterior, formada pelos processadores Pentium Pro, Pentium II, Pentium III e Celeron, era baseada na microarquitetura P6. Cada um deles não era na verdade um projeto novo, mas um melhoramento do projeto anterior. Figura 3.18 Processador Pentium 4 e chipset i850.

O Pentium 4 deverá substituir o Pentium III (assim como o Pentium III substituiu o Pentium II, como o Pentium II substituiu o Pentium MMX, como o Pentium substituiu o 486, etc.). Um Pentium 4 de 1.5 GHz tem velocidade de processamento quase duas vezes maior que a de um Pentium III/800. O Pentium 4 foi lançado inicialmente nas versões de 1.4 e 1.5 GHz. Para aplicações em que é necessária alta produtividade, nas quais “tempo é dinheiro”, qualquer aumento de velocidade pode resultar em economia e maior faturamento.

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Tecnicamente, o Pentium 4 é um marco importante. O Pentium II e o Pentium III eram basicamente melhoramentos do Pentium Pro, lançado em 1995, todos com a microarquitetura conhecida como P6. O Pentium 4 é um projeto novo, utiliza uma nova arquitetura chamada de NetBurst. É um projeto novo que começou do zero, e não uma sucessão de melhoramentos feitos em uma arquitetura já existente. São os seguintes os principais melhoramentos desta arquitetura: • • • • •

Barramento externo de 400 MHz, contra 133 MHz do Pentium III Cache L1 mais eficiente Unidade lógica e aritmética com o dobro da freqüência do processador 20 estágios pipeline, contra apenas 10 do Pentium III 144 novas instruções para processamento de sons, imagens e gráficos 3D

Um PC baseado no Pentium 4 tem algumas características diferentes. Os gabinetes precisam ter furos adicionais para acomodar o novo processo de fixação do processador. O soquete é diferente do utilizado no Pentium III. Utiliza o formato ZIF, mas possui 423 pinos. As memórias precisam ser do tipo RDRAM para permitir o funcionamento a 400 MHz. São necessários coolers diferentes, e os gabinetes devem ter uma boa dissipação de calor, já que o Pentium 4 é um chip bastante quente. Netburst x P6 Até o Pentium III, a arquitetura utilizada era a chamada “P6”, introduzida no final de 1995, com o Pentium Pro de 150 MHz. Este processador não foi um grande sucesso de vendas na sua época, pois era otimizado para executar programas de 32 bits, e naquela época o mercado de software era dominado por programas de 16 bits. O Pentium Pro era menos eficiente que o Pentium MMX na execução de programas de 16 bits, por isso seu uso foi praticamente restrito a servidores baseados no Windows NT. Com a popularização do Windows 95 e aplicativos de 32 bits, a microarquitetura P6 passou a ser mais vantajosa. Com diversas adaptações, foi lançado o Pentium II. A partir daí, vários melhoramentos foram introduzidos: barramento de 100 MHz, instruções SSE, barramento de 133 MHz, cache L2 duas vezes mais rápida, tudo isso acompanhado pelo aumento de clock, graças ao uso de tecnologias de fabricação que possibilitavam a construção de transistores cada vez menores. Inicialmente era usada a tecnologia de 0,35 mícron (1 mícron = 1 milésimo de milímetro), sendo substituída por 0,25 mícron, e mais recentemente por 0,18 mícron. Menor tamanho significa menor custo (já que o número de peças produzidas por cada matriz é maior) e menor dissipação de calor. O calor é o principal elemento a ser vencido para a obtenção de clocks elevados. Em 2001, a Intel passará a utilizar a tecnologia de 0,13 mícron. O Pentium III/1000 é um produto resultante de uma seqüência de melhoramentos que começaram há 5 anos com o Pentium Pro/150. Isto significa que a microarquitetura P6 foi bastante prolongada, chegando a um clock quase 7 vezes maior que o utilizado no seu lançamento. Apenas por comparação, a microarquitetura P5 (Pentium e Pentium MMX) foi de 60 a 233 MHz (quase 4 vezes) durante seu ciclo de vida (1992-1997). A arquitetura do 486 foi submetida a clocks de 25 a 100 MHz (4 vezes) e a arquitetura do 386 operou inicialmente a 16 MHz, terminando em 40 MHz (2.5 vezes). Vemos portanto que a arquitetura P6 teve sua utilização bastante prolongada, o que resulta em problemas tecnológicos para a introdução de novos melhoramentos. Finalmente a Intel passa a ter uma nova arquitetura, com espaço para crescer, obter clocks mais elevados e desempenho proporcionalmente maior. Esta arquitetura é chamada pela Intel de Netburst, e traz vários melhoramentos. Tecnologia e clocks dos primeiros modelos do Pentium 4 As primeiras versões do Pentium 4 utilizam tecnologia de 0.18 micron. Seus clocks são respectivamente 1.4 e 1.5 GHz. Em breve (meados de 2001) a Intel passará a utilizar a tecnologia de 0.13 micron, reduzindo os preços e possibilitando atingir clocks mais elevados. As primeiras versões do Pentium 4 dissipam 52 e 56 watts, respectivamente. São chips extremamente quentes e requerem fontes, gabinentes e coolers especiais. Em geral os processadores mais rápidos dissipam entre 30 e 50 watts.

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Subir a dissipação de potência muito acima de 60 watts resulta em sérios problemas de aquecimento, portanto o lançamento de versões mais rápidas pode estar condicionado à adoção do novo processo de fabricação, com 0.13 micron. Soquete de 423 pinos Novas placas e novos chipsets. As placas de CPU para Pentium III, que utilizam o Socket 370, não aceitam a instalação de um Pentium 4. Não é apenas a questão do soquete, todo o funcionamento eletrônico do chip é diferente. Existem semelhanças com o Pentium III, como a arquitetura de 32 bits (IA-32) e as memórias de 64 bits. Fora isto, a eletrônica é totalmente diferente, exigindo chipsets próprios. O primeiro chipset disponível para o Pentium 4 é o Intel i850. OBS: Atualmente o Pentium 4 usa soquete de 478 pinos. Barramento de 400 MHz O barramento do Pentium 4, opera com 64 bits, tal qual o do Pentium III, entretanto o clock é bem mais elevado: 400 MHz, contra apenas 133 MHz do Pentium III. Isto significa que enquanto o Pentium III acessa a memória na velocidade de 1.06 GB/s, o Pentium 4 atinge 3.2 GB/s. Este salto no desempenho da memória é muito importante, e bastante significativo. Durante os 5 anos de vida da arquitetura P6, o acesso às memórias foi de 60 a 133 MHz. Agora com 400 MHz, novas aplicações complexas poderão ser executadas em tempo real. Cálculos em 2x A unidade lógica e aritmética do Pentium 4 opera com o dobro da velocidade do seu núcleo. Isto é inédito em processadores. Operando a 1.5 GHz, um Pentium 4 é capaz de realizar 3 bilhões de adições por segundo. A maioria das operações matemáticas simples com números inteiros poderá ser feita em apenas meio período de clock. SSE2 As instruções SSE introduzidas no Pentium III foram melhoradas, e passaram a ser chamadas SSE2. São uma evolução da tecnologia MMX, agora com 144 novas instruções que tornam mais rápidas operações complexas como descompressão de vídeo MPEG-2 (DVD), reconhecimento de voz, geração de gráficos 3D, exibição de vídeo, compressão MP3, processamento de sinais em geral. As operações SSE2 passam a utilizar números de ponto flutuante com 128 bits, contra os 64 bits anteriormente usados. Isto significa maior precisão nos cálculos sem gasto adicional de tempo. Para aproveitar esses novos recursos é preciso instalar no computador, o DirectX 8.0 ou superior. Hyper Pipelined Technology Todos os procesadores modernos executam suas instruções em modo pipeline. Ao invés de serem usadas unidades de execução complexas e lentas, são utilizadas várias unidades elementares, sendo cada uma delas mais simples e rápida, todas ligadas em série. É como uma linha de montagem. Imagine 20 pessoas ao mesmo tempo montando um automóvel. O grupo só poderia montar um carro de cada vez. Mais rápido seria colocar as pessoas em uma linha, cada uma responsável por uma etapa da montagem. Este é basicamente o princípio do pipeline. A arquitetura P6 em 10 estágios pipeline, o Pentium 4 possui 20, o que o torna potencialmente mais veloz na execução de instruções. Em outras palavras, cada “GHz” do Pentium 4 tem mais capacidade de processamento que cada “GHz” do Pentium III. A nova cache L1

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Este é um ponto que talvez seja melhorado em versões posteriores. A cache L1 do Pentium III tinha 32 kB (16k para dados e 16k para código). O Pentium 4 tem 8 kB de cache para dados e 12 kB de cache para código (trace cache). O uso de uma cache menor pode ser conseqüência do funcionamento mais eficiente da cache de código. Ao invés de armazenar instruções, a cache L1 do Pentium 4 armazena micro-operações, ou seja, instruções já decodificadas e divididas em operações elementares. Ao acessar dados na área de código da cache L1, o Pentium 4 não perderá portanto tempo repetindo essas etapas. Com mais eficiência, a cache L1 pode ter seu tamanho diminuído sem comprometer o desempenho do processador. Cache L2 A cache L2 do Pentium 4 é similar à do Pentium III, com 256 kB, 256 bits e operando na mesma freqüência do núcleo. Execução especulativa 33% mais eficiente que do Pentium III Todos os processadores modernos fazem execução especulativa. Ao receberem uma seqüência de instruções da memória, passam a executar várias delas simultaneamente. Ocorre que algumas instruções dependem do resultado de outras, que podem ainda não ter sido concluídas. Este problema não ocorria com os processadores antigos, que executavam uma instrução de cada vez. Para permitir o paralelismo, o processador precisa “especular” qual será o resultado de operações ainda não terminadas. Várias vezes a especulação falha, e é preciso repetir aquele trecho de programa. O Pentium 4 sofreu melhoramentos que permitem “acertar” esta especulação em mais vezes que o Pentium III. Chipset i850 e placa de CPU D850GB O Pentium 4 requer novos chipsets e novas placas de CPU. Portanto de forma simultânea com o seu lançamento, a Intel colocou também no mercado o chipset i850 e a placa de CPU que o utiliza, a D850GB. A princípio é uma placa semelhante a outras, no padrão ATX, com slot AGP 4x e 5 slots PCI, interface ATA-100, conectores seriais, paralelo e USB. As principais diferenças estão na presença do soquete de 423 pinos e nos soquetes para memórias RDRAM. Essas memórias, ainda caras, tendem a substituir as atuais PC100 e PC133 usadas nos últimos anos. Logo a seguir, os fabricantes de placas de CPU passaram a produzir modelos para o Pentium 4, como é o caso da P4T, produzida pela Asus. Sem número de série O polêmico número de série introduzido no Pentium III, que possibilitava a identificação do processador, foi muito criticado pela comunidade de informática. Além de permitir maior segurança no comércio eletrônico, ele também possibilitava a identificação do usuário, comprometendo o anonimato e a privacidade. A solução foi incluir no BIOS um comando para desabilita-lo. Foi tão criticado que a Intel resolveu não usá-lo no Pentium 4.

Itanium A Intel lançará em breve o processador Itanium, que não será abordado neste livro. A rigor, um computador equipado com este processador não poderá ser classificado como “PC”. Ele não é um processador classe x86, padrão utilizado nos PCs. Os processadores x86 foram originados no 8086 e no 8088 (este último usado no primeiro IBM PC), lançados no final dos anos 70, e que deram origem a todos os processadores usados nos PCs produzidos a partir de 1980. Processadores modernos como o Pentium III, Pentium 4, Celeron, Athlon e Duron são de classe x86. Isto significa que um programa usado em 1980 pode funcionar em um PC moderno, graças à compatibilidade com as instruções x86. Mais especificamente, os processadores modernos seguem à arquitetura IA-32 (Arquitetura Intel de 32 bits). Esta arquitetura foi inaugurada com o processador 386, em meados dos anos 80.

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O Itanium inaugura uma nova arquitetura, a IA-64. As instruções executadas pelo Itanium são incompatíveis com as existentes na arquitetura IA-32. Isto significa que os programas para Windows, por exemplo, não funcionarão no Itanium, pelo menos de forma direta. Duas providências serão tomadas para que esta compatibilidade seja possível: a) Todos os programas serão lançados b) O Itanium poderá funcionar em modo de emulação IA-32

versões

para

Itanium

Teremos no futuro, versões diferentes do Windows, uma para IA-32 (Pentium III, Pentium 4, Athlon, etc.) e uma para Itanium. O mesmo ocorrerá com os utilitários e aplicativos. Este recurso já é utilizado pelo Windows NT/2000, sistemas criados para serem facilmente portados para outras plataformas. O sistema operacional Linux também poderá ser facilmente convertido para IA-64. Como o Itanium é destinado inicialmente a uso em servidores, é possível que apenas o Windows 2000 seja convertido, enquanto o Windows 9x/ME/XP continuará compatível apenas com a arquitetura IA-32. O modo de emulação IA-32 é um recurso que permitirá ao Itanium processar programas criados para esta arquitetura. Sua eficiência será bastante reduzida ao operar neste modo, mas este recurso poderá permitir uma eventual transição entre as arquiteturas IA-32 e IA-64. A arquitetura IA-32 é bastante arcaica. Os processadores modernos executam em alta velocidade, tarefas feitas de forma ineficiente. A alta velocidade compensa a ineficiência. Eles fazem rapidamente as mesmas coisas que faziam os processadores do final dos anos 70. A arquitetura IA-64 é na verdade uma forma nova, mais eficiente de processar dados, desenvolvida nos anos 90. É uma arquitetura mais adequada ao século 21. Quando os computadores equipados com o Itanium se tornarem realidade, você encontrará mais informações neste site.

Athlon Lançado em meados de 1999, este novo processador AMD trazia uma característica inédita: tomou o primeiro lugar da Intel na corrida pelo processador mais rápido para PCs. Um Athlon/550, por exemplo, era sensivelmente mais veloz que um Pentium III/550, e seu custo era menor. A partir daí, Intel e AMD começaram uma corrida em busca do primeiro lugar. A Intel lançava um modelo mais veloz, logo a seguir a AMD lançava um modelo ainda mais veloz, depois a Intel fazia o mesmo, e assim por diante. Figura 3.19 Processador AMD para Slot

Athlon A.

A primeira versão do Athlon usava tecnologia de 0,25 mícron e utilizava um encapsulamento de cartucho, similar ao do Pentium II e do Pentium III. O seu soquete, chamado Slot A, era bastante parecido com o Slot 1, entretanto não são compatíveis do ponto de vista elétrico. Não é possível encaixar um Athlon em um Slot 1, assim como não é possível encaixar um Pentium II/III em um Slot A. Ambos os conectores são parecidos, mas possuem chanfros em posições diferentes que impedem o encaixe do processador errado. Um técnico distraído pode conseguir encaixar um Athlon no Slot 1, se inverter a posição do processador. Se isto for feito, o processador obviamente não funcionará. O processador e a placa de CPU serão danificados.

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No detalhe à direita da figura 19, que mostra processadores Athlon com o cartucho aberto, podemos observar que na placa interna existe o processador propriamente dito, na sua parte central, e dois chips de memória, que formam a cache L2. Figura 3.20 Processador Athlon para Socket A.

Em meados de 2000, a AMD lançou uma nova versão do Athlon chamada Thunderbird (figura 20). Este processador possui no seu interior, 256 kB de cache L2 operando com a mesma freqüência do núcleo. A partir daí tornou-se desnecessário o uso do encapsulamento de cartucho, e passou a ser usado o encapsulamento PGA. Este processador deve ser instalado no chamado Socket A. Apesar dos novos processadores Athlon terem encapsulamento PGA, a AMD ainda produz versões de cartucho. Podemos identificar facilmente um Athlon T-Bird de cartucho. Observe na figura 21 a descrição da numeração existente no processador. Os dígitos “2” e “4” na figura caracterizam o T-Bird. O “2” indica que a cache L2 tem 256 kB, e o “4” indica que o divisor de cache é 1:1, ou seja, a cache opera na mesma freqüência do núcleo. Esses processadores são mais velozes que os Athlons originais, e podem ser instalados em placas de CPU com Slot A. Como essas placas foram originalmente projetadas para os Athlons “antigos” (não T-Bird), o seu BIOS poderá apresentar a mensagem “Unknown Athlon Processor” (processador Athlon desconhecido) durante o boot. Este não reconhecimento preciso do processador não traz maiores conseqüências ao funcionamento do computador. O reconhecimento correto pode ser feito se realizarmos uma atualização no BIOS da placa de CPU. Figura 3.21 Identificação de um processador Athlon T-Bird para Slot A.

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O Athlon foi projetado para ser um processador compatível com as arquiteturas x86 / IA-32 e processar todos os sistemas operacionais e programas para PCs, como o Windows 9x/ME, Windows NT/2000, Linux, etc. Todos os programas que funcinam no Pentium, Pentium II/Pentium III e demais processadores Intel, funcionam também no Athlon. Apenas algumas atualizações cabem ser feitas nos sistemas operacionais. O Windows 2000, por exemplo, requer a instalação do Service Pack 1 para corrigir alguns problemas. Na prática, um Athlon T-Bird tem desempenho praticamente igual ao de um Pentium III Coppermine de mesmo clock, mas seu preço é sensivelmente menor. Tudo o que é ensinado neste livro a respeito de montagem, configuração e expansão de PCs, vale tanto para a linha Intel como para a linha AMD. As placas de expansão, as memórias, os gabinetes e fontes, discos rígidos, drives de CD-ROM e monitores que são usados para montar PCs baseados em processadores Intel, são os mesmos usados para montar PCs baseados em processadores AMD, como Athlon e Duron. Apenas as placas de CPU devem ser apropriadas para o processador utilizado. Mesmo assim essas placas de CPU, apesar de serem direcionadas para processadores diferentes, possuem características bastante semelhantes. Não conseguimos à primeira vista, perceber a diferença entre uma placa de CPU para processadores Intel e uma para processadores AMD. Apenas depois de examinar o soquete ou slot do processador percebemos a diferença. Barramento de 200 a 400 MHz O Athlon foi criado para operar com um barramento externo de 200 MHz, podendo ter este clock aumentado para até 400 MHz. Isto tornará possível a compatibilidade com novas memórias mais velozes a serem lançadas em um futuro próximo. Este barramento emprega um método chamado DDR (Double Data Rate), já utilizado por vários barramentos para obter clocks maiores. Em cada período de clock, o Athlon realiza duas transferências de dados, portanto cada período vale por dois. Com o clock de 100 MHz e usando DDR, o resultado é equivalente ao de um clock de 200 MHz. Com 133 MHz e DDR, o resultado é 266 MHz, e com 200 MHz e DDR, o resultado é o mesmo que 400 MHz. As primeiras versões do Athlon operavam com 100 MHz x 2. No final do ano 2000 foram lançadas versões de 133 MHz x 2. Note que um Athlon operando com 100 MHz e DDR produz um resultado melhor que um Pentium III usando 133 MHz, sem DDR. Mesmo sendo o Athlon capaz de operar a 200 MHz externos, as primeiras placas de CPU para Athlon não suportavam memórias de 200 MHz, pois elas simplesmente não existiam. Os primeiros chipsets faziam a comunicação com o processador à taxa de 200 MHz (100 MHz com DDR), mas comunicavam-se com a memória a 100 ou 133 MHz (memórias PC100 e PC133). No início do ano 2001 começaram a surgir no mercado, placas de CPU com suporte a memórias DDR. Memórias DDR200 podem operar a 200 MHz, e memórias DDR266 podem operar a 266 MHz. Com o uso dessas novas placas de CPU e novas memórias, o Athlon finalmente poderá tirar o máximo proveito do seu veloz barramento externo. Cache L1 de 128 kB Caches maiores e com maior clock resultam em maior desempenho. Os processadores Intel tradicionalmente usam caches L1 de tamanho modesto, como 16 kB e 32 kB. Processadores AMD costumam usar caches L1 maiores como os 64 kB do K6-2 e do K6-III. A AMD colocou no Athlon, uma cache L1 de 128 kB. É um tamanho de cache bastante generoso. A conseqüência deste tamanho maior é que o processador encontrará com maior probabilidade, os dados e instruções que necessita na própria cache L1, sem a necessidade de utilizar mecanismos de acesso mais demorados para obter essas informações. Unidade de ponto flutuante A unidade de ponto flutuante, responsável pela execução de cálculos matemáticos complexos, é de extrema importância na execução de programas científicos, programas de CAD e engenharia, e em

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programas que geram gráficos tridimensionais. Antigamente, só engenheiros e cientistas precisavam de uma unidade de ponto flutuante. Hoje, todos os jogos 3D necessitam deste recurso. Por isso todos os processadores modernos possuem em seu interior, uma unidade de ponto flutuante, capaz de realizar operações matemáticas complexas com extrema velocidade. Até pouco tempo, a unidade de ponto flutuante de processadores Intel era imbatível. Um Celeron/266, por exemplo, realizava cálculos de forma mais rápida que um AMD K6-III/450. Esta situação mudou com o processador Athlon. Sua unidade de ponto flutuante foi totalmente reprojetada visando máxima eficiência. Um Athlon realiza cálculos matemáticos complexos com velocidade de 10 a 15% maior que um Pentium III de mesmo clock.

Duron Assim como a Intel produziu processadores Celeron como versões de menor custo e menor desempenho do Pentium II e Pentium III, a AMD produziu a partir do Athlon T-Bird, o AMD Duron. Tecnicamente a única diferença entre o Athlon e o Duron é a cache L2. O Athlon tem 256 kB, enquanto o Duron tem 64 KB. Todas as demais características são similares às do Athlon. Inclusive o aspecto externo do Duron é bastante parecido com o do Athlon, como podemos ver na figura 22. Figura 3.22 Processador Duron.

AMD

O AMD Duron destina-se ao mercado de PCs de baixo custo. Foi criado para substituir o K6-2, o processador que dominou este mercado entre 1998 e 2000. Ao mesmo tempo em que cessou a produção de chips K6-2, no final do ano 2000, aumenta a oferta de processadores Duron e de placas de CPU de baixo custo, com áudio e vídeo onboard, equipadas com Socket A. A princípio qualquer versão do Athlon pode ter uma versão do Duron correspondente, mas na prática não é o que tem ocorrido. A AMD tem dado prioriadade em produzir Athlons com clocks mais altos e Durons com clocks mais baixos. Enquanto eram oferecidos Athlons entre 800 e 1200 MHz, o Duron era oferecido em versões de 700 a 850 MHz. Deixando de lado a cache L2, que no Duron tem apenas 64 kB, todas as suas demais características são idênticas às do Athlon, como a cache L1 de 128 kB, o barramento externo de 200 MHz e a unidade de ponto flutuante de alto desempenho. É um excelente substituto de alto desempenho para o K6-2, voltado para o mercado dos PCs de baixo custo. Note que o Duron não foi produzido em versões de cartucho. O Duron passou a ser produzido já na versão T-Bird, com encapsulamento PGA.

VIA Cyrix III 91

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Apesar deste processador ser bastante raro no Brasil, não poderíamos deixar de fazer uma citação. Afinal a Cyrix sempre foi o terceiro maior fabricante de processadores para PCs. Durante seus áureos tempos, chegou a produzir processadores melhores que os da AMD e Intel. Era o Cyrix 6x86 PR200, mais veloz e mais barato que o Pentium-200. Produziu ainda processadores 6x86MX e M-II, ambos com tecnologia MMX. Infelizmente a Cyrix mudou de dono duas vezes ao longo dos útlimos anos. Foi comprada pela National Semiconductors, que praticamente a sucateou. Passou muito tempo sem novos lançamentos, até que foi finalmente comprada pela VIA Technologies. Atualmente o processador chamase Via Cyrix III. Ele é na verdade uma espécie de Celeron, tendo alguns pontos superiores e outros inferiores. Os pontos superiores são: • • • • • • •

Barramento de 66, 100 ou 133 MHz Clocks mais elevados, como 700 MHz Cache L1 com 128 kB Instruções 3D Now e MMX Utiliza o Soquete 370, compatível com placas para Pentium III e Celeron Baixa dissipação de calor Baixo custo

Seu ponto fraco é a cache L2, inexistente. Isso mesmo, a Cyrix preferiu aumentar o tamanho da cache L1 e acabar com a cache L2. Isso lembra os primeiros processadores Celeron, que também não tinham cache L2. Figura 3.23 Processador VIA Cyrix III.

Esses processadores têm tudo para ocupar uma fatia no mercado de PCs de baixo custo, assim como ocorreu com antigos modelos da Cyrix, desde que, é claro, consigam produzi-los em quantidade. Pelo menos no Brasil é muito difícil encontrá-los.

Overclock Overclock é uma técnica de envenenamento do processador, fazendo-o trabalhar mais rápido que o normal. Por exemplo, é possível fazer um K6-2/450 trabalhar com 550 MHz, programando o seu multiplicador para 5.5x, ao invés de 4.5x, ou fazer um Pentium III/700 trabalhar em 933 MHz, programando o seu clock externo para 133 MHz, ao invés de 100 MHz. Praticamente todos os processadores podem ser acelerados por overclock, mas é preciso que você conheça alguns fatos a respeito. 1) Nem sempre o overclock funciona

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Se um processador foi projetado para trabalhar com um determinado clock, e o colocarmos para operar com um clock mais elevado, poderá apresentar comportamento errático. 2) O processador aquece mais Com maior aquecimento, o processador pode durar menos, ou mesmo danificar-se. 3) Os demais circuitos podem não suportar a velocidade Especificamente quando aumentamos o clock externo do processador (por exemplo, usando 133 MHz ao invés de 100 MHz), os demais circuitos do computador poderão não funcionar. Por exemplo, as memórias terão menos tempo para encontrar os dados requisitados, e poderão não conseguir fazê-lo. O barramento PCI, como opera com uma fração do clock externo do processador na maioria dos chipsets, também ficará acelerado, e as placas de expansão poderão apresentar erros. 4) Não é recomendado pelos fabricantes Oficialmente, os fabricantes produzem chips em grandes quantidades, e testam cada um deles, determinando qual é o máximo clock que pode ser usado de forma confiável. Se for usado um clock mais elevado, a confiabilidade será menor. Além desses argumentos contrários, existem argumentos favoráveis: 1) Se funcionar no meu PC, qual é o problema em usá-lo? O overclock deve ser feito de forma experimental, individual, e de certo modo, artesanal. Algumas vezes é preciso trocar as memórias ou outras placas. Algumas vezes é preciso instalar um segundo ventilador. É muito difícil fazer isto em série, e é uma desonestidade quando é feito por revendedores de PCs, que oferecem um processador mais barato, operando com overclock. Mas se um usuário assume o risco de fazê-lo, e funciona bem, é se ele é dono do seu nariz, é difícil dar um argumento contrário. 2) Melhorando a refrigeração, diminuem os riscos Se o maior inimigo do overclock é o excesso de aquecimento, o uso de um segundo ventilador, um gabinete espaçoso, e mesmo a instalação do computador em um ambiente refrigerado, diminuem o perigo do overclock. 3) Se o processador durar 2 anos ao invés de 20, qual é o problema? Os processadores podem durar muitos anos se usados em condições normais. Trabalhando em temperaturas elevadas, podem durar muito menos. Se um processador queimar depois de 2 anos de uso, não será um grande problema. Um chip com 2 anos já está provavelmente obsoleto, ou então pode ser comprado por preços bastante baixos. 4) Os fabricantes enganam a velocidade Existe o argumento de que na verdade todos os processadores, ou pelo menos quase todos, são capazes de operar com clocks mais altos. Por exemplo, a mesma forma produz o Athlon de 800, 850, 950 e 1000 MHz. Depois dos testes, seriam separados de acordo com a máxima velocidade suportada. Se todos puderem funcionar a 1000 MHz, alguns deles serão marcados com clocks menores apenas para poderem ser vendidos também nesta faixa de mercado. Ao comprar um desses chips de 800 MHz, por exemplo, poderíamos seguramente colocá-lo para trabalhar em 1000 MHz.

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Este autor desaconselha o uso indiscriminado do overclock. Muitos usuários o fazem por sua própria conta e risco. Se você faz overclock de forma consciente, um amigo seu com pouco conhecimento técnico poderá gostar e fazer o mesmo, sem conhecer os prós e contras. Thomas Pabst, brilhante autor do brilhante site Tom’s Hardware Page, recomenda, ensina e incentiva o uso do overclock. Sugerimos que os interessados no assunto não deixam de visitar o seu excelente site: http://www.tomshardware.com Overclock interno Este tipo de overclock resulta em aumento na velocidade de processamento, e não altera o funcionamento das memórias, barramentos e demais circuitos do computador. A velocidade mais alta existe apenas dentro do processador. Consiste em utilizar um multiplicador acima do recomendado. Por exemplo, em um K6-2/450 o multiplicador usado deveria ser 4.5x, mas se for usado 5,5x, o clock interno será aumentado para 550 MHz. Um pouco mais de desempenho no processamento, mantendo em operação normal os demais circuitos do PC. No manual da sua placa de CPU existem instruções para a programação desses multiplicadores. Note que muitos processadores modernos são “travados”, ou seja, não aceitam a alteração dos multiplicadores. Overclock externo Este tipo de overclock atua diretamente sobre o clock externo do processador. Ao invés de usar os típicos 133 MHz, usamos opções como 140 ou 150 MHz, disponíveis na maioria das placas de CPU modernas. Conseguimos assim melhorar mais ainda o desempenho do PC, pois a memória cache, a memória DRAM, e todas as placas de expansão estarão operando com velocidade mais elevada. Como todo o computador é acelerado, é também maior a chance de ocorrerem incompatibilidades. Podem ocorrer problemas nas transferências do disco rígido, no funcionamento da placa de vídeo, erros na cache e na DRAM. Overclock interno e externo A velocidade fica ainda maior, mas a chance do processador funcionar fica ainda mais reduzida. Consiste em aumentar, não só o clock externo, como também o multiplicador. Nem sempre ao montarmos um computador estaremos utilizando peças de última geração. Este é o caso apenas de quem vai montar um PC novo. Técnicos de manutenção freqüentemente precisam trabalhar com PCs relativamente antigos, com 1, 2, 5 anos de uso, quem sabe? Seria um grande vexame conhecer apenas PCs com placas super modernas, e precisar fazer manutenção em um PC produzido em 1998 e dizer ao cliente que “este é muito antigo, nem tem mais peças para ele, é melhor comprar outro...”. Não é verdade, existem sim as peças para a manutenção desses PCs e eles ainda podem ser consertados por um custo acessível. Vale a pena conhece-los, afinal o seu hardware não é tão diferente do hardware dos PCs ultra modernos. Neste capítulo abordamos processadores classe Pentium e superiores, portanto você terá plenas condições de desmontar, consertar e montar PCs produzidos entre 1995 e 2000. Estudaremos aqui os processadores e chipsets produzidos pela Intel, AMD e Cyrix, desde o Pentium comum até o Pentium II, desde o AMD K6 até o K6-III, desde o Cyrix 6x86 até o Cyrix M II.

Processadores Intel Vejamos agora as diferentes famílias de processadores usadas nos PCs produzidos nos últimos anos: Pentium normal (P54C)

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Também chamado de Pentium Classic, ou simplesmente Pentium, foi o primeiro processador considerado de 5a geração. Foi lançado em 1993, nas versões de 60 e 66 MHz. Este processador era na época muito caro, ainda reinavam no mercado os velhos processadores 486. Processadores 486 continuaram a ser lançados pela própria Intel, e ainda eram os mais vendidos. Um 486DX4 de 100 MHz, por exemplo, era tão veloz quanto um Pentium-66 e custava muito menos. Apenas em 1995 o Pentium começou a se tornar comum no mercado, quando a Intel reduziu reduziu os seus preços ao mesmo tempo em que deixou de fabricar o 486. O processo de fabricação utilizado na época do lançamento do Pentium ainda precisava de melhoramentos. Operava com 5 volts, e como resultado, apresentava muito aquecimento. A Intel melhorou o seu projeto, permitindo a operação com 3,5 volts, resultando em aquecimento bem menor. Foram lançadas versões de 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166 e 200 MHz. O Pentium é um processador de 32 bits, mas opera com memórias de 64 bits. Esta é uma forma de compensar a lentidão das memórias, um dos problemas que mais dificulta a obtenção de velocidades elevadas. Note que essas duas características estão presentes também nos demais processadores modernos. Desde o Pentium até os modernos Athlon e Pentium 4, o núcleo é de 32 bits e o barramento de memória é de 64 bits. Não se impressione, pois o número de bits é algo que demora muitos anos a evoluir. Veja por exemplo o que tem ocorrido desde o lançamento do 8086: Processador

Ano

8086 80286 80386 80486 Pentium Pentium III Pentium 4

1978 1982 1985 1989 1993 1999 2000

Bits internos 16 16 32 32 32 32 32

Bits externos 16 16 32 32 64 64 64

Veja quantos anos se passam até que se faz necessário aumentar o número de bits interno e externo de um processador. Vemos que os 32 bits internos, que vigoram até no recém lançado Pentium 4, é uma característica que vem desde o 80386, datando de 1985. Apenas em 2001 chega ao mercado o Itanium, primeiro processador de 64 bits da Intel, seguido pelo K8, da AMD. Fisicamente, o Pentium é instalado em um soquete tipo ZIF (Zero Insertion Force). A figura 1 mostra um processador Pentium e um soquete ZIF. Figura 4.1 Pentium e seu soquete.

Este soquete, do ponto de vista eletrônico, é chamado de Socket 7, uma padronização para os sinais eletrônicos característicos do Pentium. Outros processadores, produzidos por outros fabricantes, que são compatíveis com o Pentium (podendo ser instalados no seu lugar), são ditos “Socket 7 compatibles”. Muitos outros processadores recaem neste caso. Existem outros tipos de soquetes, mecanicamente e fisicamente diferentes, específicos para seus processadores:

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Soquete Socket 7

Processadores Pentium, Pentium MMX, AMD K5, K6, K6-2, K6-III, Cyrix 6x86, 6x86MX, M-II, WinChip, Rise mP6. Socket 8 Pentium Pro Slot 1 Pentium II, Celeron, Pentium III Slot A AMD Athlon Socket 370 Pentium III, Celeron, Cyrix III Socket A AMD Athlon, AMD Duron Socket 423 Pentium 4 Note que alguns processadores migraram de soquete. O Athlon, por exemplo, utilizava ao ser lançado o chamado Slot A, agora utiliza o Socket A. Da mesma forma, o Pentium III utilizava o Slot 1 e mais recentemente passou a usar o Socket 370. O Pentium P54C pode ser dividido em duas categorias: VRE: Utiliza tensões de 3,4 a 3,6 volts. Normalmente é programado para 3,5 STD (Standard): Utiliza tensões de 3,1 a 3,6 volts. Normalmente é programado para 3,3 volts.

volts.

Figura 4.2 Distinguindo entre o P54C VRE e o P54C STD.

A figura 2 mostra como distinguir a diferença entre o Pentium P54C VRE e o P54C STD. Devemos consultar as inscrições na sua parte inferior. Na quarta linha temos uma indicação como xxxxx/Sxx. A letra depois do “/” faz a distinção entre as versões. Se a letra for “S”, trata-se de uma versão STD, se a letra for “V”, trata-se de uma versão VRE. Esta informação é importante na hora de instalar o processador na placa de CPU. Se for programada a voltagem errada, o processador correrá o risco de não funcionar corretamente. Clocks do P54C 60 MHz 66 MHz 75 MHz 90 MHz 100 MHz 120 MHz 133 MHz 150 MHz 166 MHz 200 MHz

Pentium

Pentium MMX (P55C)

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Para aumentar o desempenho de programas que fazem processamento de gráficos, imagens e sons, a Intel adicionou ao Pentium, 57 novas instruções específicas para a execução rápida deste tipo de processamento. São chamadas de instruções MMX (MMX=Multimedia Extensions). Uma única instrução MMX realiza o processamento equivalente ao de várias instruções comuns. Essas instruções realizam por hardware, cálculos característicos que aparecem com muita freqüência no processamento de sons e imagens. As instruções MMX não aumentam de forma automática a velocidade da execução de programas, mas possibilitam que os produtores de software criem novos programas, aproveitando este recurso para que o processamento de áudio e vídeo fique mais veloz. O ganho de velocidade nessas operações pode chegar a 400%. Atualmente todos os processadores utilizam a tecnologia MMX, além de outras extensões (grupos de novas instruções) próprias para processamento 3D, processamento de sons e imagens. Os resultados foram tão bons que novos processadores passaram a utilizar tanto as instruções MMX quanto novas extensões: SSE – Streamed SIMD Extensions, introduzida no Pentium III. São novas instruções para som, imagem e processamento 3D. 3D Now – Instruções específicas para processamento 3D. Versões mais novas de processadores Intel e AMD utilizam ainda novas versões das duas extensões citadas acima. Note que todas essas extensões não fazem os programas ficarem automaticamente mais rápidos. O ganho de velocidade ocorrerá quando forem instalados drivers e versões novas de programas, específicos para utilizar essas instruções. O Pentium MMX também é compatível com Socket 7, ou seja, possui o mesmo conjunto de sinais digitais que o Pentium comum. A princípio poderíamos pensar que pelo fato de ser compatível com Socket 7, poderíamos instalar um Pentium MMX em qualquer placa de CPU Pentium, mesmo antiga. Infelizmente não. O Pentium MMX utiliza voltagens um pouco diferentes das usadas no Pentium comum. O mesmo ocorre com outros microprocessadores (como os da AMD e Cyrix). Apesar de todos serem compatíveis com Socket 7, apresentam diferenças pequenas, principalmente no que diz respeito à voltagem. Por isto, como regra geral, só podemos instalar um certo processador em uma placa de CPU, quando o manual desta placa afirma que suporta o referido processador. Quando o Pentium MMX foi lançado, muitos não sabiam disso. Milhares de usuários e até alguns técnicos instalaram processadores Pentium MMX em placas que não o suportavam. Operavam com voltagem errada, e por isso apresentavam travamentos e outras anomalias. Figura 4.3 Pentium MMX.

Apenas os trechos de programas que usam instruções MMX ficam mais velozes na hora de executar essas instruções. A maioria desses programas possuem trechos similares, um trecho “MMX” e um “não MMX”. No instante da execução utilizam o trecho MMX, caso o processador possua este recurso (este é o caso de todos os processadores modernos), ou usam o trecho “não MMX”, caso o processador seja um modelo antigo (Pentium P54C, por exemplo). Nesses trechos específicos dos programas, o uso das instruções MMX resultará no fantástico aumento de velocidade. Nos demais trechos, nos quais as instruções MMX não são usadas, não ocorrerá aumento de velocidade.

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Programas antigos, que não foram desenvolvidos para usar as instruções MMX não apresentam melhoramento algum em desempenho, exceto algo em torno de 5 a 10%, não por causa da tecnologia MMX, mas pelo fato do Pentium MMX possuir uma cache interna maior (32 kB) que a do Pentium comum (16 kB). Já existem programas e drivers de lançamento mais recente que possuem apenas os trechos “MMX”, ou seja, não rodam em processadores antigos. As instruções MMX também são úteis no processamento de sinais digitais em geral. Com elas, é possível implementar por software, o mesmo tipo de processamento que antes era realizado pelo DSP (processador de sinais digitais) existente nos modems. Isto possibilitou a criação de modems extremamente baratos. São os chamados “Winmodems” ou “soft modems” ou “HSP modems”. Infelizmente esses modems prejudicam o desempenho de PCs mais lentos, como os que têm clocks inferiores a 300 MHz. Afinal, eles fazem com que o processador fique ocupado executando uma tarefa que antes não era dele. Nos processadores mais velozes, a queda de desempenho é pequena, e o uso desses modems é mais aceitável. Quando o Pentium MMX chegou ao mercado, muito se perguntou a respeito da sua instalação em placas de CPU já existentes, preparadas para receber o Pentium P54C. Simplesmente o Pentium MMX não pode ser instalado nessas placas, devido ao seu duplo sistema de voltagem. Antes do Pentium MMX, as placas de CPU Pentium estavam preparadas para entregar ao processador, uma voltagem de 3,3 ou 3,5 volts, dependendo da versão do Pentium (Standard ou VRE). O Pentium MMX foi o primeiro processador a utilizar um sistema duplo de voltagem. Todos os seus circuitos internos (o que os fabricantes chamam de Core, ou núcleo) operam com apenas 2,8 volts, enquanto os circuitos que fazem ligação com o seu exterior (que os fabricantes chamam de I/O) operam com 3,3 volts. A voltagem externa de 3,3 volts é padrão, usada também pelas memórias, chipsets e demais circuitos. Simplesmente reduzir a tensão do processador como um todo (para obter um menor aquecimento) tornaria necessário fazer o mesmo com os demais circuitos da placa de CPU. Para evitar este problema, apenas o interior do processador passou a utilizar 2,8 volts, enquanto externamente, é usada a voltagem padrão de 3,3 volts. Como mais de 90% dos circuitos do processador acabam operando com 2,8 volts, a dissipação de calor diminuiu bastante. Esta característica introduzida no Pentium MMX é usada em todos os processadores modernos. Utilizam uma voltagem externa, normalmente 3,3 volts, e uma interna, bem mais baixa. Placas de CPU que suportam o Pentium MMX precisam ser capazes de gerar as duas voltagens exigidas pelo processador: 2,8 e 3,3 volts. Placas de CPU lançadas na época (1997) estão preparadas para gerar essas tensões. As de fabricação ainda mais recente (meados de 1998 em diante) podem gerar praticamente qualquer voltagem interna para o processador, entre 2.0 volts e 3.5 volts. As primeiras placas de CPU Pentium MMX ainda usavam o chipset i430VX, que antes disso era usado em placas equipadas com o Pentium comum. Na verdade, essas placas passaram a suportar, tanto o Pentium MMX como o Pentium normal. Logo depois, a Intel lançou o chipset i430TX. Não se trata de um chipset específico para o Pentium MMX, que que MMX não é hardware, e sim software. A única diferença de hardware exigida pelo Pentium MMX é a tensão interna de 2.8 volts, inexistente nas placas de CPU mais antigas. Não faça a experiência de instalar um Pentium MMX em uma placa de CPU que não o suporta, ou seja, não possui o duplo sistema de voltagem. O processador será alimentado, interna e externamente com 3,3 ou 3,5 volts, e até poderá funcionar, mas com maior nível de aquecimento, o que poderá danificá-lo. Clocks do MMX 166 MHz 200 MHz 233 MHz

Pentium

Pentium Pro

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Enquanto o Pentium e o Pentium MMX eram bastante utilizados em computadores pessoais, o Pentium Pro era o principal processador para servidores, entre 1995 e 1997. Tratava-se de um processador muito caro, devido à sua cache L2 de 256 kB integrada ao processador. Era otimizado para a execução de instruções de 32 bits, sendo portanto ideal para uso no Windows NT. Naquela época os computadores pessoais usavam muitos programas de 16 bits, e neste tipo de programa o Pentium comum e o Pentium MMX eram mais eficientes. O Pentium Pro por sua vez era mais eficiente apenas para processar instruções de bits, sendo menos eficiente para 16 bits. Apesar de não ter sido muito conhecido pelos usuários, o Pentium Pro deu origem aos populares Pentium II, Celeron e Pentium III. Sua microarquitetura, chamada de P6, foi integralmente utilizada no Pentium II, tendo sido apenas feitas modificações nas caches L1 e L2. A Intel passou a oferecer o Pentium II e o Celeron para os computadores pessoais, e o Pentium II Xeon para servidores (uma versão com cache L2 mais rápida e em maior quantidade). Clocks do Pentium Pro 150 MHz 166 MHz 180 MHz 200 MHz Pentium II Podemos considerar o Pentium II como um “relançamento” do Pentium Pro, com novas características, sendo as principais delas: Encapsulamento – Passou a utilizar um formato de cartucho chamado SECC. No interior deste cartucho metálico existe uma pequena placa contendo o processador e os chips de memória SRAM que formam a cache L2 de 512 kB. Novo slot – Ao invés de utilizar o tradicional Socket 7, utiliza o Slot 1. Trata-se de um conector linear, parecido com os slots das placas de CPU. Seus sinais digitais são derivados do Socket 8, usado no Pentium Pro. MMX – As novas instruções introduzidas no Pentium MMX vieram para ficar, e foram adicionadas à arquitetura P6 usada no Pentium II. Cache L2 – Ao contrário da cache L2 de 256 kB instalada no mesmo substrato (a base do chip) que o processador Pentium Pro, o Pentium II utiliza uma cache L2 formada por dois chips SRAM totalizando 512 kB, instalados em uma placa de circuito. Cache L1 – Passou a ter 32 kB, contra apenas 16 kB do Pentium Pro. As modificações, principalmente na cache L2, possibilitaram a redução no custo de produção. Este era um processador destinado ao grande público, e não somente para os servidores.

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Figura 4.4 Pentium II.

O uso do formato de cartucho pelo Pentium II tinha como principal motivo, a necessidade de acomodar o chip propriamente dito, além de dois chips de memória SRAM que formavam a cache L2. Isso fazia com que este formato fosse o ideal. Sendo totalmente metálico e termicamente acoplado ao processador, também facilitava bastante a dissipação do calor. Clocks do Pentium II 233 MHz 266 MHz 300 MHz 333 MHz 350 MHz 400 MHz 450 MHz Intel Celeron Poucos meses depois do lançamento do Pentium II, a Intel lançou uma versão reduzida, chamada Celeron. Era destinado a substituir o Pentium MMX no mercado de PCs de menor custo. Esta prática já foi utilizada muitas vezes pela Intel (8086/8088, 386DX/386SX, 486DX/486SX). É como se hoje em dia o Celeron e o Pentium III fossem descontinuados e substituídos por uma versão simplificada do Pentium 4. O Celeron podia ser instalado nas mesmas placas de CPU projetadas para o Pentium II. Nas suas primeiras versões, operava com clock externo de 66 MHz, clock interno de 266 MHz, e não possuía cache L2. Isto o tornava uma alternativa barata em relação ao Pentium II, apesar de não apresentar vantagens em relação aos outros processadores para a sua faixa de preço. Foram posteriormente lançadas versões mais velozes, e todas equipadas com cache L2 de 128 kB. O primeiro encontrado mecanismo Celeron é o

Celeron era próprio para encaixe no Slot 1, mas era desprovido do cartucho metálico no Pentium II. Para fazer a sua instalação era preciso adquirir um cartucho metálico ou um de retenção apropriado. O nome do soquete é “Slot 1”, mas o nome do encapsulamento do SEPP (Single Edge Processor Package).

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Figura 4.5 Processador Celeron SEPP para Slot 1.

Devido à ausência de cache L2, o desempenho dos primeiros processadores Celeron era extremamente baixo. Como resultado, um Celeron de 266 MHz era sensivelmente mais lento que um Pentium MMX de 233 MHz. Pouco depois a Intel lançou uma nova versão do Celeron, já com 128 kB de cache L2. Era chamado de Celeron-A. Isto melhorou o seu desempenho, deixando-o dentro do páreo no mercado de PCs de médio e baixo custo, então dominado pela AMD e Cyrix. O próximo passo na evolução do Celeron foi a mudança de formato. A Intel criou um novo soquete chamado Socket 370, com os mesmos sinais digitais do Slot 1, porém com formato similar aos usados nos processadores mais antigos. Seu soquete é do tipo ZIF. Este encapsulamento é chamado de PPGA (Plastic Pin Grid Array). Figura 4.6 Processador Celeron PPGA - Socket 370.

Mesmo depois do lançamento do Pentium III, o Celeron continuou sendo uma versão reduzida do Pentium II, com menos cache L2. Portanto não possuía os recursos avançados do Pentium III, como as instruções SSE e Advanced Transfer Cache. Apenas a partir da versão chamada “Mendocino”, o Celeron passou a ser, não uma versão reduzida do Pentium II, mas sim do Pentium III. Passou também a utilizar o encapsulamento FP-PGA (Flip-Chip Pin Grid Array), o mesmo das versões mais recentes do Pentium III.

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Figura 4.7 Celeron encapsulamento PGA.

com FC-

Resumindo, o Celeron foi produzido em três versões: 1) Sem cache L2, com encapsulamento 2) Com cache L2 de 128 kB, em encapsulamentos SEPP 3) Com cache L2 de 128 kB, núcleo de Pentium III, FC-PGA (68)

SEPP e PPGA

(65) (66)

Os números indicados ao lado são obtidos com o programa CPUID, fornecido pela Intel, para a identificação dos seus processadores. A tabela que se segue mostra os clocks nas quais essas versões foram produzidas: Modelo CPUID=6 5 266 266 MHz 300 300 MHz 300A 366 400 433 466 500 533 533A 566 600 633 666 700

CPUID=6 6

300 366 400 433 466 500 533

CPUID=6 8

MHz MHz MHz MHz MHz MHz MHz 533 566 600 633 666 700

MHz MHz MHz MHz MHz MHz

Um grande problema do Celeron é o seu barramento externo de 66 MHz, o que o prejudica bastante o seu desempenho. A cache L2 de apenas 128 kB, contra 256 kB do Pentium III, também reduz o desempenho, mas a sua privação de funcionar com clocks externos de 100 ou 133 MHz, como ocorre com o Pentium III, penaliza ainda mais o desempenho. Está previsto o lançamento de versões futuras do Celeron, com clock externo de 100 MHz.

Processadores AMD A AMD sempre foi uma grande produtora de chips, não apenas de processadores, mas também de memórias e outros tipos de circuitos. Desde os anos 70, atua como segundo fornecedor de chips Intel. A Intel licenciava a AMD, vendendo todos os projetos, para produzir chips idênticos aos seus, apenas

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alterando o seu nome. A partir do processador 386, a AMD começou a atuar como concorrente da Intel, produzindo chips compatíveis, similares, de bom desempenho e mais baratos. Isto ocorreu em 1992, quando o 486 era o processador mais veloz, mas o 386 ainda era o mais usado, A AMD produziu o seu excelente processador AM386DX-40, um grande sucesso de vendas. Entre 1992 e 1993, quem não tinha dinheiro para comprar um caríssimo PC 486, optava por um equipado com o 386DX-40 da AMD. A seguir a AMD produziu seus processadores 486: Am486DX2-66, Am486DX2-80, Am486DX4-100 e Am486DX4-120. A AMD lançou também o Am5x86. Era na verdade um processador de 5a geração, compatível com o 486, mas com características de Pentium. Operando com 133 MHz, o 5x86 tinha desempenho superior ao Pentium de 75 MHz. Finalmente a AMD lançou o seu real concorrente para o Pentium, o AMD K5. Começou com as versões PR75, PR90 e PR100, passando depois para PR133 e PR166. Quando dizemos que um processador é, por exemplo, PR166, não significa que use o clock de 166 MHz, mas que tem o desempenho similar ao de um Pentium-166. Infelizmente o K5 demorou muito a ser lançado, e não chegou a ser um grande sucesso de vendas. O lançamento do Pentium MMX tornou as coisas ainda mais difíceis para o K5, um processador bom mas que chegou tarde ao mercado. As coisas começaram a melhorar bastante para a AMD com o lançamento do seu novo processador, o AMD K6. Foi um grande salto em tecnologia em relação ao K5. A AMD na verdade comprou a NextGen, uma outra empresa especializada em processadores, e aproveitou a sua tecnologia para criar o K6, adicionando obviamente, as instruções MMX criadas pela Intel. O sucesso do K6 levou a outros sucessos de vendas: o K6-2, e mais recentemente, os novos processadores Athlon e Duron. AMD K6 O AMD K6 é um processador que usa o Socket 7. Foi criado para ser um substituto para o Pentium MMX. Inicialmente foi lançado nas versões de 166, 200 e 233 MHz, mais tarde tornou-se disponível também em 266 e 300 MHz. Desempenhos tão elevados não podiam ser obtidos com o Pentium MMX, ainda a 233 MHz. Apenas o Pentium II fornecia maior desempenho. O AMD K6 foi considerado na sua época (1997-1998), o segundo processador mais veloz, perdendo apenas para o Pentium II. Clocks do AMD K6 166 MHz 200 MHz 233 MHz 266 MHz 300 MHz A maioria de suas características são similares às do Pentium MMX. O sistema de clock interno e externo, por exemplo, é totalmente similar. Utiliza no barramento externo, o clock de 66 MHz, apesar de poder ser programado para outros valores, como 50 e 60 MHz (esta programação é feita na placa de CPU). A cache interna do AMD K6 é maior que a do Pentium MMX. Ao invés dos 32 kB presentes no Pentium MMX, a cache interna do K6 tem 64 kB, dividida em duas seções, sendo 32 kB para dados e 32 kB para instruções. Chips velozes dissipam muito calor, principalmente quando o clock é mais elevado. É claro que para os padrões atuais, o K6 é um processador lento e ultrapassado, mas na sua época era dos mais rápidos, e dissipava bastante calor, assim como ocorre com os processadores mais velozes atuais. Para reduzir o aquecimento, os fabricantes procuram usar a sua tecnologia para produzir chips com transistores cada vez menores. Quanto menor é o tamanho dos transistores, menor será o calor dissipado, e valores mais elevados de clock podem ser obtidos sem superaquecimento. As primeiras versões do AMD K6, por exemplo, são designadas como Modelo 6, e podem operar internamente com 2,9 ou 3,2 volts,

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dependendo da versão. Seus microtransistores mediam 0,35µ. Mais tarde foi lançado o Modelo 7, usando tecnologia de 0,25µ. As figuras 8 e 9 mostram como identificar o componente (modelo 6 e modelo 7) a partir da sua inscrição na face superior. A segunda letra do seu sufixo identifica a voltagem interna. Para “N”, a voltagem é 3,2 volts, “L” a voltagem é 2,9 volts e “F” indica 2.2 volts. Nos modelos mais recentes, existem inscrições na face superior, mostrando as voltagens, mas em alguns modelos as voltagens podem não estar indicadas, apenas seus códigos (ANR, AFR, etc.). Use as figuras 5.8 e 5.9 para identificar essas voltagens. Figura 4.8 Identificando um AMD K6 modelo 6.

A figura 9 mostra como identificar um AMD K6 modelo 7, a partir da inscrição na sua parte superior. A letra “F” no seu sufixo é o que indica a voltagem média de 2,2 volts, característica do modelo 7. Observe entretanto que as versões de 266 e 300 MHz só estão disponíveis no modelo 7. Versões de 166 MHz só estão disponíveis no modelo 6. Apenas as versões de 200 e 233 MHz podem causar confusão, já que estão disponíveis em ambos os modelos. Use as identificações aqui apresentadas para distinguir um modelo do outro. Figura 4.9 Identificando um K6 modelo 7.

As figuras 10 e 11 mostram as potências dissipadas (o calor liberado é proporcional a esta potência) para os modelos 6 e 7, respectivamente. Observe que quanto maior é o clock, maior é a potência dissipada. A voltagem também influi nessa potência. Observe na figura 10 que o modelo de 200 MHz, que opera com 2,9 volts, dissipa 20 watts, ou seja, 0,1 watt para cada MHz. Já o modelo de 233 MHz,

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com 3,2 volts, dissipa 28,3 watts, ou seja, 0,12 watt para cada MHz, o que representa uma dissipação de calor 20% maior, considerando o mesmo clock. Figura 4.10 Dissipação de calor do AMD K6 modelo 6.

O AMD K6 modelo 6 utiliza a tecnologia de 0,35 micron, ou seja, seus transistores medem 0,00035 milímetro. O modelo 7 já utiliza a tecnologia de 0,25 micron, e o calor dissipado é bem menor. A figura 11 mostra a potência para o modelo 7, que opera com apenas 2,2 volts. Figura 4.11 Dissipação de calor no AMD K6 modelo 7.

Enquanto o AMD K6 de 266 MHz, modelo 6, dissipa espantosos 28,3 watts, o modelo 7 dissipa apenas 14,55 watts, praticamente a metade. Processadores que operam com voltagens mais baixas são sempre preferíveis. Sem as voltagens baixas é difícil obter clocks mais elevados, devido ao superaquecimento. Em quase todos os processadores modernos, não é preciso recorrer a tabelas para sua identificação, já que existem indicadas na sua parte superior, as principais informações, como clock e voltagens, como vemos na figura 12. Apenas para descobrir outros detalhes, como faixa de temperatura, precisamos consultar as figuras 8 e 9. Figura 4.12 O AMD K6, assim como a maioria dos processadores, traz estampada a sua voltagem de operação interna (Core), e a externa (I/O).

Super 7 Até o início de 1998, processadores para o Socket 7 dependiam de chipsets da Intel (i430FX, i430HX, i430VX e i430TX), ou então de fabricantes alternativos, como VIA, ALI e SiS. Todos esses chipsets possuíam como característica, o barramento externo de 66 MHz, como requer o padrão Socket 7. Ao criar um novo barramento (Slot 1) para ser usado com o Pentium II e seus novos processadores, a Intel abandonou o Socket 7 e não lançou outros chipsets para este padrão. Isto foi um problema para outros

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fabricantes de processadores, como a AMD. Tiveram que contar com novos chipsets de outros fabricantes. A AMD e os demais fabricantes de processadores, assim como os fabricantes de chipsets, passaram a especificar melhoramentos no Socket 7, visando aumentar o desempenho dos seus processadores. Foi criado então o padrão Super 7, que basicamente é o Socket 7 operando com clock externo de 100 MHz, e incluindo o barramento AGP, possibilitando o uso de placas de vídeo 3D de alto desempenho. Os processadores AMD com clocks superiores a 300 MHz passaram a usar o Super 7. Por exemplo, um AMD K6-2/300, operando com o Super 7, com seus 100 MHz externos, tem desempenho melhor que outro AMD K6, também de 300 MHz, mas usando os 66 MHz do Socket 7. Os primeiros chipsets para o Super 7, foram: Fabricante VIA ALI SiS

Chipset Apollo MVP3 e MVP4 Aladdin V SiS 5591, SiS530

AMD K6-2 / 100 MHz Este processador já foi chamado, na época do seu lançamento, de “K6 3D”, e pouco tempo depois teve o nome trocado para K6-2. Ao mesmo tempo em que foram lançados chipsets para a plataforma Super 7, com clock externo de até 600MHz, começaram a surgir processadores utilizando este recurso. O primeiro deles foi o AMD K6-2. Além de usar o Super 7, este processador incorpora a tecnologia AMD 3D, uma espécie de MMX voltada para processamento de imagens tridimensionais. Com essas novas instruções, programas que utilizam gráficos 3D, particularmente jogos, passaram a ter um grande aumento no desempenho. Clocks do K6-2 266 MHz 300 MHz 300 MHz 333 MHz 366 MHz 380 MHz 400 MHz 450 MHz 475 MHz 500 MHz 533 MHz 550 MHz

AMD Clock interno 66 MHz 66 MHz 100 MHz 66 MHz 66 MHz 95 MHz 100 MHz 100 MHz 95 MHz 100 MHz 95 MHz 100 MHz

Multiplicador 4x 4.5x 3x 5x 6x 4x 4x 4.5x 5x 5x 5.5x 5.5x

As versões com clock externo de 66 MHz do K6-2 destinavam-se a uso em upgrades, sendo instalados em placas de expansão antigas que não tinha o soquete Super 7, sendo limitadas a 66 MHz. Assim como ocorreu com o K6, muitos processadores K6-2 apresentaram problemas de aquecimento, pelo fato de terem sido instalados sem respeitar as especificações de cooler indicadas pela AMD. Muitos produtores de PCs não utilizavam pasta térmica, e instalavam coolers de porte pequeno. Desta forma, os modelos mais sensíveis a temperatura e que dissipavam mais calor funcionavam mal, apresentando travamentos e outras anomalias. Tais problemas não teriam ocorrido se fossem usados coolers de tamanho adequado (parte de alumínio com 2,5 cm de altura), e acoplados através de pasta térmica.

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A figura 13 mostra como identificar um processador K6-2 através do código impresso na sua face superior. Depois do nome “K6-2”, está indicado o clock, e a seguir três letras que indicam o encapsulamento, a voltagem interna e a faixa de temperatura. Figura 4.13 Identificação dos processadores AMD K6-2.

O encapsulamento de todos os modelos é o tipo A, que indica CPGA (Ceramic Pin Grid Array). As voltagens possíveis são: F G H = 2.4 volts

= =

2.2 2.3

volts volts

As faixas de temperatura são: Q R X = 0°C a 65°C

= =

0°C 0°C

a a

60°C 70°C

Portanto, o sufixo de um K6-2 (assim como do K6 e do K6-III) é um indicador da sua sensibilidade ao calor. Preferíveis são as versões com menos sensibilidade à temperatura (R), que suportam 70°C. Mais problemáticas são as versões Q, que não pode ultrapassar os 70°C. Outro indicador importante é a dissipação de potência. Quanto maior é esta dissipação, maior será a tendência do processador esquentar, e maiores deverão ser os cuidados com o problema do aquecimento (será preciso usar um cooler maior). A tabela que se segue mostra todas as versões do K6-2 produzidas e as respectivas potências: Modelo

Potência

266 300 333 350 366 380 400 400 450 450 475

14,70 17,20 19,00 19,95 20,80 21,60 22,70 16,90 18,80 28,40 19,80

AFR AFR AFR AFR AFR AFR AFQ AFR AFX AHX AFX

W W W W W W W W W W W

Temp. Máxima 70°C 70°C 70°C 70°C 70°C 70°C 60°C 70°C 65°C 65°C 65°C

Voltagem 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.2 2.4 2.2

V V V V V V V V V V V

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475 500 533 550

AHX AFX AFX AGR

29,60 20,75 20,75 25,00

W W W W

65°C 65°C 65°C 70°C

2.4 2.2 2.2 2.3

V V V V

Alguns modelos são particularmente mais problemáticos com respeito à temperatura: K6-2/400 AFQ: Dissipa 22,7 W, não é Melhor que ele é o K6-2/400 AFR, com 16,9 W e 70°C.

muito,

mas

suporta

apenas

60°C.

K6-2/450 AHX: Dissipa 28,4 W e Melhor que ele é o K6-2/450 AFX, que dissipa apenas 18,8 W.

suporta

apenas

65°C.

K6-2/475 AHX: Dissipa 28,6 W e Melhor que ele é o K6-2/475 AFX, que dissipa apenas 19,8 W.

suporta

apenas

65°C.

Daí surgem casos estranhos constatados por muitos técnicos de manutenção. Ao encontrar um PC equipado com um AMD K6-2 apresentando problemas de aquecimento, fazem a troca por outro K6-2 de mesmo clock e os problemas ficam resolvidos. O primeiro processador estava ruim? Provavelmente não, mas pode ter sido uma das três versões “quentes” citadas acima. De posse da temperatura máxima suportada e da potência dissipada pelo chip, é possível calcular a resistência térmica que deve ter o cooler, e assim dimensioná-lo corretamente. Menos trabalhoso é usar a seguinte regra: para processadores K6, K6-2 e K6-III, use sempre um cooler tamanho grande, com altura de alumínio de 2,5 cm ou mais, acoplado ao processador através de pasta térmica. AMD K6-III Este processador foi chamado, na época do seu lançamento, de “K6+ 3D”. Teve logo o nome trocado para K6-III. Tem uma grande vantagem sobre o K6-2: possui uma cache de nível 2 (ou cache L2), operando com o mesmo clock do processador. No K6-2 a cache L2 ficava ligada ao barramento externo, operando com 100 MHz. Nos processadores mais antigos, a cache L2 operava com apenas 66 MHz. Como resultado a taxa de transferência de dados entre a cache e o processador é de 528 MB/s (no barramento de 66 MHz) ou 800 MB/s (no barramento de 100 MHz). Nesta nova versão do K6, um excelente desempenho é obtido com a cache L2 acompanhando o clock do processador. Em um processador AMD K6-III de 400 MHz, a cache L2 opera também com 400 MHz, o que permite transferir dados à taxa de 3,2 GB/s. Isto dá ao K6-III um desempenho similar ao de um Pentium II. AMD K5 Este foi o primeiro chip compatível com o Pentium lançado pela AMD. Apesar de veloz, inteiramente compatível com o Pentium e bem mais barato, demorou muito a chegar ao mercado. Quando a Intel já oferecia o Pentium de 200 MHz, o K5 ainda estava na marca de 133 MHz. Posteriormente foi lançada uma versão de 166 MHz, mas logo deixou o mercado, incapaz de competir com o Pentium-200 MMX e o Pentium-233 MMX. Ainda assim, é possível que você tenha que fazer expansões ou manutenção em PCs baseados no K5. Antes do K5, a AMD lançou um outro chip, chamado inicialmente de AMD X5, e que teve seu nome mudado para AMD 5x86. Foi projetado para competir com o Pentium de 60 e 66 MHz (o AMD 5x86-133 possui o desempenho similar ao de um Pentium-75). A Cyrix também lançou o Cx5x86, em versões com desempenho similar ao Pentium-75 e ao Pentium-90. A demora da chegada desses chips ao mercado tornou inviável a sua competição com o Pentium, pois a Intel já estava produzindo modelos mais velozes. Os chips 5x86 da AMD e Cyrix possuíam pinagens compatíveis com a do 486, e tornaram-se seus concorrentes. Nesta época, a Intel já não fabricava chips 486, e os modelos equivalentes da Cyrix e AMD dominaram o mercado de chips compatíveis com o 486 neste final de era. Em 1996 e até mesmo

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em 1997, apesar do Pentium já estar dominando o mercado, era possível encontrar à venda muitas placas de CPU equipadas com o AMD 5x86-133 e Cx5x86-133. Note entretanto que apesar do nome sugestivo “586”, não eram chips compatíveis com o Pentium, e sim, com o 486, porém mais veloz.

Processadores Cyrix Depois de lançar processadores controvertidos como o Cx486DLC (um 386 melhorado, que foi por muitos confundido com o 486), outros compatíveis com o 486 (Cx486DX2 e Cx486DX4), e outro intermediário entre o 486 e o Pentium (Cyrix 5x86), a Cyrix finalmente lançou um chip compatível com o Pentium, usado em placas equipadas com o Socket 7. Era o Cyrix 6x86, disponível nas versões PR120, PR133, PR150, PR166 e PR200. Cyrix 6x86 A Cyrix sempre criou chips velozes, muitas vezes melhores que os da Intel, mas também sempre teve um grande problema, que era a falta de uma planta industrial de alta capacidade. Em outras palavras, era capaz de desenvolver chips muito velozes, mas não tinha fábricas para produzi-los. Por isso, fazia contratos com outras empresas para que produzissem seus chips, como a Texas e a IBM. Pouco depois do lançamento do Pentium, a Cyrix estava ainda envolvida no projeto de um chip concorrente. Como a chegada deste chip ao mercado demorou, e a Intel já estava para lançar versões mais velozes do Pentium, este chip da Cyrix, o Cx 5x86, foi lançado como um concorrente do 486. A versão mais veloz deste chip, apesar de compatível com o 486, possuía desempenho equivalente ao de um Pentium-90. Apenas com o lançamento do seu novo chip, o 6x86, a Cyrix começou a competir realmente com o Pentium. Por exemplo, na época em que o Pentium mais veloz era o de 166 MHz, a Cyrix já produzia o seu 6x86 P200+, com desempenho superior ao de um Pentium-200. Apesar do seu preço baixo, o baixo volume de produção da Cyrix impediu uma concorrência ameaçadora com o Pentium da Intel. Figura 4.14 Cyrix 6x86.

Cyrix 6x86MX Depois que a Intel lançou o Pentium MMX, tanto a AMD como a Cyrix desenvolveram também seus processadores dotados de tecnologia MMX. É o caso do AMD K6, e também do Cyrix 6x86MX. As placas de CPU Pentium passaram a suportar, além do Pentium P54C e do Pentium MMX, os processadores Cyrix 6x86, 6x86MX, AMD K5 e AMD K6.

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Figura 4.15 Cyrix 6x86MX.

Media GX Você não verá esses processadores em PCs comuns, mas sim em alguns notebooks. Consiste em um 6x86MX acrescido de circuitos normalmente encontrados em chipsets, como controladores de memória e de disco. Como apresenta um alto índice de integração de componentes, é ideal para uso em PCs portáteis. A urna eletrônica utilizada nas eleições brasileiras é na verdade um PC modificado, equipado com um processador MediaGX. Cyrix M II Este chip nada mais é que o 6x86MX, com seu nome alterado para competir com o Pentium II. Não foi feita alteração nenhuma no projeto do chip, apenas foi mudado o seu nome. A última versão lançada do 6x86MX foi a PR266, e depois desta, a versão PR300 já era chamada de M II. Enquanto a AMD tomou um caminho em direção ao mercado de PCs de alto desempenho, a Cyrix estabeleceu-se no mercado de PCs de médio e baixo custo. Seus processadores Cyrix M-II e Cx86MX foram bons concorrentes para o Celeron e substitutos naturais para o Pentium MMX. Dominam a faixa de mercado de processadores com menos de 300 MHz e que custam menos de 100 dólares, muito importante nos PCs de baixo custo. Também fabricados pela IBM, os processadores Cyrix não são especificados pelo seu clock, mas pelo índice PR (Pentium Rating). Por exemplo, um Cyrix 6x8xMX PR233 tem desempenho comparável ao de um Pentium MMX de 233 MHz, apesar de operar com um clock menor. A Cyrix possui modelos com clocks externos de 66, 75, 83 e 100 MHz, e diferentes multiplicadores. A tabela a seguir apresenta como exemplo, os clocks usados pelo Cyrix M II. Figura 4.16 Clocks do Cyrix MII

Como vemos, o Cyrix MII PR333 opera na verdade com o clock interno de 250 MHz. O Cyrix MII PR300 é oferecido em duas versões, uma de 225 MHz e outra de 233 MHz. O índice PR300 significa que o Pentium MMX, para alcançar desempenho semelhante no processamento de aplicativos de 32 bits do Windows, precisaria operar a 300 MHz.

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É errado comparar o Cyrix M-II PR300 com o AMD K6-2/300. Apesar de ambos terem o “300” em comum, existem diferenças no preço e no desempenho. O modelo PR300 da Cyrix tem o desempenho equivalente ao de um AMD K6-2 operando a 233 MHz. É portanto cerca de 20% mais lento que o AMDK6-2/300. Infelizmente vemos comparações erradas feitas por muitos revendedores, indicando o M-II PR300 como sendo de 300 MHz. Para efeito de comparação com o Pentium MMX, a substituição de PR por MHz é válida, mas o mesmo não pode ser dito quando é feita comparação com o Pentium II e com o AMD K6-2. Em resumo, o M-II PR300 é um processador de 233 (ou 225) MHz, tão veloz quanto um AMD K6 de 233 MHz, e sensivelmente mais veloz que um “Pentium MMX-300”, mas com um custo bastante acessível. O M-II PR333 é um processador de 250 MHz, com velocidade de processamento não numérico similar à de um AMD K6-2/333 (o K6-2 ganha na velocidade de processamento numérico). Foi um processador bastante adequado aos PCs de baixo custo. A Figura 4.17 mostra os clocks internos e externos, bem como os multiplicadores usados pelo modelo mais antigo do M II, o 6x86MX. Normalmente não é preciso recorrer a tabelas como esta, pois os valores de clock interno e externo, bem como o multiplicador, são estampados na face superior do chip. Figura 4.17 Clocks do Cyrix 6x86MX.

Completanto a apresentação dos processadores Cyrix, mostramos na Figura 4.18 os clocks do membro mais antigo desta família, o 6x86. Figura 4.18 Clocks 6x86.

dos

processadores

Chipsets Intel Bem antes do lançamento do Pentium, encontrávamos chipsets de diversos fabricantes: OPTi, SiS, Via, PC Chips, UMC e ALI. A Intel também fabricava chipsets, mas a partir do lançamento do Pentium, passou a atuar de forma mais ativa neste mercado. A partir de 1995 já podíamos encontrar várias placas de CPU, de diversos fabricantes, praticamente todas elas equipadas com chipsets Intel. Por volta de 1997 tornaram-se comuns placas de CPU com Soquete 7 equipadas com chipsets de outros fabricantes, apesar da Intel ainda predominar. Em 1998, alguns desses fabricantes, já acostumados com a faixa de 66 MHz, e migrando para os 100 MHz, passaram a oferecer boas opções de chipsets.

i430FX 111

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No final de 1995, a Intel já era a maior produtora de chipsets para Pentium, quando lançou o i430FX, conhecido informalmente como Triton. Este chipset introduziu vários recursos avançados: Duas interfaces IDE, com PIO Mode 4 O PIO Mode 4 é um modo de transferência que opera na velocidade de 16,6 MB/s. Antes do i440FX, existiam chipsets que podiam operar em PIO Mode 4, mas eram mais raros. Os próprios chipsets produzidos pela Intel antes do i430FX não possuíam interfaces IDE. Era preciso usar chips VLSI de outros fabricantes. Nas placas de CPU modernas existem interfaces IDE ainda mais rápidas, capazes de operar nos modos ATA-33, ATA-66 e ATA-100 (33 MB/s, 66 MB/s e 100 MB/s). Suporte a memórias EDO DRAM Na época de lançamento do Triton, as memórias EDO DRAM eram a sensação do momento. Essas memórias, apesar de custarem praticamente o mesmo que as memórias usadas até então (FPM DRAM), permitiam transferir os dados mais rapidamente, como se o seu tempo de acesso fosse menor. Na verdade esta memória não trabalha mais rápido, mas pode começar um novo ciclo de leitura antes do término do ciclo atual. Em outras palavras, enquanto a EDO DRAM está fornecendo os dados lidos, já deu início ao acesso do próximo grupo de dados. As memórias EDO DRAM já caíram em desuso, foram substituídas por outras mais avançadas, primeiro a SDRAM, depois a DDR e a RDRAM. Pipelined Burst Cache Antes deste chipset, todas as placas de CPU utilizavam memórias SRAM assíncronas para formar a cache L2 externa. Visando aumentar o desempenho dos processadores, a indústria desenvolveu um novo tipo de memória, chamado Pipelined Burst SRAM. Sua principal característica é um tempo de acesso bem rápido quando são acessados dados consecutivos. Por exemplo, digamos que uma SRAM assíncrona demore sempre 2 ciclos para acessar seus dados. Como as transferências da cache para o processador são feitas em seqüências de 4 leituras, teríamos a temporização 2-2-2-2 para transferir os 4 grupos de dados consecutivos. Usando SRAM do tipo Pipelined Burst, o primeiro acesso também demora 2 ciclos, mas cada um dos acessos seguintes demora apenas 1 ciclo, ficando então com a temporização 2-1-1-1. Isto representa um aumento bastante significativo no desempenho, quando este tipo de memória é usado para formar a cache externa. O chipset i430FX foi o primeiro a dar suporte a cache formado por este tipo de memória. Atualmente este tipo de cache também caiu em desuso, já que a cache L2 é embutida no núcleo dos processadores modernos.

i430HX Ainda em 1996, a Intel lançou um outro chipset, o i430HX, conhecido informalmente como Triton 2. Além de manter os recursos do i430FX, o Triton II incorporou vários avanços: Acesso à memória O Triton II é mais rápido nos acesso à memória DRAM e à memória cache, tornando o Pentium um pouco mais veloz. Maior quantidade de DRAM O Triton II permitia controlar uma quantidade maior de memória DRAM, o que era interessante para as placas de CPU usadas em servidores, que tipicamente possuem grandes quantidades de memória. Enquanto o i430FX permitia a instalação de até 128 MB de DRAM, o i430HX possuía circuitos de controle para até 512 MB de memória DRAM. Observe que o processador Pentium pode endereçar até 4 GB de memória, mas é preciso que junto com esta memória existam circuitos de acesso apropriados. Os circuitos de acesso estão localizados nos chipsets, e esses circuitos no i430HX podem controlar mais memória que o i430FX.

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Maior cacheabilidade O i430HX tem uma característica bastante interessante, que nem mesmo os outros chipsets posteriores da sua série (i430VX e i430TX) possuem. Nos demais chipsets, apenas 64 MB de RAM podem ser acelerados pela cache (ou seja, “cacheáveis”). No Triton II, esta área cacheável pode ser de 64 MB, ou então de 512 MB, bastando que o fabricante acrescentasse uma TAG RAM adicional na placa de CPU. Isto é muito importante para os PCs que exigem muita memória, como os servidores. Com uma área cacheável de 64 MB, se instalarmos, por exemplo, 128 MB de memória em um PC, apenas os primeiros 64 MB serão acelerados pela cache, e os 64 MB restantes terão o acesso feito à velocidade típica de DRAM. O resultado é uma considerável queda de desempenho, o que torna desaconselhável instalar mais de 64 MB de memória em placas de CPU equipadas com outros chipsets da série Triton que não sejam o i430HX. Apenas a partir de 1998 surgiram outros chipsets com área cacheável maior que 64 MB. Independência entre Master e Slave Nas placas de CPU equipadas com o i430FX, se instalássemos na mesma interface IDE, um disco rígido capaz de operar em PIO Mode 4 (16,6 MB/s) e um lento drive de CD-ROM capaz de operar apenas no PIO Mode 0 (3,3 MB/s), esta interface irá operar em PIO Mode 0, pois a temporização do Master e do Slave não são independentes. Seria necessário instalar o disco rígido em uma interface e o drive de CDROM na outra, evitando assim a queda de desempenho. Com o Triton II não existe este problema. Ao instalarmos um dispositivo IDE rápido e outro lento na mesma interface, cada um irá operar independentemente do outro, com a sua própria taxa de transferência.

i430VX O i430HX era bastante avançado, e passou a ser usado em placas de CPU de alto desempenho, como as destinadas a servidores. No final de 1997, a Intel lançou um modelo mais simples, para ser usado em computadores mais modestos. Não era na verdade um sucessor do i430HX, mas sim, do i430FX, que foi descontinuado. O VX é portanto inferior ao HX em quase todos os aspectos. Seu único melhoramento é o suporte a memória SDRAM, que não estava disponível no i430HX. Mesmo assim, um PC equipado com EDO DRAM em uma placa que usa o i430HX, pode ser mais rápido que outro equipado com SDRAM em outra placa equipada com o i430VX. Sua quantidade máxima de memória é a mesma do i430FX, ou seja, 128 MB, com apenas 64 MB cacheados.

i430TX Trata-se de um sucessor do i430VX com alguns melhoramentos significativos: Ultra DMA 33 Este é o primeiro chipset a dar suporte aos discos rígidos Ultra DMA 33, que operam com taxa de transferência externa de 33 MB/s. Esses discos, ao serem instalados em placas de CPU equipadas com chipsets anteriores a este, operam no máximo em PIO Mode 4 (16,6 MB/s), deixando de apresentar o seu desempenho máximo. Acessos à memória mais rápidos Os circuitos de acesso às memórias foram aperfeiçoados, tornando-se mais velozes, e permitindo acessar dados das memórias com temporizações mais rápidas, aumentando assim o desempenho do processador. 256 MB de memória

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Ao invés dos 128 MB de memória máxima suportada pelo i430FX e do i430VX, este chipset permite a instalação de até 256 MB. Infelizmente, ainda continua com área cacheável de apenas 64 MB, o que no não chega a incomodar a maioria dos usuários, para os quais 32 ou 64 MB são mais que suficientes.

i440FX Quando o Pentium II foi lançado, não existia para ele, um chipset específico, e por isso a Intel utilizou o i440FX, que foi originalmente criado para ser usado com o Pentium Pro. Este chipset já tinha dois anos de idade nesta época, e não dispunha de recursos mais avançados existentes em outros chipsets mais modernos. Suas principais desvantagens são: • • •

Não possui suporte para SDRAM Não possui suporte para o modo Ultra DMA 33 Não possui suporte para AGP - Accelerated Graphics Port

Felizmente foram poucas as placas de CPU Pentium II vendidas com este chipset, até que foi lançado um novo modelo mais atualizado, o i440LX. O i440FX não traz a limitação de área cacheável de 64 MB, como ocorre com o i430FX, i430VX e i430TX. A área cacheável é de 512 MB. Isto significa que podemos instalar generosas quantidades de memória, sem ocorrer queda de desempenho pelo fato de apenas os primeiros 64 MB serem acelerados pela cache. Este não é entretanto um mérito deste chipset, e sim, do próprio Pentium II, no qual fica localizada a cache L2.

i440LX É composto de dois chips. Um deles é o 82443LX AGP Controller. Suas principais funções são o acesso à memória, o controle do barramento PCI e o controle do barramento AGP. Junto com ele é usado o chip 82371SB, similar ao usado no i430TX. Este chip possui duas interfaces IDE capazes de operar no modo Ultra DMA 33, e duas interfaces USB (Universal Serial Bus). Este chipset permite acessos à memória SDRAM, com tamanho máximo de 512 MB, ou memória EDO DRAM, com no máximo 1 GB. Figura 4.19 Diagrama de uma placa de CPU equipada com o chipset i440LX.

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A figura 19 mostra o diagrama de um sistema equipado com o chipset i440LX. Observe a localização dos chips 82443LX e 82371SB. Façamos uma descrição das conexões. Note que a estrutura é bastante parecida com a de chipsets mais modernos, apresentados no capítulo 3: 1. O 82443LX liga-se ao barramento externo do Pentium II (Host Bus), no qual podem estar ligados até dois processadores (existem placas de CPU equipadas com dois processadores, baseadas neste chipset). Este barramento local opera com 66 MHz. 2. O 82443LX é o responsável pelo acesso à memória DRAM, que pode ser EDO DRAM ou SDRAM. Também realiza detecção e correção de erros, desde que sejam instaladas memórias com paridade (DIMM/168 com 72 bits ou SIMM/72 com 36 bits). O acesso à memória é feito com o clock de 66 MHz. 3. O 82443LX faz o controle do barramento AGP. No slot AGP conectamos uma placa de vídeo AGP, que por sua vez pode ter diversos recursos, como digitalização de vídeo, saída para TV, etc. Todas as placas de vídeo AGP são aceleradoras 3D. O barramento AGP opera neste chip com o clock de 66 MHz, no modo 2x. 4. Também no 82443LX estão as conexões para o barramento PCI. O clock deste barramento é 33 MHz, mas em determinadas condições, pode ter outros valores. Por exemplo, quando o processador está configurado para usar o clock externo de 60 MHz, o barramento PCI opera com apenas 30 MHz. Quando é feito um overclock no processador, obrigando-o a operar com o clock externo de, digamos 75 MHz, o barramento PCI irá operar com 37,5 MHz. Problemas podem ser acarretados devido ao uso do overclock, pois nem sempre os circuitos e placas PCI suportam velocidades superiores a 33 MHz. 5. Slots PCI são eletronicamente conectados ao 82443LX. 6. Também fazendo parte do barramento PCI, porém sem usar um slot, está o chip 82371SB. 7. O 82371SB possui duas interfaces IDE, cada uma delas sendo capaz de transferir dados no máximo no modo Ultra DMA 33, a 33 MB/s. 8. Também no 82371SB, encontramos duas interfaces USB (Universal Serial Bus). 9. O barramento ISA também é controlado pelo 82371SB. Nele estão conectados os slots ISA. O BIOS da placa de CPU também é conectado nele. Observe que este diagrama não mostra as interfaces seriais e paralelas, a interface para disquetes e o CMOS. Esses circuitos são localizados em outros chips VLSI que não fazem parte do chipset, mas complementam suas funções. Normalmente esses chips são chamados de Super I/O.

i440BX Lançado no início de 1998, este foi um dos primeiros chipsets a utilizar o barramento externo de 100 MHz, sendo portanto parte de uma evolução em busca de maiores velocidades nos acessos à memória e ao barramento AGP. O diagrama de conexões deste chipset é análogo ao do i440FX, mostrado na figura 19, exceto pelo barramento externo de 100 MHz, ao invés de 66 MHz. A rigor não podemos considerá-lo como antigo. Ainda no ano 2000 podíamos encontrar várias placas de CPU no mercado, equipadas com este chipset, apesar dele estar em processo de substituição por chipsets mais avançados.

Chipsets de outros fabricantes

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Depois do lançamento do Pentium II e seus chipsets, a Intel deixou de atuar na plataforma Socket 7. Seus últimos lançamentos nesta área foram o processador Pentium MMX/233 e o chipset i430TX. Entretanto a plataforma Socket 7 continuou evoluindo durante 1998 e 1999, transformando-se em Super 7. As principais diferenças foram a inclusão do barramento AGP e o aumento do clock para 100 MHz. Na área de processadores, este foi o papel da AMD, Cyrix e IDT. Na área de chipsets, atuaram fabricantes como ALI (Acer Laboratories Inc), Via Technologies e SiS.

ALI Aladdin V Desde os tempos das placas de CPU 386 e 486, era possível encontrar chipsets da ALI (Acer Laboratories Inc). Com o lançamento da série Triton, tradicionais fabricantes de chipsets foram passados para trás pela Intel. Como a Intel era detentora de maior tecnologia e maior conhecimento sobre o funcionamento do Pentium, ficava muito difícil para outros fabricantes desenvolver chipsets melhores. Entretanto, aos poucos esses fabricantes foram conhecendo melhor o Pentium, e acabaram por lançar produtos melhores que os da Intel – não por passarem a ter mais know how que a Intel, e sim pelo fato da Intel ter abandonado esta antiga linha. No início de 1998, a Acer lançou o chipset Aladdin V, formado pelos chips M1541 e M1543. Suas características eram bastante superiores às do i430TX: Barramento de 100 MHz Este chipset abriu caminho para novos processadores com clock externo de 100 MHz (ex: AMD K6-2) e memórias SDRAM PC100. Barramento AGP Assim como no chipset i440BX da Intel, o Aladdin V possui suporte para AGP, nos modos 1X e 2X. Super I/O A maioria dos chipsets Intel precisam trabalhar em conjunto com um terceiro chip VLSI, que pode ser produzido pela própria Intel, ou então por outros fabricantes. O Aladdin V já possui os circuitos deste terceiro chip incorporados no M1543. Não é necessário portanto adicionar este terceiro chip. Seus circuitos são as interfaces para teclado e mouse PS/2, duas interfaces seriais, uma interface paralela e uma interface para drives de disquetes. Mais desempenho para processadores Cyrix e AMD Os processadores Cyrix e AMD apresentam certos modos de transferência de dados que oferecem maior desempenho. Entretanto, esses modos não são suportados pelos chipsets da Intel da antiga série Triton. O Aladdin V suporta essas modalidades, oferecendo maior desempenho com esses processadores. Memórias DRAM Este chipset possui suporte para diversos tipos de memória DRAM: FPM DRAM, EDO DRAM e SDRAM. A quantidade máxima de memória que pode ser instalada é 1 GB. Memória cache Suporta cache do tipo Pipelined Burst Cache. Permite instalar até 1 MB de cache, e a DRAM é cacheável até 512 MB. Ultra DMA 33 As duas interfaces IDE incluídas no M1543 operam no modo Ultra DMA 33.

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Figura 4.20 Diagrama de uma placa de CPU equipada com o chipset Aladdin V

A figura 20 mostra o diagrama de uma placa de CPU equipada com o chipset Aladdin V. A estrutura é bastante semelhante às já mostradas neste capítulo. O chip M1541 controla a memória DRAM, a memória cache L2, o barramento AGP e o barramento PCI. No barramento PCI está ligado o chip M1543. Este chip contém as interfaces IDE que operam em Ultra DMA 33, as interfaces USB, interfaces seriais, paralelas, para drives de disquete, para teclado e mouse PS/2. Ainda o barramento ISA é controlado por este chip.

Via Apollo MVP3 Aqui está outro chipset bastante evoluído para a sua época. Pouco tempo depois do lançamento do i430TX, a Via lançou o VP2, com as mesmas características. Depois veio o VP3, ainda mais avançado, já com suporte para AGP. Finalmente lançou o MVP3, dotado ainda do barramento externo de 100 MHz, para a implementação do Super 7. Este chipset foi bastante utilizado em placas de CPU para processadores AMD e Cyrix, entre 1998 e 1999. O MVP3 é formado pelos chips VT82C598AT e VT82C586B. O primeiro deles faz a interface com a cache e com a DRAM, e controla os barramentos AGP e PCI. O segundo controla o barramento ISA, contém as interfaces IDE e USB, interfaces para teclado e mouse PS/2. A figura 21 mostra o diagrama simplificado de uma placa de CPU equipada com este chipset. Figura 4.21 Diagrama de uma placa de CPU equipada com o MVP3.

Aqui estão as suas principais características: Barramento de 100 MHz

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Para permitir o uso com os novos processadores com clocks superiores a 300 MHz, implementando o padrão Super 7, este chipset dá suporte ao barramento externo de 100 MHz. Barramento AGP Também fazendo parte da implementação do Super 7 para os novos processadores acima de 300 MHz, este chipset dá suporte ao barramento AGP. Note entretanto que não apenas os chipsets para 100 MHz possuem suporte para AGP. A primeira fase de implantação do Super 7 previa apenas o adicionamento do AGP. O antecessor deste chipset, o Apollo VP3, possuía barramento AGP mas operava com o clock externo de 66 MHz. Suporte a Cyrix e AMD Traz suporte a modos de transferência mais velozes para esses processadores, não encontrados nos processadores Pentium e nos seus chipsets. Memória DRAM Permite usar memórias FPM DRAM, EDO DRAM e SDRAM. Este chipset traz ainda um avanço nesta área, que é o suporte às memórias DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM), apesar de ser um tipo de memória ainda raríssimo na época do seu lançamento. Essas memórias só começaram a se tornar comuns nas placas de CPU Athlon superiores a 1 GHz. Este novo tipo de memória permite uma transferência de dados a uma velocidade duas vezes superior, já que a cada período de clock, duas transferências são feitas. Permite instalar até 1 GB de DRAM. Memória cache Opera com até 2 MB de cache L2, do tipo Pipelined Burst SRAM. A área de DRAM cacheável é de até 512 MB. Ultra DMA 33 Também neste chipset, as interfaces IDE podem operar na taxa de transferência máxima do Ultra DMA 33, uma modalidade que se tornou comum em todos os chipsets posteriores ao i430TX.

Montar um PC sem entender as placas de CPU Veja como é fácil montar um computador sem ter conhecimentos técnicos sobre placas de CPU. Basta aparafusar a placa no gabinete, conectar os dispositivos do painel frontal (alto falante, Reset, etc.), conectar a placa na fonte de alimentação. Você pode montar um computador sabendo apenas isso, mas seu grau de especialização será muito pequeno. Tanto um bom técnico, quanto um usuário que quer entender a fundo o hardware do seu computador precisa dos conhecimentos deste capítulo.

ATX domina o mercado A maioria das placas de CPU modernas utiliza o padrão AT (ou Baby AT). Existem ainda muitos modelos que usam o chamado “Micro ATX”. Tratam-se de placas com dimensões semelhantes às das placas AT, porém com características similares às das placas ATX. Finalmente, encontramos ainda alguns poucos modelos novos no padrão AT. Quem vai fazer manutenção e instalações em um PC um pouco antigo (anterior a 1999), existe a grande chance de que a placa de CPU encontrada seja do tipo AT. Apesar dos formatos e algumas funções serem diferentes, a maioria dos componentes são idênticos, por isso optamos por apresentar todos os tipos de placas de CPU neste capítulo, obviamente dando prioridade às placas AT, que são as mais modernas.

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Figura 5.1 - Placas de CPU ATX, AT e Micro ATX. A figura 1 mostra os formatos desses três tipos de placas, colocadas lado a lado. O que identifica rapidamente uma placa formato ATX é a sua largura, de 30,6 cm (12”), enquanto as placas AT e Micro ATX têm 20,6 cm de largura (8,5”). Entre uma placa AT e uma Micro ATX, a diferença está nos conectores localizados na parte traseira. Assim como as placas ATX, as placas Micro ATX possuem um bloco de conectores para as interfaces seriais, paralela, USB, teclado e mouse. Figura 5.2 Bloco de conectores de uma placa de CPU ATX (encontrado também em placas Micro ATX).

O termo “AT” foi durante muitos anos usado para designar os PCs 286 e superiores (seria portanto correto dizer que PCs equipados com o Pentium 4 são versões novas do PC AT). Este termo caiu em desuso, mas em nada mudou o formato padrão utilizado pelas placas de CPU. Durante todos esses anos, as placas têm respeitado as dimensões do chamado “padrão AT”, bem como a sua variante “Baby AT”. Como não são mais produzidas placas no formato AT original, só no “Baby AT”, tornou-se comum usar os termos AT e Baby AT como sinônimos. Existem muitas diferenças entre os diversos PCs cuja montagem é abordada neste livro. Podemos utilizar diferentes tipos de processadores, memórias, discos rígidos, placas de vídeo, gabinetes e fontes de alimentação. Felizmente as diferenças entre as diversas opções não são grandes a ponto de tornar complicado o método de montagem. Por exemplo, quem sabe montar um PC equipado com o processador Pentium III, também saberá montar um equipado com o processador AMD Athlon ou outros. Quem sabe montar um PC de 800 MHz, também saberá montar um de 2 GHz, e assim por diante.

Compatibilidade entre placa e processador Além de se preocupar com o formato da placa de CPU, é preciso também que seja considerada a sua compatibilidade com o processador a ser usado. Podemos dividir as placas nas seguintes categorias: Placa Placas para Pentium 4 Placas com Socket 370 Placas com Slot 1 Placas com Socket A

Processadores Pentium 4 Pentium III FC-PGA e Celeron PPGA/FCPGA Pentium II, Pentium III e Celeron SEC AMD Duron e Athlon

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Placas com Slot A Placas com Super 7

AMD Athlon AMD K6, K6-2, K6-III, Cyrix M-II, Pentium, Pentium MMX

Não basta levar em conta a tabela acima. Uma placa para um determinado tipo de processador pode não ser totalmente compatível com todos os modelos deste mesmo processador. Uma determinada placa pode ter sido lançada para processadores até 800 MHz e posteriormente ser constatada a compatibilidade com modelos de 900, 1000, 1100 MHz, mas apresentar problemas com um modelo de 1200 MHz. Como regra geral, devemos inicialmente consultar no manual da placa de CPU, quais são os processadores compatíveis, e depois acessar o site do fabricante da placa para checar quais novos processadores são suportados. Outra questão que pode causar compatibilidade é o barramento externo. Muitas placas para Pentium III, por exemplo, operam com barramento externo de no máximo 100 MHz. Ao ser instalado um Pentium III/800EB, por exemplo, ele funcionará com apenas 600 MHz. A razão disso é que esta versão do Pentium III usa barramento de 133 MHz e multiplicador 6x, resultando em 800 MHz. Ao ser instalado em uma placa com barramento de 100 MHz, o multiplicador 6x (que não pode ser alterado) resultará em apenas 600 MHz. Esta é apenas uma das questões de compatibilidade que deve ser levada em conta. Outra questão importante é a voltagem interna do processador. Nas placas de CPU para Celeron, Pentium II e superiores, Athlon e Duron, não existe problema de voltagem. O próprio processador informa à placa a voltagem necessária. Os reguladores de tensão da placa geram automaticamente a voltagem própria para o processador instalado. Por outro lado, as placas com Socket 7 e Super 7 precisam que a voltagem do processador seja definida através de jumpers ou do CMOS Setup. Placas antigas podem não suportar processadores novos pelo fato de não serem capazes de gerar as voltagens necessárias.

Placas de CPU e seus componentes Apresentamos na figura 3 uma placa de CPU padrão ATX. Esta placa possui um Socket 370 e destina-se a processadores Pentium III FC-PGA e Celeron PPGA e FC-PGA. Apesar de ser apenas um exemplo, as características discutidas aqui são válidas para outros modelos de placas.

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Figura 5.3 Placa de CPU Pentium III.

ATX

para

A figura 4 mostra uma placa de CPU ATX para processadores Athlon e Duron, com Socket A. Comparando as figuras 3 e 4, constatamos que existem pouquíssimas diferenças. É difícil descobrir à primeira vista, a diferença entre uma placa para Pentium III/Celeron e uma para Athlon/Duron.

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Figura 5.4 - Uma placa de CPU ATX para Athlon A figura 4 mostra vários componentes importantes da placa de CPU, dos quais muitos deles serão apresentados em detalhes neste capítulo: 2 3 4 5 6 7 8 9 11 15 16 18 19 22 23 26

– – –

Conector –

– Soquete Soquetes para Chaves

– Interface –

–

para para a

o as fonte de Interface drives Interface

para

– –

Super –

– – – – –

Slot Slots Slot Conectores

Conector

de porta

Chipset processador memórias alimentação configuração IDE disquetes IDE BIOS I/O Chipset AMR PCI AGP áudio paralela

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28 – 29 – Conectores para teclado e mouse

Conectores

USB

OBS: Alguns componentes foram omitidos por não serem relevantes para o entendimento do texto, e também por não serem genéricos, sendo detalhes particulares do modelo de placa mostrado na figura. A figura 5 mostra uma placa de CPU com o Socket 7, própria para processadores Pentium, Pentium MMX, Cyrix 6x86, 6x86MX, M II, WinChip, AMD K5, AMD K6, K6-2 e K6-III. Lembre-se que nem todas as placas para Socket 7 suportam todos esses processadores, apesar de todos serem bastante semelhantes. Figura 5.5 Placa de CPU para processadores que usam o Socket 7.

A figura 6 mostra uma placa de CPU ATX um pouco mais antiga (1998), com Slot 1 para processadores Pentium II/Celeron. Note que existem muitas semelhanças com as outras placas ATX mostradas aqui. Figura 5.6 Placa de CPU com Slot 1 para Pentium II e Celeron.

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Observe que nos nossos exemplos, a placa de CPU para Socket 7 era por um acaso do tipo AT, enquanto as placas para processadores avançados eram do tipo ATX, mas isto não é regra geral. Encontramos no mercado placas de CPU padrões AT, ATX e Micro ATX para todos os tipos de processadores. Entretanto, algumas combinações são mais comuns. Processadores avançados em sua maioria usam os padrões ATX e Micro ATX, enquanto processadores mais antigos na maioria dos casos são instalados em placas AT. Passaremos agora a apresentar diversos componentes e itens das placas de CPU. Furos para fixação As placas de CPU possuem diversos furos para sua fixação ao gabinete. Esta fixação pode ser feita através de parafusos metálicos, ou então por espaçadores plásticos. Tanto os parafusos como os espaçadores são fornecidos junto com o gabinete. Normalmente os gabinetes AT são acompanhados de parafusos de fixação e de espaçadores plásticos, mas os modelos ATX e Micro ATX, em geral, utilizam apenas parafusos metálicos para fixar a placa de CPU. Figura 5.7 - Um doa vários furos para fixar a placa de CPU ao gabinete.

Conector do teclado Este conector fica localizado na parte traseira da placa de CPU, sendo acessado pela parte traseira do gabinete. Nas placas de CPU padrão AT, o conector para o teclado é do tipo DIN, o mesmo usado nos PCs antigos, desde os anos 80 (figura 8). O teclado, por sua vez, também possui um conector DIN do tipo macho, como o mostrado na figura 9. Figura 5.8 Conector de teclado padrão DIN, na placa de CPU.

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Figura 5.9 Conector padrão DIN, no teclado

Até aproximadamente 1998, praticamente todos os teclados para PC, bem como os respectivos conectores nas placas de CPU, eram do tipo DIN, como mostrados nas figuras 8 e 9. As placas de CPU ATX e Micro ATX aboliram totalmente os conectores DIN, e passaram a utilizar um tipo de conector menor, conhecido como “PS/2” (figura 10). Passaram a ser fabricados teclados com este tipo de conector. Figura 5.10 - Conector de teclado padrão PS/2, em uma placa de CPU ATX.

Um teclado com conector PS/2 pode ser conectado em uma placa de CPU com conector DIN, bastando utilizar um adaptador apresentado na figura 11. Atualmente a maioria dos fabricantes de teclados adoraram o formato PS/2. Alguns aboliram totalmente o padrão DIN, portanto seus teclados necessitam de adaptadores para serem ligados em placas de CPU padrão AT. Figura 5.11 Um conector de teclado padrão PS/2 e adaptador para DIN.

Conector da fonte de alimentação Este conector pode ser encontrado em duas versões: AT e ATX (o Micro ATX é igual ao ATX). O conector de fonte padrão AT é o mostrado na figura 12. Possui as seguintes tensões:

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+5 +12 - 12 Volts

Volts Volts Volts

Figura 5.12 Conector para a fonte de alimentação padrão AT.

As fontes de alimentação padrão ATX, bem como as placas de CPU ATX, utilizam um conector de alimentação completamente diferente. Trata-se de um conector único, de 20 vias, mostrado na figura 13. Observe que existem algumas placas de CPU com formato AT, mas que podem ser instaladas em gabinetes ATX. Para isto, essas placas possuem dois conectores de alimentação. Não existe perigo de ligação errada (fonte AT em conector ATX, e vice-versa), pois os conectores são completamente diferentes. Mesmo assim é bom você saber que existem algumas placas com conectores para ambos os tipos de fonte, para que não fique assustado com o conector adicional (onde ligo isso?). Observe na figura 13 que além da presença de uma guia plástica na parte lateral, os seus furos possuem formatos diferentes, sendo alguns quadrados e outros pentagonais. Isto evita que o conector da fonte seja ligado de forma invertida. Figura 5.13 - Conector para fonte de alimentação em uma placa padrão ATX.

4) Conectores para o painel do gabinete Todos os gabinetes possuem um painel frontal, com diversas chaves e LEDs. Podemos citar, por exemplo, o botão RESET, o LED que indica o acesso ao disco rígido, o LED que indica que o computador está ligado (Power LED), etc. Na parte traseira deste painel, no interior do gabinete, estão ligados diversos fios, nas extremidades dos quais existem conectores que devem ser ligados na placa de CPU, em locais apropriados. Portanto, todas as placas de CPU possuem conexões para o painel do gabinete, como as que vemos na figura 14.

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Figura 5.14 Conectores para painel do gabinete.

Existem diferenças sutis entre essas conexões, quando confrontamos placas de CPU novas e placas de CPU antigas. Por exemplo, nas antigas existia uma entrada Turbo, que servia para controlar a velocidade do processador (alta e baixa). Hoje em dia todos operam na velocidade mais alta. Existia ainda uma conexão chamada Keylock, que servia para trancar o teclado, usando uma chave. Esta conexão também caiu em desuso porque perdeu a sua finalidade de impedir o uso do computador quando o teclado está trancado – já que podemos utilizar o mouse para executar a maioria dos comandos. Encontramos ainda diferenças entre as conexões de placas AT e de placas ATX. Nas placas ATX, por exemplo, existe uma conexão chamada Power Switch, para um botão no gabinete que serve para ligar e desligar, e ainda para colocar o computador em estados de baixo consumo de energia. As placas AT não possuem esta conexão. Para ligar e desligar o computador, usamos um interruptor, também localizado na parte frontal do gabinete, porém ligado diretamente na fonte de alimentação. Soquete para o processador Podemos encontrar nas placas de CPU, dois tipos de soquete, dependendo do encapsulamento do processador: a) Soquetes ZIF – Este tipo é o mais comum. Era utilizado desde os tempos do 486 e foi também adotado pelo Pentium e seus sucessores que utilizavam os chamados Socket 7 e Super 7. Os formatos de cartucho (Slot 1 e Slot A) caíram logo em desuso e voltaram a utilizar o soquete ZIF. Foram substituídos respectivamente pelo Soquete 370 (Pentium III e Celeron) e Socket A (Athlon e Duron). O Pentium 4 também utiliza um soquete, chamado “Socket 432”. Figura 5.15 Soquete ZIF.

Os soquete possuem uma alavanca lateral que deve ser levantada para permitir a colocação do processador. Uma vez posicionado, abaixamos a alavanca, e o processador ficará firmemente preso no

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soquete. Dependendo do processador, um ou dois cantos do soquete possuem uma configuração de furos diferente das dos outros cantos. Isto impede que o processador seja encaixado de forma errada. a) Slot 1 e Slot A – Usados para processadores em forma de cartucho. O Slot 1 era usado pelo Pentium II, bem como pelas versões antigas do Pentium III e Celeron. O Slot A é muito parecido, e era usado pelas versões antigas do Athlon. Figura 5.16 Slot para conexão do Pentium II / Celeron antigos.

Em geral as placas de CPU que usam conectores Slot 1 e Slot A são acompanhadas de peças adicionais para ajudar na sustentação e fixação do processador. Soquetes para as memórias Aqui existirão pequenas diferenças, dependendo das memórias utilizadas: 1) Soquetes SIMM/72 – Usado para memórias SIMM/72, tipos FPM e EDO. Essas memórias caíram em desuso recentemente. Tais soquetes são encontradas em placas de CPU para Socket 7 antigas. Placas para Socket 7 de fabricação mais recente possuem apenas módulos para memórias DIMM/168, e algumas menos recentes possuem ambos os tipos de soquete: SIMM/72 e DIMM/168. Figura 5.17 Soquetes para módulos de memória SIMM/72 e DIMM/168.

2) Soquetes DIMM/168 - As placas de CPU mais recentes, para processadores Pentium II, Pentium III, Celeron, Athlon e Duron, possuem soquetes para a instalação de memórias SDRAM de encapsulamento DIMM de 168 vias. Apenas as primeiras placas lançadas em 1977 para Pentium II, equipadas com o chipset i440FX (próprio para o Pentium Pro, e aproveitado para o Pentium II), suportavam memórias EDO DRAM e FPM DRAM, em geral com encapsulamento SIMM de 72 vias.

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Figura 5.18 Soquetes para memórias DIMM

Memória cache secundária A cache secundária serve para acelerar o desempenho do processador durante os seus acessos à memória. Se não fosse pela cache secundária, os processadores ficariam bastante lentos, podendo perder até 50% do seu desempenho. Todos os processadores modernos possuem no seu interior, a cache secundária, além da cache primária. Entretanto os processadores mais antigos (especificamente os que usam o Socket 7) não possuem esta cache secundária embutida, portanto as suas placas de CPU possuem esta cache, formada por chips de memória SRAM (RAM estática). Neste caso, a cache L2 ou cache secundária, também é chamada de cache externa. Figura 5.19 Cache externa.

Placas de CPU para processadores Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium 4, Athlon e Duron, não possuem cache externa, já que esses processadores possuem cache L2 embutida. Um caso singular é o AMD K6-III. Este processador possui no seu interior, caches L1 e L2, mas pode ser instalado em placas de CPU para Super 7 com cache externa. Neste caso, esta cache externa funciona como terciária (L3). A cache externa mostrada na figura 19 é formada por dois chips, cada um com 256 kB, soldados diretamente na placa de CPU, totalizando 512 kB. Já na figura 20, vemos um tipo de cache formado por um módulo, que fica encaixado em um soquete da placa de CPU. Este módulo é chamado de COAST (Cache on a stick). Entre 1995 e 1996, módulos COAST eram bastante comuns em placas de CPU para processadores Pentium e similares, mas a partir de 1997, passou a ser mais comum encontrar a cache externa soldada diretamente na placa de CPU.

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Figura 5.20 Cache externa, na forma de um módulo COAST.

Chipset Além do processador e das memórias, existem outros circuitos que desempenham papéis muito importantes no funcionamento de uma placa de CPU. Sem dúvida o próximo circuito na escala de importância é um grupo de chips que chamamos de CHIPSET. Esses chips pertencem a uma classe especial chamada VLSI (Very Large Scale of Integration, ou Integração em Escala Muito Alta). No seu interior existem algumas centenas de milhares de transistores. Figura 5.21 - Um dos componentes de um chipset. Muitas vezes os chips são cobertos por um dissipador de calor, como no detalhe abaixo.

Na ocasião da compra de uma placa de CPU, é muito importante escolher o chipset adequado. Chipsets Intel e Via são atualmente os melhores. Os chipsets produzidos pela SiS são em geral encontrados em placas de CPU mais baratas, e seu desempenho em geral é inferior. É claro que isso pode mudar de figura com o passar do tempo. A OPTi, por exemplo, já foi um grande fabricante de chipsets para placas de CPU, mas hoje não atua mais neste mercado. E para que serve o chipset? Seus vários circuitos realizam uma série de funções, entre as quais: • • • • • • •

Interfaces IDE Controle da memória DRAM Controle da memória cache Controle dos barramentos ISA, PCI e AGP Timer Controladores de DMA e de interrupções Interfaces USB

O chipset está também relacionado com o clock externo do processador e das memórias. Por exemplo, o chipset i440BX (Pentium II/III/Celeron) opera com barramento externo de 100 MHz, portanto não permite tirar proveito do barramento de 133 MHz das versões mais recentes do Pentium III. Muitos chipsets possuem ainda circuitos de som e vídeo, dispensando o uso da placa de som e da placa de vídeo, e assim possibilitando a produção de PCs mais baratos. O som onboard é em geral satisfatório, mas o vídeo onboard muitas vezes é lento e ainda atrapalha o desempenho do processador.

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Chips LSI, MSI e SSI Os chipset é composto de chips VLSI (Very Large Scale of Integration, ou Integração em Escala Muito Alta), encontramos ainda chips SSI, MSI e LSI (Integração em escala baixa, média e alta). A diferença está na complexidade de seus circuitos, traduzidas no número de transistores em seu interior. A figura 22 mostra os sempre presentes chips SSI, executando funções simples, como a amplificação de corrente nas interfaces ou nos barramentos. Figura 5.22 Chips SSI.

Chips MSI (figura 23) são um pouco mais sofisticados, executando funções iguais ou um pouco mais complexas que as dos chips SSI. Por exemplo, a geração dos clocks para o processador e para os barramentos. Figura 5.23 Chips MSI

Os chips LSI (figura 24) já executam funções ainda mais complexas. Alguns possuem em seu interior, as interfaces seriais, interfaces para drives de disquetes, interface paralela, entre outros circuitos vitais. Figura 5.24 Chip LSI.

Bateria Todas as placas de CPU possuem uma bateria, em geral de lítio, em forma de moeda, que serve para manter em funcionamento o relógio permanente, e também os dados de configuração de hardware

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existentes no chip CMOS. As baterias de lítio duram em média dois anos, e depois disso precisam ser substituídas. Felizmente esta substituição é simples, bem como a sua aquisição. Trata-se de uma bateria comum, do mesmo tipo usado em relógios. Figura 5.25 Bateria que alimenta o chip CMOS.

Há poucos anos atrás, a maioria das placas de CPU usava baterias recarregáveis, de Níquel-Cádmio. Desta forma, não necessitavam, pelo menos a princípio, de substituição. Sempre que o computador é ligado, a bateria recebe carga, e passa a fornecer corrente apenas quando o computador está desligado. Aos poucos, as baterias não recarregáveis, como a mostrada na figura 25, passaram a ser cada vez mais utilizadas, e hoje em dia as baterias recarregáveis (possuem formato cilíndrico, e em geral na cor azul) praticamente não são mais usadas em placas de CPU. CMOS Quem vai montar um computador não precisa saber qual dos chips da placa de CPU é o CMOS, mas é importante saber que ele existe, e também saber configurá-lo, através de um software chamado CMOS Setup. Este chip fica em funcionamento permanente, mesmo com o computador desligado, graças à bateria que o alimenta. Em seu interior existe um relógio eletrônico, que passa o tempo todo contando horas, minutos, segundos, dias, meses e anos. Existe ainda uma pequena área de memória RAM (em geral, 64 bytes), onde estão armazenadas informações relativas à configuração de hardware do computador. Depois que terminamos de montar um PC, é preciso programar os dados no chip CMOS, através do programa chamado CMOS Setup. Figura 5.26 Chip CMOS.

Fisicamente, o chip CMOS pode estar implementado de diversas formas, Na figura 26, vemos um exemplo de chip CMOS, com tamanho particularmente grande. Na maioria dos casos, este chip tem um tamanho bem menor. Na maioria das placas de CPU atuais, o CMOS não é na verdade um chip isolado, e sim, uma parte do chipset. BIOS O BIOS (Basic Input-Output System) é um programa que fica armazenado em uma memória ROM, na placa de CPU. O BIOS entra em ação assim que o computador é ligado, contando a memória, checando

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e inicializando vários dispositivos de hardware, e finalmente dando início ao processo de boot. Após o boot, o BIOS continua trabalhando, ajudando o sistema operacional nos acessos ao hardware. Quando é usado o MS-DOS, o BIOS realiza ou ajuda no controle dos drives de disquete, disco rígido, interfaces seriais e paralelas, etc. Depois do carregamento do sistema operacional, o BIOS descansa um pouco, já que o S.O. possui suas próprias funções de acesso ao hardware. Mesmo assim, o BIOS ainda realiza algumas tarefas, e também fornece informações para que o sistema operacional possa fazer seus acessos ao hardware (por exemplo, parâmetros do disco rígido, tamanho da memória, etc.). Figura 5.27 BIOS CPU.

placa

A figura 27 mostra a memória ROM que chamamos de BIOS. Na verdade, não estamos sendo muito exatos ao chamarmos esta ROM de BIOS, já que nela existe, além do BIOS, o programa para configuração do chip CMOS (CMOS Setup). Slots ISA Os slots servem para encaixar placas de expansão, como por exemplo, placas de vídeo, placas de som, placas de interface de rede, placas fax/modem, etc. Os slots ISA (Industry Standard Architecture) estão obsoletos, e já não são mais encontrados nas placas de CPU de fabricação recente. Entretanto você ainda vai encontrá-los em placas de CPU produzidas até 1999, e em várias produzidas e comercializadas no ano 2000. Até em 2001 ainda podemos encontrar alguns modelos de placas com esses slots. Até aproximadamente o final de 1993, as placas de CPU apresentavam exclusivamente slots ISA. A partir de então passaram a ser usados barramentos mais avançados, como o VESA Local Bus (1994-1995) e o PCI (1995 em diante). No início de 1998, a Intel lançou um novo barramento, ainda mais veloz, chamado AGP, próprio para a conexão de placas de vídeo de alta velocidade. O barramento ISA é realmente pré-histórico, se comparado com os padrões atuais de alta velocidade oferecidos pelo PCI e pelo AGP. Opera com apenas 16 bits, e clock de 8 MHz. Isto tornaria possível transferir dados a no máximo 16 MB/s, porém na prática esta taxa é de apenas 8 MB/s, pois em cada transferência, é usado um ciclo adicional (Wait State) para permitir o funcionamento de placas de expansão lentas. Os circuitos das placas de expansão atuais são mais velozes, mas para manter compatibilidade com o padrão ISA original (1980), este ciclo adicional precisa ser mantido, e a taxa de transferência máxima fica mesmo limitada em 8 MB/s.

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Figura 5.28 Slots ISA.

Apesar de baixa, esta taxa de transferência é bastante adequada para diversos tipos de placas de expansão. Por exemplo, placas fax/modem foram das últimas a usar os slots ISA. Um modem super veloz, de 56k bps, receberia no máximo cerca de 7 kB de dados por segundo. Ao operar no modo full duplex (recepção e transmissão simultâneas), a taxa de transmissão é de no máximo 33.600 bps, o que representa cerca de 4 kB/s adicionais, resultando em um tráfego pouco superior a 11 kB/s. Como vemos, os 8 MB/s permitidos pelo barramento ISA são mais que suficientes para este tipo de aplicação. Da mesma forma, uma placa de som operando com a melhor qualidade sonora possível (44 kHz, 16 bits, estéreo), geraria um tráfego de cerca de 170 kB/s, confortavelmente acomodado pelo barramento ISA. Por esta razão, as placas de som e placas fax/modem foram as últimas a adotar o padrão PCI. Hoje são raríssimas as placas de som e modem que usam o barramento ISA. Slots PCI Os slots PCI (Peripheral Component Interconnect, criados em 1994) são os mais comuns nas placas de CPU modernas. A maioria das placas de expansão adota este padrão. Todas as modernas placas de CPU Pentium e superiores (e até algumas placas de 486 e 586) possuem slots PCI. Esses slots operam com 32 bits (ou seja possuem um barramento de dados com 32 bits), e transferem dados com a freqüência de até 33 MHz. Isto significa que podem transferir até 132 MB/s. Figura 5.29 Slots PCI.

Slot AGP Visando obter maior taxa de transferência entre a placa de CPU e a placa de vídeo (obtendo assim gráficos com movimentos mais rápidos), a Intel desenvolveu um novo barramento, próprio para comunicação com placas de vídeo especiais. Trata-se do AGP (Accelerated Graphics Port).

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Figura 5.30 Slot AGP.

Note que o slot AGP não é uma exclusividade dos processadores modernos, e nem do padrão ATX. Sua presença está vinculada ao suporte fornecido pelo chipset. A maioria dos chipsets produzidos a partir de 1998 dão suporte ao barramento AGP. Isto não quer dizer que todas as placas produzidas com esses chipsets possuem slot AGP. As placas com vídeo onboard, em geral, possuem os circuitos de vídeo embutidos e ligados internamente ao barramento AGP, mas normalmente essas placas não possuem um slot AGP. Assim o usuário não pode instalar uma nova placa de vídeo, precisa ficar limitado a usar o vídeo onboard, ou então usar uma placa de vídeo PCI. Por outro lado, todas as placas de CPU de fabricação recente que não têm vídeo onboard, possuem um slot AGP. Slot AMR Este tipo de slot (AMR = Audio Modem Riser) é encontrado em várias placas de CPU de fabricação recente. Serve para a instalação de placas AMR, que são placas de baixo custo, com circuitos de som e modem. Apesar de muitas placas de CPU possuírem slot AMR, são poucas as placas de expansão AMR disponíveis no mercado. Figura 5.31 Slot AMR.

Conectores das interfaces Até aproximadamente 1995, os PCs usavam uma placa conhecida como IDEPLUS, na qual estavam localizadas diversas interfaces: Interface para drives de disquete, interface para disco rígido, interfaces seriais, interfaces paralelas e interface para joystick. A partir de então, essas interfaces (com exceção da de joystick, que pode ser encontrada nas placas de som) passaram a ser incluídas na placa de CPU. Deixou de ser necessário usar placas IDEPLUS. A figura 32 mostra dois conectores relativos às interfaces IDE. Em cada uma dessas interfaces podemos conectar dois dispositivos IDE. Os dispositivos IDE mais comuns são o disco rígido e o drive de CD-ROM, mas existem inúmeros outros, como unidades de fita, ZIP Drive, gravadores de CD, etc.

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Figura 5.32 Conectores interfaces IDE.

das

Na figura 33 vemos outros conectores presentes na placa de CPU. O conector da interface paralela permite a conexão com a impressora, além de outros dispositivos paralelos, como o ZIP Drive paralelo e alguns modelos de scanner. Até poucos anos atrás, as portas paralelas operavam no modo SPP (Standard Parallel Port), podendo transferir no máximo 150 kB/s. As interfaces paralelas modernas podem operar ainda no modo bidirecional, EPP (Enhanced Paralles Port) e ECP (Enhanced Capabilities Port). Esses dois modos permitem obter taxas de até 2 MB/s. O modo bidirecional transfere dados na mesma velocidade do SPP, porém permite, tanto transmitir como receber dados. O modo SPP também permite receber dados, mas com uma taxa de transferência bem menor, pois neste tipo de transferência, recebe apenas 4 bits de cada vez, ao invés de 8. Também as interfaces seriais modernas são mais avançadas que as antigas. No passado, essa interfaces podiam transmitir e receber dados a velocidades de 9.600 bps (bits por segundo). As interfaces modernas operam com até 115.200 bps. Figura 5.33 Conector para drives de disquetes, porta paralela, COM1 e COM2. 1) 2) 3) Drives de disquete

Paralela Seriais

A figura 34 mostra os conectores das interfaces USB existentes nas placas de CPU modernas. A interface USB serve para conectar de forma padronizada, dispositivos como teclado, mouse, scanner, joystick, etc. O USB existe desde 1995, mas só a partir de 1999 começaram a se tornar comuns os dispositivos para este barramento.

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Figura 5.34 Conectores das interfaces USB.

Observe que as placas de CPU padrão ATX permitem a conexão direta nos diversos conectores existentes na sua parte traseira, correspondentes às interfaces para teclado, mouse, paralela, seriais e USB. Placas de CPU padrão AT possuem na parte traseira, apenas um conector para o teclado. Todas as demais interfaces devem ser ligadas na placa de CPU através de extensões que acompanham a placa. Mais adiante apresentaremos essas extensões. Figura 5.35 Conexões na parte traseira de uma placa ATX.

Placas de CPU antigas não possuíam interfaces USB, nem interface para mouse PS/2. Algumas dessas placas possuíam essas interfaces, mas não tinham os conectores correspondentes para que pudessem ser usadas. Por que um fabricante iria colocar interfaces em uma placa mas não forneceria os conectores para que elas fossem usadas? A razão para esta anomalia é a redução de custo. Os circuitos das interfaces USB e da interface para mouse PS/2 são gratuitos, já que fazem parte do chipset. Já os conectores para essas interfaces deveriam ser providenciados pelos fabricantes de placas de CPU. Como esses dispositivos eram pouco usados, os fabricantes de placas optavam por não fornece-los. Aos poucos passaram a incluir o conector para mouse PS/2, logo depois os conectores USB. Atualmente, todas as placas de CPU padrão ATX possuem conectores USB e conectores para mouse PS/2. Jumpers Os jumpers são pequenas peças plásticas, internamente metalizadas, que servem para serem encaixados em pequenos pinos metálicos existentes na placa de CPU (ou em qualquer outro tipo de placa), fazendo assim, um contato elétrico entre esses dois pinos. O resultado é uma espécie de programação no modo de funcionamento da placa. Placas de CPU antigas possuíam diversos jumpers, as modernas possuem poucos. Para que uma placa funcione, é preciso que ela “saiba” algumas informações, como: Qual clock externo deverá Qual é o processador Qual é o clock Quais são as voltagem requeridas pelo Que tipo de fonte de alimentação está em uso (AT ou ATX)

usar instalado interno processador

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Nas placas de CPU antigas, a maioria dessas opções eram definidas através de jumpers. Placas de CPU para a plataforma Super 7, de fabricação recente, também utilizam diversos jumpers. Já as placas para processadores mais modernos (Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium 4, Athlon e Duron) não necessitam de jumpers, pois várias das suas informações são configuradas automaticamente. Um caso típico é a voltagem interna do processador. Os processadores modernos “informam” à placa de CPU qual é a voltagem interna necessária, e a placa gera automaticamente a voltagem correta. Nas placas para a plataforma Super 7, esta configuração era feita através de jumpers. Outro recurso que tende a tornar os jumpers desnecessários é a escolha de opções de funcionamento através do CMOS Setup, ao invés de fazer o mesmo através de jumpers. Figura 5.36 Jumpers.

Ainda assim, mesmo nas placas de CPU de fabricação mais recente, ainda encontramos alguns jumpers. É o caso do jumper usado para apagar os dados do chips CMOS, que deve ser usado quando o usuário instala uma senha para o boot e esquece esta senha. Antes de colocar uma placa em funcionamento, é preciso checar como estão configurados os seus jumpers, de acordo com o processador e a memória instalados. Isto é feito com a ajuda do manual da placa de CPU. Figura 5.37 Dip Switches.

Em muitas placas de CPU encontramos grupos de chaves chamados de DIP switch. Essas chaves possuem a mesma função que os jumpers, mas com uma vantagem: são mais fáceis de manusear. Para posicionar jumpers é preciso usar um pequeno alicate de bico, retirando e colocando os jumpers nas posições corretas. Para posicionar as chaves, basta usar um objeto pontiagudo, como a ponteira de uma lapiseira ou uma minúscula chave de fenda. Reguladores de voltagem Todas as placas de CPU modernas, sejam elas do tipo AT ou ATX, possuem reguladores de voltagem. O motivo é simples: os processadores modernos, dependendo do modelo, podem operar com diversos

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valores de voltagem interna. A placa de CPU precisa estar preparada para fornecer qualquer voltagem que o processador necessite. Figura 5.38 Reguladores de voltagem.

Processadores antigos operavam com a tensão fixa de +5 volts, portanto as placas de CPU AT antigas geravam apenas a tensão de +5 volts para alimentar a maioria dos circuitos. Além desta tensão, a fonte fornecia também –5, +12 e –12 volts, necessários para alimentar placas de som, motores de drives e disco rígido, interfaces seriais, e vários outros circuitos. Entretanto a tensão de +5 era a utilizada pela maior parte dos chips, e a responsável pela maior corrente. Surgiram então processadores 486 para baixas voltagens, o que tem como principal vantagem, a redução do aquecimento. Como as fontes geravam apenas +5 volts, as placas de CPU para esses novos processadores passaram a incorporar reguladores de voltagem, que recebiam a tensão de +5 volts da fonte e geravam a tensão mais baixa, requerida pelo processador. Depois disso, chipsets e memórias passaram a utilizar também uma tensão mais baixa: 3,3 volts, assim como as versões antigas do Pentium. As placas de CPU passaram a utilizar reguladores para gerar a tensão de +3,3 volts a partir dos +5 volts provenientes da fonte de alimentação AT. Na chegada do padrão ATX, a fonte passou a incluir uma tensão de +3,3 volts, além dos +5 volts já existentes. Não era mais necessário gerar os +3,3 volts através de reguladores de voltagem. Esta tensão podia ser obtida diretamente da fonte ATX. Placas de CPU padrão AT continuaram a utilizar reguladores para gerar a tensão necessária a partir da fonte de +5 volts. Reguladores seriam desnecessários se todos os circuitos utilizassem apenas a fonte de +3,3 volts. Ocorre que para reduzir ainda mais o aquecimento, os fabricantes passaram a utilizar no interior dos processadores, tensões ainda mais baixas. Apesar das memórias, chipsets e demais circuitos continuarem utilizando +3,3 volts (e por isso a tensão externa do processador precisa ser também de +3,3 volts), a tensão interna do processador tem diminuído cada vez mais. Surgiram processadores Pentium MMX, com tensão interna de 2,8 volts. Processadores Cyrix utilizavam 2,9 volts. As primeiras versões do K6 utilizavam 3,2 volts, as mais novas versões do K6-2 e K6-III operam com tensões entre 2,2 e 2,4 volts, dependendo do modelo. Os reguladores de voltagem das placas de CPU passaram a não operar mais com voltagens fixas, e sim programáveis, através de jumpers. De acordo com o posicionamento desses jumpers, poderiam ser geradas tensões de 2,0 / 2,1 / 2,2 / 2.3 / ... / até 3,5 volts, deixando assim a placa preparada para processadores de praticamente qualquer voltagem. Placas de CPU para Pentium II, Pentium III, Celeron, Athon e Duron também possuem reguladores de voltagem, mas não possuem jumpers para selecionamento de voltagem. Esses processadores são capazes de “informar” a placa de CPU, através do seu soquete, qual é a programação a ser utilizada pelo regulador de voltagem. Desta forma a placa gera automaticamente a voltagem interna do processador, sem que o usuário precise se preocupar com esta configuração.

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Figura 5.39 Outro exemplo de reguladores de voltagem – são os chips mais espessos, de 3 terminais, fixos na superfície da placa de CPU.

Os reguladores de voltagem trabalham em conjunto com outros componentes, como as bobinas (a pequena peça com um fio enrolado) e capacitores (as peças cilíndricas). Ambos são mostrados na figura 39.

Acessórios que acompanham a placa de CPU Quando você comprar uma placa de CPU, confira se estão sendo fornecidos todos os seus acessórios. A forma mais fácil de conferir isso é abrir o manual e procurar, logo no seu início, a seção “CheckList” Figura 5.40 Lista de checagem, encontrada no manual de uma placa de CPU.

Note que muitas placas de CPU possuem itens opcionais, como conectores para ligação em TV ou LCD e conectores para dispositivos de comunicação por raios infravermelhos. Se você quiser esses itens opcionais, certamente encontrará muitas dificuldades, pois não são vendidos de forma avulsa, e muitos deles são específicos para a placa à qual pertencem, portanto não podem ser substituídos por genéricos. Deixando de lado acessórios opcionais e incomuns, existem alguns que são absolutamente necessários: • • • •

Manual da placa de CPU CD-ROM de configuração da placa de CPU Chapa traseira para os conectores (ATX) Cabos flat

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•

Mecanismo de fixação do processador (nos modelos de cartucho)

Algumas placas de CPU são também acompanhadas de um cooler para o processador, mas este item, quando não acompanha a placa, pode ser encontrado facilmente no mercado. Manual da placa de CPU No manual encontramos instruções a respeito da instalação de memórias, a configuração dos jumpers, o uso do CMOS Setup, além de outras informações complementares. Existem ainda informações relativas à configuração da placa para diversas versões de sistema operacional. Por exemplo, certos drivers devem ser instalado no Windows 98 / 98SE, mas não devem ser instalados sob o Windows ME. Sem essas informações o computador poderá ter funcionamento errático. Nunca compre uma placa de CPU que não seja acompanhada do seu manual. CD-ROM de configuração da placa de CPU Antigamente as placas de CPU não precisavam de drivers. O sistema operacional conseguia realizar todo o controle através do BIOS. Podemos considerar que o BIOS funciona como um conjunto de drivers para o MS-DOS e para o Windows 3.x. Já no Windows 95, o BIOS tem atuação reduzida. A maioria dos drivers faz parte do próprio sistema operacional. A necessidade de drivers para placas de CPU surgiu quando essas placas passaram a incorporar novos recursos que não existiam nas placas tradicionais. O barramento AGP, as interfaces IDE com recursos de DMA, as funções de gerenciamento de energia e o suporte a dispositivos Plug and Play. Esses recursos não funcionariam sem os drivers apropriados, e realmente é isto o que ocorre. Quando uma placa de CPU possui recursos novos que não são reconhecidos pelo sistema operacional, é preciso instalar os drivers fornecidos pelo fabricante da placa, encontrados no CD-ROM que a acompanha. À medida em que são lançadas novas versões do Windows, os drivers para as placas de CPU já lançadas são incluídas nessas novas versões. Se instalarmos o Windows 98 (lançado em 1998) em uma placa lançada em 1999, provavelmente será preciso instalar os drivers que acompanham a placa, mas se for usado o Windows ME (lançado em 2000), os drivers para aquela placa de 1999 já estarão incluídos, e não será preciso usar o CD-ROM que acompanha a placa. Exija sempre o CD-ROM quando comprar uma placa de CPU nova. Se você precisar montar um computador usando uma placa de CPU antiga e não possuir o CD-ROM, nem o manual, pode acessar o site do fabricante da placa para fazer o download do manual e dos drivers. Chapa traseira para os conectores Esta chapa metálica é normalmente fornecida com gabinetes ATX. Nela existem fendas no formato dos conectores existentes na parte traseira da placa de CPU ATX. São fendas para os conectores das interfaces seriais, paralela, USB, teclado e mouse. Nas placas de CPU com som onboard, existem ainda fendas para o conector de joystick e para as entradas e saídas sonoras. É difícil para um fabricante de gabinetes fornecer a chapa metálica com as fendas corretas, pois existem muitas diferenças entre os conectores das diversas placas de CPU. Para evitar problemas, os fabricantes de placas de CPU passaram a fornecer junto com suas placas, a chapa metálica apropriada.

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Figura 5.41 Chapa traseira para os conectores de uma placa de CPU ATX.

Cabos flat Todas as placas de CPU são acompanhadas de cabos flat IDE e cabos flat para drives de disquetes (figura 42). Figura 5.42 Cabos flat para drives de disquete e disco rígido IDE.

O cabo flat IDE é um pouco mais largo (com 40 vias) que o cabo flat para drives de disquete (com apenas 34 vias). Além disso, o cabo flat para drives de disquete possui um trançamento junto ao conector da sua extremidade, como mostra a figura 42. Em cada um desses cabos existe um conector, mais afastado dos outros dois, que deve ser conectado na placa de CPU. Os outros dois conectores servem para ligar os drives. O cabo flat IDE de 40 vias, mostrado na figura 42, é próprio para modelos que operam no máximo no padrão ATA-33. Portanto servem para os discos rígidos antigos (até 1999) e para os drives de CD-ROM. Os discos rígidos modernos, que operam nos padrões ATA-66 e ATA-100 (66 MB/s e 100 MB/s, respectivamente) necessitam de cabos flat especiais, com 80 vias. Todas as placas de CPU atuais possuem interfaces IDE ATA-66, e as mais recentes são do tipo ATA-100. Essas placas são acompanhadas de um cabo flat especial, com 80 vias, próprios para essas modalidades. Ao comprar uma placa de CPU, exija este cabo, pois é relativamente difícil encontrá-lo à venda em forma avulsa.

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Figura 5.43 Detalhe do conector do cabo flat IDE de 80 vias.

Os cabos flat IDE de 80 vias têm a mesma largura que os cabos de 40 vias, porém seus fios são mais juntos. Os 40 fios adicionais são blindagens, necessárias ao funcionamento nas altas velocidades usadas nos padrões ATA-66 e ATA-100. Seus conectores também possuem 40 contatos, e não 80, sendo portanto totalmente compatíveis com dispositivos IDE mais antigos. As interfaces ATA-66 e ATA-100 são capazes de identificar o tipo de cabo utilizado, e ativar esses modos de alta velocidade apenas se for detectado o cabo de 80 vias, mantendo a operação em ATA-33 se for detectado um cabo de 40 vias. Normalmente as placas de CPU são fornecidas com dois cabos flat IDE, sendo um de 80 vias (para o disco rígido) e um de 40 vias (para o drive de CD-ROM, a ser ligado na segunda interface IDE). Placas de CPU padrão AT são fornecidas com outros cabos, não encontrados nas placas ATX. São cabos para serem ligados nas interfaces seriais e paralelas, como os mostrados na figura 44. Esses cabos possuem pequenos conectores, em geral na cor preta, que devem ser ligados nos conectores apropriados da placa de CPU. Na outra extremidade, temos uma lâmina metálica que deve ser presa na parte traseira do gabinete. Nessas lâminas estão montados os conectores nos quais ligamos a impressora, o mouse, ou outros dispositivos seriais e paralelos. Figura 5.44 Cabos das interfaces seriais e paralela, usados em placas AT.

Você poderá encontrar outros conectores auxiliares. Por exemplo, o conector de menor tamanho, mostrado na figura 44, permite a ligação direta de um mouse (conector DB-9). Podemos entretanto encontrar vários modelos de mouse que utilizam um conector padrão PS/2. Conectores como o da figura 45 possuem um formato para a ligação direta de um mouse padrão PS/2.

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Figura 5.45 Conector auxiliar para interfaces seriais, com um conector para mouse padrão PS/2.

Podemos ainda encontrar outros tipos de conectores auxiliares, tanto em placas AT como em placas ATX. Algumas placas são possuem duas interfaces USB, localizadas na sua parte traseira, mas podem possuir mais duas, acessadas através de um conector extra. Muitas placas com som e vídeo onboard são acompanhadas de conectores adicionais que devem ser fixos na parte traseira do gabinete.

Figura 5.46 - Outros conectores que podem acompanhar uma placa de CPU Mecanismo de fixação do processador Este mecanismo é utilizado apenas quando o processador utiliza o formato de cartucho. Isto inclui: • • • •

Pentium II Celeron (modelos antigos) Pentium III (modelos antigos) Athlon (modelos antigos)

Processadores para o Soquete 7, bem como os modernos processadores para outros soquetes, não utilizam mais mecanismos especiais de fixação. São apenas fixados no seu soquete ZIF, e a seguir fixamos o cooler sobre o processador. Já as placas de CPU com Slot 1 e Slot A, são sempre acompanhadas de mecanismos especiais para a fixação do processador.

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Figura 5.47 Exemplo de mecanismo de retenção de processadores com formato de cartucho.

O mecanismo mostrado na figura 47 é bastante comum. Ele é fixado na placa de CPU, sobre o slot do processador. Possui duas guias laterais que dão sustentação ao processador, evitando que ele se mova no sentido lateral. Essas guias também possuem travas que evitam que o processador se mova para cima, devido a dilatação ou trepidação. Figura 5.48 Variante mecanismo fixação.

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A figura 48 mostra uma variante deste mecanismo de fixação. Ao invés de uma única peça, são usadas duas peças que devem ser fixas em furos apropriados da placa de CPU, próximos às extremidades do slot do processador. Na figura 49 vemos este mecanismo já instalado na placa de CPU. Figura 5.49 Mecanismo fixação cartucho processador, instalado placa de CPU.

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Processadores de cartucho podem utilizar coolers bastante grandes e pesados. Isto poderia força o seu slot no sentido lateral (quando a placa de CPU é montada em um gabinete horizontal) mesmo com o uso dos mecanismos de fixação. Para evitar este problema, algumas placas de CPU são acompanhadas de uma base de sustentação. Esta base é instalada sobre a placa de CPU e fica exatamente embaixo do cooler, absorvendo todo o seu peso e evitando que o slot do processador sofra esforços laterais. Podemos ver esta base de sustentação na figura 50. Figura 5.50 Base de sustentação do processador, serve para absorver o peso do cooler.

Coolers Cada processador deve utilizar um cooler apropriado. Além de levar em conta o seu formato, devemos levar em conta a sua capacidade de dissipação de calor. Processadores mais quentes necessitam de coolers maiores, ou seja, com maior capacidade de dissipação de calor. Algumas placas de CPU são acompanhadas de um cooler, mas hoje são poucas as placas com esta característica. O processador pode vir acompanhado do cooler apropriado. Isto ocorre quando compramos um processador na versão “in a box”. Nesta modalidade de comercialização, o processador vem em uma caixa, juntamente com o cooler apropriado, e normalmente tem um período maior de garantia (em geral 3 anos). Os processadores também podem ser vendidos na forma avulsa. Os fabricantes os vendem em grandes quantidades, acomodados em formas, cada uma delas com vários processadores. Esta modalidade de venda é chamada de OEM. Processadores vendidos assim normalmente possuem menor garantia (em geral de um ano) e não são acompanhados de coolers, porém assim custam um pouco mais barato. Figura 5.51 Processador Pentium III “in a box".

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Quando o processador é comprado na modalidade OEM, não vem acompanhado de cooler. É preciso então comprar um cooler apropriado para o processador utilizado. A figura 52 mostra um típico cooler para processadores que usam o Socket 7. Este tipo de cooler possui um conector para ser ligado na fonte de alimentação. Este tipo de cooler é obsoleto, já que não é o ideal para as placas que usam gerenciamento de energia. Explicando melhor, os computadores modernos podem desligar a maioria dos seus circuitos, permanecendo em estado de espera, gastanto pouquíssima energia. O cooler mostrado na figura 52, pelo fato de ser ligado diretamente na fonte de alimentação, permanece ligado mesmo durante o estado de espera, produzindo ruído e consumindo energia desnecessariamente. Figura 5.52 Cooler tradicional, para ser ligado na fonte de alimentação.

O tipo mais moderno de cooler é o mostrado na figura 53. Possui um conector próprio para ser ligado na placa de CPU. Este cooler possui também um tacômetro, circuito usado pela placa de CPU para medir a velocidade de rotação. Através deste tipo de conexão, a placa de CPU pode medir e controlar a rotação do ventilador. Pode aumentar a rotação quando a temperatura do processador aumentar; pode diminuir a rotação quando o processador estiver mais frio; pode desligar o ventilador quando o computador entra em estado de espera; finalmente pode detectar a ausência de rotação causada por defeito no ventilador ou por obstrução de sua hélice, problema que se não fosse detectado causaria o superaquecimento do processador e sua danificação. Figura 5.53 Cooler inteligente.

Quanto maior é a dissipação de calor de um processador, maior tem que ser o seu cooler. A figura 54 mostra alguns coolers de vários tamanhos. Como encontramos processadores que dissipam pouco mais de 10 Watts, e outros que chegam a quase 70 Watts, encontramos no mercado coolers de todos os tamanhos.

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Figura 5.54 Coolers de vários tamanhos.

Processadores que usam o formato de cartucho também necessitam de coolers para este formato. A figura 55 mostra alguns desses coolers. Note que existem modelos com um, dois ou três ventiladores. Figura 5.55 Coolers para processadores com formato de cartucho.

Barramentos Acabamos de fazer uma apresentação geral das placas de CPU. Vamos agora apresentar mais alguns detalhes técnicos importantes, em maior profundidade, a começar pelos barramentos. Barramentos são conjuntos de sinais digitais através dos quais o processador transmite e recebe dados de circuitos externos. O barramento local é o mais importante de todos eles. Fica localizado na placa de CPU, e através dele o processador se comunica com a memória DRAM e com os circuitos que formam o chipset. Outros barramentos são utilizados para a comunicação com placas de expansão. São necessários para que o processador tenha acesso a placas de vídeo, placas de som, placas fax/modem, e todos os demais tipos de placas. Como esses barramentos necessitam ligar a placa de CPU nas placas de expansão, são fisicamente representados por conectores, que são chamados de slots. Barramento PCI A figura 56 mostra os conectores usados no barramento PCI (Peripheral Component Interconnect). Nas placas de CPU modernas podemos encontrar 3, 4, 5 ou 6 slots PCI. Em algumas placas mais simples, tipicamente aquelas que têm “tudo onboard”, podemos encontrar apenas um ou dois slots PCI.

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Figura 5.56 Slots PCI.

Nos slots PCI, conectamos placas de expansão PCI. Alguns exemplos típicos de placas de expansão PCI são: • • • •

Placa Placa Placa Placa

de vídeo (SVGA) de interface SCSI de rede digitalizadora de vídeo Figura 5.57 Placas de expansão PCI: uma placa de video e uma controladora SCSI.

É importante notar que Barramento PCI não é sinônimo de Slot PCI. O Barramento PCI é um conjunto de sinais digitais que partem do chipset e do processador, e atingem tanto as placas de expansão, através dos slots, como circuitos da placa de CPU. Por exemplo, as interfaces para disco rígido e as interfaces USB embutidas na placa de CPU são controladas através do barramento PCI, apesar de não utilizar os slots. Barramento ISA O barramento ISA (Industry Standard Architecture) surgiu no início dos anos 80. Foi criado pela IBM para ser utilizado no IBM PC XT (8 bits) e no IBM PC AT (16 bits). Apesar de ter sido lançado há muito tempo, podemos encontrar slots ISA em praticamente todos os PCs produzidos nos últimos anos. Apenas a partir do ano 2000 tornaram-se comuns novas placas de CPU que aboliram completamente os slots ISA.

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No tempo em que não existiam barramentos mais avançados, as placas de CPU possuíam 6, 7 e até 8 slots ISA. Depois da popularização do barramento PCI, as placas de CPU passaram a apresentar apenas 2 ou 3 slots ISA. As raras placas produzidas atualmente que possuem slots ISA, apresentam apenas um ou dois desses slots. Os slots ISA são utilizados para várias placas de expansão, entre as quais: • • • • •

Placas fax/modem Placas de som Placas de interface para scanner SCSI Interfaces proprietárias Placas de rede

Note que estamos falando principalmente de modelos antigos, pois a maioria dos fabricantes de placas de expansão já adotou definitivamente o padrão PCI, e não fabricam mais novos modelos ISA. De qualquer forma, a preença de slots ISA em uma placa de CPU é útil caso seja necessário aproveitar placas de expansão antigas. As placas fax/modem e as placas de som foram as que mais demoraram para adotar o padrão PCI. O motivo desta demora é que o tráfego de dados que elas utilizam mal chega a ocupar 5% da capacidade de transferência de um slot ISA. Já as placas de vídeo, placas de rede, interfaces SCSI e digitalizadoras de vídeo operam com taxas de transferência mais elevadas, por isso foram as primeiras a serem produzidas no padrão PCI. Figura 5.58 Placas de expansão ISA: placa fax/modem e placa de som.

A figura 58 mostra exemplos de placas de expansão ISA. Observe que algumas delas utilizam um conector simples (8 bits), enquanto outras utilizam um conector duplo (16 bits). Da mesma forma, os slots ISA podem apresentar um único conector (ISA de 8 bits) ou dois conectores (ISA de 16 bits). Placas ISA de 8 bits podem ser encaixadas, tanto em slots ISA de 8 bits como em slots ISA de 16 bits. Placas ISA de 16 bits devem ser encaixadas obrigatoriamente em slots ISA de 16 bits (exceto em raríssimos casos de placas VGA antigas, de 16 bits, mas que se comportam como placas de 8 bits ao serem encaixadas em um slot de 8 bits). Os slots ISA de 8 bits eram encontrados em placas de CPU muito antigas. Observe que Barramento ISA não é sinônimo de Slot ISA. O Barramento ISA é um conjunto de sinais digitais que partem do chipset e do microprocessador, e atingem tanto as placas de expansão, através

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dos slots, como circuitos da placa de CPU. Por exemplo, as interfaces para drives de disquete, interfaces seriais e interface paralela embutidas na placa de CPU são controladas através do barramento ISA, apesar de não utilizarem os slots. Barramento AGP Este barramento foi lançado em 1997 pela Intel, especificamente para acelerar o desempenho de placas de vídeo em PCs equipados com o Pentium II e processadores mais modernos. Trata-se do Acelerated Graphics Port. É formado por um único slot, como o mostrado na figura 59. Observe que este slot é muito parecido com os utilizados no barramento PCI, mas existem diferenças sutis do ponto de vista mecânico. Fica um pouco mais deslocado para a parte frontal do computador, além de possuir uma separação interna diferente da existente no slot PCI. Desta forma, é impossível encaixar neste slot, uma placa que não seja AGP. O AGP é um slot solitário, usado exclusivamente para placas de vídeo projetadas no padrão AGP. Muitos modelos de placas de vídeo são produzidas nas versões PCI e AGP (ex: Voodoo 3 3000 AGP e Voodoo 3 3000 PCI). A principal vantagem do AGP é a sua taxa de transferência, bem maior que a verificada no barramento PCI. Podemos ver um slot AGP na figura 59. Figura 5.59 Slot AGP.

A figura 60 mostra uma placa de vídeo AGP. Observe a posição do seu conector, mais afastado da parte traseira da placa, o que não ocorre no padrão PCI. Figura 5.60 Placa de vídeo AGP.

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Placas de CPU com slot AGP só começaram a aparecer no mercado a partir de 1998. As primeiras placas de CPU a apresentar slot AGP foram as que usavam o chipset Intel i440LX, para Pentium II, e depois as que usavam o i440BX. Outros fabricantes de chipsets passaram a desenvolver produtos que também davam suporte ao barramento AGP. Placas de CPU para a plataforma Super 7 (K6, K6-2, etc.) também passaram a apresentar slot AGP. Foram produzidas várias placas de CPU com vídeo onboard, sem slot AGP, entretanto com os circuitos de vídeo internamente ligados ao barramento AGP. Em outras palavras, essas placas possuem barramento AGP mas não possuem slot AGP. Elas têm os circuitos de vídeo embutidos, ligadas ao barramento AGP, porém não permitem que o usuário desative o vídeo onboard e instale uma placa de vídeo AGP. Como na maioria dos casos o vídeo onboard é de baixo desempenho (mesmo sendo AGP), o usuário que quiser melhorar o desempenho do vídeo precisa se contentar com uma placa de vídeo PCI. Existem entretanto placas de CPU com vídeo onboard mas que possuem um slot AGP disponível para expansões. Placas de CPU com esta característica podem ser usadas para montar computadores simples, mas que podem posteriormente ser convertidos em modelos mais avançados, através da instalação de placas de expansão apropriadas. AGP 1x, 2x e 4x O barramento AGP é bastante semelhante ao PCI, mas com algumas modificações voltadas para placas de vídeo. Opera com 32 bits e 66 MHz. Na sua versão inicial (AGP 1x), cada clock realiza uma transferência de 32 bits (4 bytes). Como são 66 MHz, temos 66 milhões de transferências por segundo. Sendo as transferências de 4 bytes, o número total de bytes por segundo que podem passar pelo barramento AGP 1x é: 66,6 MHz x 4 bytes = 266 MB/s Esta é uma taxa de transferência fantástica. Com ela é possível preencher todo o conteúdo da memória de vídeo cerca de 90 vezes por segundo (90 Hz), supondo uma resolução gráfica de 1024x768x32 bits. Isto é muito mais que os 30 Hz necessários para ter sensação visual de continuidade de movimentos. Portanto 90 Hz pode parecer um exagero, mas não é. O tráfego de dados no barramento AGP não é simplesmente a transferência de “frames” para a memória de vídeo. É preciso fazer continuamente a leitura de texturas que ficam na memória RAM da placa de CPU, para que sejam automaticamente e rapidamente aplicadas sobre os polígonos que formam as imagens tridimensionais. O tráfego de dados pelo barramento AGP tende a ser ainda mais elevado quando são usadas resoluções mais elevadas, quando são geradas imagens complexas e quando a resolução das texturas é muito elevada. Por isso existem versões novas do barramento AGP, capazes de operar com taxas duas ou quatro vezes maiores. Figura 5.61 Transferências de dados no barramento AGP, modos 1x e 2x.

Desde a criação do barramento AGP, já era previsto o aumento da sua taxa de transferência, utilizando os modos 2x e 4x. O modo 2x também opera com 32 bits e 66 MHz, porém em cada período de clock, são feitas duas transferências, ao invés de apenas uma. A figura 61 compara as transferências de dados nos barramentos AGP 1x e 2x. Note que em ambos os casos, o sinal de clock (CLK) é o mesmo, mas no

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modo 2x é usado o sinal SB_STB para indicar a presença de dados válidos no barramento. Nos instantes em que o sinal SB_STB varia de 1 para 0, ou de 0 para 1, o barramento está pronto para fazer uma transferência. Como em cada ciclo de clock (indicados na figura pelos números 1, 2, etc.) existem duas transições de SB_STB, temos duas transferências a cada ciclo. Portanto a taxa de transferência no modo 2x é dada por: 66,6 MHz x 2 x 4 bytes = 533 MB/s Figura 5.62 Transferências AGP nos modos 2x e 4x.

O modo 4x utiliza um processo similar. A principal diferença é que o sinal SB_STB apresenta 4 transições a cada período de clock, portanto são feitas 4 transferências em cada ciclo. A taxa de transferência no modo 4x é então: 66,6 MHz x 4 x 4 bytes = 1066 MB/s As primeiras placas de CPU com slot AGP possuíam suporte apenas para o modo 1x, bem como ocorria com as primeiras placas de vídeo AGP. Em 1999 já era comum encontrar placas de CPU e placas de vídeo, ambas capazes de operar no modo AGP 2x. Em 2000, praticamente todas as placas de CPU, e boa parte das placas de vídeo modernas operavam em AGP 4x. OBS: As versão atual (2003) é a AGP 8x, operando a 2133 MB/s. AGP Pro O slot AGP Pro é uma versão ampliada do AGP, cuja principal característica é a maior capacidade de fornecimento de corrente. Seu slot é maior, com maior número de contatos, e nesses contatos adicionais existem mais linhas de alimentação. O maior fornecimento de corrente é necessário para as placas AGP de maior desempenho, muitas delas chegando a dissipar mais de 50 watts, possuindo inclusive um cooler sobre o seu chip gráfico, similar aos utilizados nos processadores. Podemos ver um slot AGP Pro na figura 63. Comparando com o slot AGP comum, mostrado na figura 64, podemos observar que o AGP Pro é bem maior. Um slot AGP comum é um pouco menor que os slots PCI. O slot AGP Pro, por sua vez, é visivelmente maior que um slot PCI.

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Figura 5.63 O slot AGP Pro é maior que os slots PCI.

Figura 5.64 O slot AGP comum é menor que os slots PCI.

As várias voltagens do AGP Desde que o barramento AGP foi criado, várias versões foram lançadas no que diz respeito à voltagem e velocidade. As primeiras versões operavam com 3,3 volts. As placas de CPU tinham slots AGP operando com 3,3 vots (a exemplo das memórias, chipsets e o barramento externo dos processadores). As placas de vídeo AGP também operavam com os mesmos 3,3 volts, de forma compatível com a placa de CPU. Para possibilitar a operação em modo 4x, os níveis de voltagem foram alterados para 1,5 volts. Surgiram então os slots AGP para 1,5 volts, capazes de operar exclusivamente com este nível de voltagem, e os slots AGP universais, capazes de operar tanto com 1,5 como com 3,3 volts. Da mesma forma existem placas AGP de 3,3 volts, placas AGP de 1,5 volts e placas AGP universais. A figura 65 mostra as diversas versões de slots AGP. O slot de 3,3 volts possui um chanfro localizado mais próximo da parte traseira da placa de CPU. O slot AGP de 1,5 volts tem o chanfro na posição inversa. Placas de vídeo AGP possuem conectores com chanfros correspondentes que se encaixam nos chanfros dos slots. Isto impede, por exemplo, que uma placa de 1,5 volts seja encaixada em um slot de 3,3 volts, e vice-versa. Podemos ainda encontrar slots AGP universais e placas AGP universais. Um slot AGP universal não possui chanfro, e está preparado para operar tanto com 3,3 como com 1,5 volts. A placa instalada é reconhecida e o slot passa a operar com a voltagem apropriada. Da mesma forma encontramos placas AGP universais, com dois chanfros. Elas podem ser encaixadas tanto nos slots de 1,5 como nos de 3,3 volts.

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Figura 5.65 Os vários tipos de slots AGP.

Figura 5.66 Placas AGP com diferentes posições de chanfros.

Outro ponto importante é a velocidade de operação. As velocidades suportadas são 1x, 2x e 4x. Quando uma placa AGP é encaixada em um slot AGP de voltagem compatível (note que é impossível fazer o encaixe quando as voltagens não são compatíveis), prevalecerá a máxima velocidade que seja suportada simultaneamente pela placa e pelo slot. As primeiras placas de CPU com barramento AGP operavam com 3,3 volts e suportavam apenas o modo AGP 1x. Depois surgiram placas de CPU com chipsets capazes de operar em AGP 2x, também com 3,3 volts. Os slots AGP universais e os de 1,5 volts são encontrados nas placas capazes de operar em 4x. O modo 4x exige a tensão de 1,5 volts. Uma placa AGP 2x de 3,3 volts não pode ser conectada em um slot AGP de 1,5 volts, mas poderá ser encaixada em um slot AGP universal. Esses slots suportam o modo 4x, mas quando a placa de vídeo é 2x, a taxa de transferência será limitada pela placa de vídeo, apesar da placa de CPU poder chegar até 4x.

Taxas de transferência dos barramentos 155

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O desempenho de uma placa conectada a um barramento depende de vários fatores, entre os quais, a taxa de transferência. Esta por sua vez, depende do número de bits, do clock e do número de transferências feitas a cada ciclo. A tabela que se segue mostra as características dos barramentos ISA, PCI e AGP. Barramen Bits to

Clock

ISA PCI AGP 1x AGP 2x AGP 4x

8 MHz 33 MHz 66 MHz 66 MHz 66 MHz

16 32 32 32 32

Transferênci Taxa de as por ciclo transferênci a 1/2 8 MB/s 1 133 MB/s 1 266 MB/s 2 533 MB/s 4 1066 MB/s

O barramento ISA utiliza um clock de 8 MHz, e realiza transferências de 8 ou 16 bits. Usando 16 bits, teoricamente poderia transferir 16 MB/s (8 MHz x 2 bytes), mas cada transferência utiliza 2 ciclos de clock, como era exigido pelas placas de expansão do início dos anos 80, que eram muito lentas. Portanto realiza em média, meia transferência a cada ciclo. Desta forma, a taxa de transferência obtida com o ISA é de apenas 8 MB/s. O barramento PCI utiliza um clock de no máximo 33 MHz, com transferências de 32 bits. Isto resulta em uma taxa de transferência igual a 133 MB/s (33 MHz x 4 bytes). O barramento AGP não está ligado ao PCI, e sim, ao barramento externo do processador, apesar de ter muitas características similares às do PCI. No chamado modo AGP 1x, em cada ciclo AGP é feita uma transferência, resultando em uma taxa de 266 MB/s. Como já mostramos, os modos AGP 2x e AGP 4x fornecem 533 MB/s e 1066 MB/s, respectivamente. Essas comparações mostram como uma placa de vídeo PCI opera com taxa de transferência mais lenta (133 MB/s) que um modelo AGP. Muitos modelos de placas de vídeo são atualmente produzidos nas versões AGP e PCI, sendo que as versões PCI destinam-se a upgrades, ou seja, melhorar o sistema de vídeo de PCs antigos. Com o passar do tempo, serão cada vez mais raras as placas de vídeo PCI.

Montar um PC sem entender sobre memórias Acredite, é possível montar um computador sabendo apenas o seguinte a respeito das memórias: Encaixe o módulo de memória no soquete apropriado. Fim. Existem PCs que foram montados por pessoas que sabem apenas isso. Quando o computador apresenta problemas de mau funcionamento, colocam a culpa no... Windows!

Memórias são importantes Até um leigo sabe que a memória de um computador é um item importante da sua configuração. Computador com pouca memória é ruim, com muita memória é bom. Tem até aquela piada, “meu computador não tem memória, tem uma vaga lembrança...”. Brincadeiras à parte, este capítulo apresenta informações valiosas a respeito de memórias, para que você saiba escolher o melhor tipo de memória para o seu computador, e também para conhecer as diversas famílias de memórias existentes.

Leitura e escrita Podemos dividir as memórias em duas grandes categorias: ROM e RAM. Em todos os computadores encontramos ambos os tipos. Cada um desses dois tipos é por sua vez, dividido em várias outras categorias.

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ROM ROM significa read only memory, ou seja, memória para apenas leitura. É um tipo de memória que, em uso normal, aceita apenas operações de leitura, não permitindo a realização de escritas. Outra característica da ROM é que seus dados não são perdidos quando ela é desligada. Ao ligarmos novamente, os dados estarão lá, exatamente como foram deixados. Dizemos então que a ROM é uma memória não volátil. Alguns tipos de ROM aceitam operações de escrita, porém isto é feito através de programas apropriados, usando comandos de hardware especiais. Uma típica aplicação da ROM é o armazenamento do BIOS do PC, aquele programa que entra em ação assim que o ligamos. Este programa testa a memória, inicializa o hardware e inicia a carga do sistema operacional. RAM Significa random access memory, ou seja, memória de acesso aleatório. Este nome não dá uma boa idéia da finalidade deste tipo de memória, talvez fosse mais correto chamá-la de RWM (read and write memory, ou memória para leitura e escrita). Entretanto o nome RAM continua sendo utilizado por questão de tradição. Em operação normal, o computador precisa fazer não apenas o acesso a dados e instruções, através de leituras na memória, mas também guardar resultados, através de operações de escrita na memória. Além de permitir leituras e escritas, a RAM tem outra característica típica: trata-se de uma memória volátil, ou seja, seus dados são apagados quando é desligada. Por isso quando desligamos o computador e o ligamos novamente, é preciso carregar o sistema operacional. Resumindo, as principais características da ROM e da RAM são:

Significado Faz leituras Faz escritas Perde dados desligada

ROM Read memory SIM NÃO ser NÃO

RAM only Random memory SIM SIM SIM

access

Em linhas gerais, essas são as características das memórias tipos ROM e RAM. Existem entretanto ROMs que permitem gravações, e RAM que não perdem dados, como veremos adiante.

Encapsulamentos de ROMs Quase sempre você irá encontrar ROMs fabricadas com encapsulamento DIP cerâmico ou plástico, como vemos na figura 1. Figura 6.1 - ROM com encapsulamento DIP.

O encapsulamento DIP (dual in-line package) cerâmico é mais utilizado pelas ROMs do tipo EEPROM. Essas ROMs possuem uma janela de vidro, através da qual os dados podem ser apagados através de

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raios ultra-violeta. Depois de apagadas, podem ser novamente gravadas. Em uso normal esta janela deve permanecer tampada por uma etiqueta. Portanto nunca retire a etiqueta da ROM, ela pode ser apagada por exposição prolongada à luz natural. Podemos ainda encontrar ROMs com outros encapsulamentos diferentes do DIP. Um encapsulamento relativamente fácil de encontrar é o PLCC (plastic leadless chip carrier). Figura 6.2 ROM encapsulamento PLCC.

com

Encapsulamento das RAMs Os chips de memória RAM também podem ser encontrados em diversos formatos, sendo que o mais comum é o encapsulamento SOJ (small outline package J-lead), mostrado na figura 3. Você encontrará com freqüência este encapsulamento nos chips que formam os módulos de memória e nos que forma a memória de vídeo, encontrados em placas de vídeo. Figura 6.3 - Chip de RAM encapsulamento SOJ.

com

Também é comum encontrar chips de RAM com encapsulamento QFP (quad flatpack). São usados por chips que formam a cache L2 em placas de CPU com cache externa, e nos chips que formam a memória de vídeo.

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Figura 6.4 - Chip de RAM com encapsulamento QFP.

Não confunda chip de memória com módulo de memória. Os chips de RAM com encapsulamento SOJ que mostramos na figura 3 são montados em pequenas placas chamadas módulos de memória, que serão apresentados mais adiante.

Encapsulamento de módulos de memória Até o início dos anos 90, as memórias dos PCs usavam encapsulamento DIP e eram instaladas, chip por chip. Trabalho fácil para um técnico, mas uma tarefa bastante complexa para um usuário que nunca fez este tipo de trabalho. Os módulos de memória foram criados para facilitar a sua instalação, não por parte do usuário, mas pela indústria eletrônica. É muito mais rápido conectar um módulo de memória que instalar um grande número de chips avulsos. Figura 6.5 - Chip de memória com encapsulamento DIP e módulos de memória SIPP e SIMM.

Os primeiros módulos de memória eram chamados SIPP (single inline pin package), e foram lançados em meados dos anos 80. Este módulo era uma pequena placa com chips de memória e terminais (“perninhas”) para encaixe no soquete apropriado. O processo de fabricação foi simplificado com a adoção dos módulos SIMM (single inline memory module). Ao invés de utilizar terminais de contato como o SIPP, esses módulos têm um conector na sua borda. O soquete para este tipo de módulo é um pouco mais complicado, porém o processo de fabricação dos módulos tornou-se mais simples, e sua instalação mais rápida. Módulos SIPP caíram em desuso no início dos anos 90, sendo substituídos pelo formato SIMM. Esses módulos forneciam 8 bits simultâneos e precisavam ser usados em grupos para formar o número total de bits exigidos pelo processador. Por exemplo, processadores 386 e 486 utilizam memórias de 32 bits, portanto os módulos SIMM eram usados em grupos de 4. Por exemplo, 4 módulos iguais, com 4 MB cada um, formavam um banco de 16 MB, com 32 bits. Os módulos SIMM usados até então tinham 30 contatos, portanto eram chamados de SIMM/30, ou módulos SIMM de 30 vias. Ainda eram bastante comuns em meados dos anos 90, mas já existiam na época, módulos SIMM de 72 vias (SIMM/72), que forneciam 32 bits simultâneos. Em placas de CPU 486, um único módulo SIMM/72 formava um banco de memória com 32 bits. Esses módulos, apesar de

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serem mais práticos que os SIMM/30, eram pouco utilizados, até o lançamento do processador Pentium. O Pentium trabalha com memórias de 64 bits, portanto seriam necessários 8 módulos SIMM/30 para formar um banco de memória. Isto tornaria a produção complexa, além de ocupar uma grande área na placa de CPU apenas para os módulos de memória. Os fabricantes passaram então a adotar os módulos SIMM/72. Dois desses módulos eram suficientes para formar um banco de 64 bits. Já em 1996 era praticamente impossível encontrar à venda módulos SIMM/30, exceto no mercado de peças usadas. Figura 6.6 Módulos SIMM/72.

SIMM/30

Visando uma integração de componentes ainda maior, foram criados módulos que fornecem 64 bits simultâneos. Esses módulos são chamados DIMM/168 (dual inline memory module), e possuem 168 vias. Um único módulo DIMM/168 forma um banco de memória com 64 bits. É exatamente o número de bits utilizados pelos processadores modernos (Pentium III, Athlon, Duron, Celeron) e os não tão modernos, como K6, K6-2, K6-III, Pentium Pro, Pentium II, Pentium MMX, etc. Figura 6.7 Módulo DIMM/168.

Se você precisar dar manutenção em uma placa de CPU Pentium produzida entre 1995 e 1997, tem grandes chances de encontrar um módulo COAST (Cache on a Stick). Este tipo de módulo era usado para formar a memória cache de algumas placas de CPU Pentium, e também de algumas placas de CPU 486 e 586 produzidas naquela época. Figura 6.8 Módulo COAST.

A figura 9 mostra os principais módulos de memória descritos aqui.

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Figura 6.9 Módulos de memória.

Dois novos tipos de memória prometem ser comuns nos computadores avançados, a partir de 2001. São as memórias RAMBUS (RDRAM) e as memórias DDR SDRAM. Memórias RAMBUS são em geral apresentadas com o encapsulamento RIMM de 184 vias (figura 10). Este tipo de módulo é muito parecido com os demais apresentados até aqui, exceto pelo fato de poder ter uma chapa metálica cobrindo seus chips. Esta chapa atua como um dissipador de calor. Esses módulos têm tamanho similar ao dos módulos DIMM/168, cerca de 13 centímetros. Entretanto não existe risco de conexão em um soquete errado, já que as duas fendas existentes do conector só se ajustam aos soquetes apropriados. Figura 6.10 Módulo RIMM/184.

Também bastante parecidos são os módulos DIMM/184, utilizado pelas memórias DDR SDRAM. A medida é similar à dos módulos DIMM/168 e RIMM/184, mas esses módulos também possuem um chanfro característico que impede o seu encaixe em um soquete errado. Figura 6.11 Módulo DIMM/184.

Módulos DIMM/168, DIMM/184 e RIMM/184 têm larguras semelhantes (13,3 cm), mas diferenças bastante sutis. A forma mais fácil de reconhecer a diferença é através dos chanfros existentes no seu conector. O DIMM/184 é o único que possui um único chanfro, enquanto o DIMM/168 e o RIMM/184 possuem dois chanfros. Os dois chanfros do DIMM/168 dividem os contatos do conector em três grupos, enquanto os dois chanfros do RIMM/184 ficam mais próximos do centro, mas não existem contatos entre os dois chanfros do RIMM/184. Uma outra diferença: os módulos DIMM/168 possuem um chanfro em forma de semi-circunferência em cada lateral. Os módulos DIMM/184 possuem dois chanfros em cada lateral.

Memórias RAM 161

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Até agora abordamos os encapsulamentos usados pelos módulos de memória. Vamos agora apresentar, do ponto de vista eletrônico, os principais tipos de memória RAM. Não confunda tipo com formato. Memórias com formatos (encapsulamentos) iguais podem ser de tipos eletronicamente diferentes, portanto devemos tomar cuidado para não utilizar memórias inválidas, iludidos por formatos aparentemente corretos. RAMs estáticas e dinâmicas RAMs podem ser divididas em duas grandes categorias: RAMs estáticas (SRAM) e RAMs dinâmicas (DRAM). A DRAM é a memória usada em larga escala nos PCs. Quando dizemos que um PC possui, por exemplo, 128 MB, tratam-se de 128 MB de DRAM. São memórias baratas e compactas, o que é um grande atrativo. Por outro lado, são relativamente lentas, o que é uma grande desvantagem. Por esta razão, os PCs utilizam em conjunto com a DRAM, uma memória especial, mais veloz, chamada cache, que serve para acelerar o desempenho da DRAM. Há poucos anos, a chamada cache L2 era formada por chips de SRAM, localizados na placa de CPU. Atualmente a cache L2 faz parte do núcleo dos processadores modernos. A DRAM por sua vez pode ser subdividida em outras categorias, sendo as principais: • • • • • •

DRAM FPM DRAM EDO DRAM SDRAM DDR SDRAM RDRAM

Em termos cronológicos, a DRAM foi usada do final dos anos 70 até o final dos anos 80. Em meados dos anos 80 surgiu a FPM DRAM, bastante utilizada até meados dos anos 90. Passaram então a ser comuns as memórias EDO DRAM, que por sua vez foram substituídas pela SDRAM a partir de 1997. A partir de 2000, a SDRAM começou a dar lugar à DDR SDRAM e à RDRAM. Memórias SRAM existem desde os anos 60, e memórias DRAM desde os anos 70. Ao contrário do que o nome sugere, a DRAM não é caracterizada pela rapidez, e sim pelo baixo custo, aliado à alta capacidade, em comparação com a SRAM. A alta capacidade é devida ao fato das suas células de memória serem mais simples. Com células mais simples, é possível criar chips com maior número de células de memória. Em compensação, o mecanismo de acesso às suas células de memória é mais complicado. Na RAM estática, basta fornecer o endereço e o comando (leitura, por exemplo), e depois de um certo tempo (tempo de acesso), os dados estarão presentes nas suas saídas. Da mesma forma, nas operações de escrita, basta fornecer ao chip o valor a ser armazenado e o endereço onde deve ser feito este armazenamento, acompanhado do comando de gravação. Passado o tempo apropriado (tempo de acesso), os dados estarão gravados. Figura 6.12 Diagrama de uma SRAM.

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Como dissemos, o mecanismo de acesso às células da DRAM é bem mais complexo. Suas células de memória são organizadas em uma matriz, formada por linhas e colunas. Por exemplo, uma DRAM com 1 Mbit é formada por uma matriz quadrada, com 1024 linhas e 1024 colunas. Para acessar uma dessas células de memória, é preciso primeiro fornecer à DRAM o endereço da linha, seguindo de um sinal chamado RAS (Row Address Strobe). Serve para indicar que o endereço da linha está pronto. A seguir deve ser fornecido à memória o endereço da coluna, seguido do sinal CAS (Collumn Address Strobe). Passado mais um pequeno tempo, o dado daquela célula de memória cujos números da linha e coluna foram fornecidos, estará presente e pronto para ser lido pelo processador ou pelo chipset. Figura 6.13 Diagrama de uma DRAM.

Note que os processadores não “enxergam” a memória desta forma, não estão preparados para gerar sinais RAS e CAS, nem para dividir o endereço em linha e coluna. O processador simplesmente indica o endereço de memória que deseja acessar, e a seguir envia um comando de leitura ou escrita. Cabe ao chipset converter os sinais de acesso à memória vindos do processador, em sinais compatíveis para a DRAM. Esta é a função de uma parte do chipset chamada Controlador de DRAM. Figura 6.14 O Chipset é encarregado de controlar o acesso à DRAM.

O trabalho completo do chipset (controlador de DRAM) para obter um dado proveniente da DRAM é resumido na seguinte seqüência: 1) Chipset recebe do processador, o endereço da célula a ser acessada 2) Chipset desmembra o endereço em duas partes: linha e coluna 3) Chipset envia à DRAM, o endereço da linha 4) Chipset envia à DRAM o sinal RAS 5) Chipset envia à DRAM o endereço da coluna 6) Chipset envia à DRAM o sinal CAS 7) A DRAM acessa o dado armazenado nesta célula e o entrega ao chipset

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8) Chipset obtém o dado e o encaminha para o processador Cada uma dessas micro-etapas leva um pequeno tempo para ser executada. O tempo total necessário para que o processador receba o dado solicitado da memória é igual à soma desses tempos. É preciso que você entenda bem este mecanismo para que possa compreender as memórias mais novas. FPM DRAM Essas memórias foram usadas nos PCs antigos, em praticamente todos os PCs 386, 486 e 586 e nos primeiros PCs Pentium. No passado eram encontradas no encapsulamento DIP, depois foram produzidas em módulos SIPP e SIMM/30. É correto dizer que todos os módulos SIPP e SIMM eram formados por chips de FPM DRAM. Chips de FPM DRAM também foram utilizados em módulos SIMM/72, mas não é correto dizer que todo módulo SIMM/72 é do tipo FPM DRAM. Era comum encontrar módulos SIMM/72 tanto com FPM DRAM como com EDO DRAM. Memórias FPM DRAM são capazes de operar no chamado Fast Page Mode. A idéia é muito simples. A maioria dos acessos à memória são feitos em células consecutivas. Considere por exemplo um grupo de 4 acessos às posições consectivas mostradas na figura 15. Figura 6.15 Quatro células consecutivas.

memória

Os endereços dessas 4 células consecutivas são: Linha Linha Linha Linha 277, coluna 323

277, 277, 277,

coluna coluna coluna

320 321 322

Lembre-se que cada linha é acompanhada de um sinal RAS, e cada coluna é acompanhada de um sinal CAS. Ora, quando tomamos posições consecutivas de memória, as linhas são as mesmas (desde que cada grupo comece em um endereço múltiplo de 4, o que pode ser facilmente arranjado), e o que varia é apenas a coluna. Seria então uma perda de tempo repetir no segundo, terceiro e quarto acessos, o número da linha. Basta indicar o número da coluna. O chamado Fast Page Mode tem como principal característica, o acesso a várias colunas de uma mesma linha, bastando que sejam fornecidos os endereços das colunas, seguidos do sinal CAS, sem a necessidade de repetir o número da linha. O acesso à primeira posição de memória de um grupo é feito pelo mesmo mecanismo já explicado para as DRAMs convencionais: 1) Chipset recebe do processador, o endereço da célula a ser acessada 2) Chipset desmembra o endereço em duas partes: linha e coluna

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3) Chipset envia à DRAM, o endereço da linha 4) Chipset envia à DRAM o sinal RAS 5) Chipset envia à DRAM o endereço da coluna 6) Chipset envia à DRAM o sinal CAS 7) A DRAM acessa o dado armazenado nesta célula e o entrega ao chipset 8) Chipset obtém o dado e o encaminha para o processador Os acessos seguintes são mais rápidos porque exigem menos etapas: não é preciso fornecer o sinal RAS nem o endereço da linha: 5) Chipset envia à DRAM o endereço da próxima coluna 6) Chipset envia à DRAM o sinal CAS 7) A DRAM acessa o dado armazenado nesta célula e o entrega ao chipset 8) Chipset obtém o dado e o encaminha para o processador Digamos que o tempo total para realizar as 8 etapas (1 a 8) do acesso à primeira célula seja 100 ns, e que para cada um dos três acessos seguintes, o tempo das etapas (5 a 8) seja de 40 ns. Se a DRAM não fosse do tipo FPM, todos os acessos seriam iguais ao primeiro, e o tempo total seria de 100 + 100 + 100 + 100, ou seja, 400 ns. Com a FPM DRAM, o tempo total seria 100 + 40 + 40 + 40, ou seja, 220 ns, bem mais rápido. Poderíamos a princípio pensar que o chipset “cronometra” 100 ns para o primeiro acesso, e depois 40 ns para cada um dos acessos seguintes. É mais ou menos isso o que ocorre, entretanto o chipset não conta o tempo em ns. Sua base de tempo é o ciclo de clock, a sua menor unidade de tempo. A duração de um ciclo de clock depende do clock utilizado pelo chipset, que em geral é o mesmo clock externo do processador: Clock 33 MHz 40 MHz 50 MHz 60 MHz 66 MHz 75 MHz 83 MHz

Período 30 ns 25 ns 20 ns 16,6 ns 15 ns 13,3 ns 12 ns

Clock 95 MHz 100 MHz 133 MHz 166 MHz 200 MHz 266 MHz 400 MHz

Período 10,5 ns 10 ns 7,5 ns 6 ns 5 ns 3,75 ns 2,5 ns

De um modo geral, para obter o valor do período, dado em ns, basta dividir 1000 pelo número de MHz. Considere por exemplo um Pentium-200, operando com clock externo de 66 MHz, ou seja, ciclos de 15 ns. Todas as suas operações são feitas em múltiplos de 15 ns, ou seja, 15 ns é a sua unidade básica de tempo. Aquela FPM DRAM que precisa operar com a temporização 100/40/40/40, será controlada pelo chipset com a temporização 7-3-3-3. São 7x15 = 105 ns para o primeiro acesso e 3x15 = 45 ns para cada um dos acessos seguintes. EDO DRAM

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Bastante comum a partir de 1995, a EDO (Extended Data Out) DRAM é obtida a partir de um melhoramento de engenharia nas memórias FPM DRAM. A idéia é bastante simples. Após completar um ciclo de leitura e fornecer os dados lidos, pode dar início a um novo ciclo de leitura, mas mantendo em suas saídas, os dados da leitura anterior. O resultado é uma economia de tempo, o que equivale a um aumento de velocidade. É suportada por todas as placas de CPU Pentium, a partir das que apresentam o chipset i430FX. As primeiras placas de CPU Pentium II também as suportavam, porém essas memórias caíram em desuso, sendo logo substituídas pela SDRAM tão logo o Pentium II se tornou comum (1998). Módulos de memória EDO DRAM utilizaram muito o encapsulamento SIMM/72 (assim como a FPM DRAM). Também é possível encontrar módulos de memória EDO DRAM usando o encapsulamento DIMM/168, porém são mais raras nesta versão. Memórias EDO DRAM são capazes de realizar seus acessos utilizando ciclos menores (ou seja, mais rápidos) que as memórias FPM DRAM similares. Tomando uma FPM DRAM e uma EDO DRAM, ambas com 60 ns de tempo de acesso, a FPM pode estar operando com a temporização 7-3-3-3, enquanto a EDO DRAM usa 7-2-2-2, ou dependendo da memória, até 6-2-2-2. Tomando o clock externo de 66 MHz, ou seja, períodos de 15 ns, a FPM DRAM demoraria um total de 16 ciclos (240 ns) para fazer o que a EDO DRAM precisa de apenas 12 ciclos (180 ns) para fazer. Neste exemplo, a EDO DRAM mostrou ser 33% mais rápida, apesar de ambas usarem o mesmo tempo de acesso. SDRAM Esta é a DRAM síncrona (Synchronous DRAM), muito utilizada nas placas de CPU produzidas entre 1997 e 2000. A principal diferença em relação às DRAMs dos tipos EDO e FPM é que seu funcionamento é sincronizado com o do chipset (e normalmente também com o processador), através de um clock. Por exemplo, em um processador com clock externo de 133 MHz, o chipset também opera a 133 MHz, assim como a SDRAM. A SDRAM é mais veloz que a EDO DRAM, é suportada por todas as placas de CPU produzidas a partir de meados de 1997, e seus módulos usam o encapsulamento DIMM/168. Internamente não existe diferença entre as células de memória DRAM comum, da FPM DRAM, da EDO DRAM e da SDRAM. A diferença está na forma como os dados dessas células são acessados. Uma SDRAM realiza suas transferências usando temporizações como x-1-1-1. O primeiro acesso é o mais demorado, mas os acessos seguintes ocorrem em apenas um ciclo. Essas memórias usam um velho truque para permitir acessos em um único ciclo. Este truque é utilizado pelas placas de vídeo gráfico, desde os anos 80. Dentro de um chip de memória SDRAM, existem 4 bancos de memória independentes. Quando são acessadas, as células de mesmos endereços em cada um dos 4 bancos internos do chip são acessadas. Terminado o primeiro acesso (digamos que este primeiro acesso demore 5 ciclos, portanto a memória estaria operando com a temporização 5-1-1-1), o dado do primeiro banco poderá ser transmitido ao chipset e ao processador, e os três dados dos outros três bancos poderão ser transmitidos imediatamente depois, sem ter que esperar pelo seu tempo de acesso tradicional. A demora está em chegar aos dados desejados. Uma vez acessados, podem ser rapidamente transmitidos. Portanto, 4 circuitos lentos operando em conjunto, apresentam o mesmo resultado de um circuito rápido. Se a idéia parece complicada, façamos uma comparação bem simples. Vá a uma loja de suprimentos de informática e peça um cartucho de tinta preta para a sua impressora. Quando o vendedor trouxer o cartucho, peça um com tinta amarela. Quando trouxer o segundo cartucho, peça um de tinta cyan, por último um de tinta magenta. Digamos que o vendedor tenha demorado 20 segundos para buscar cada cartucho. Como os cartuchos de todas as cores estão todos na mesma prateleira, seria mais rápido pedir os quatro ao mesmo tempo. O vendedor demoraria os mesmos 20 segundos para chegar ao primeiro cartucho, mas imediatamente poderia pegar os outros três (já “acessados”), economizando bastante tempo.

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Como vemos, a SDRAM não é um tipo de memória que usa uma nova tecnologia de fabricação extremamente mais veloz. É apenas uma nova forma de organizar as células de memória fazendo acessos simultâneos, para que a transferência dos dados seja mais rápida. Truques semelhantes são utilizados por memórias mais avançadas, como a DDR SDRAM e a RDRAM, como veremos mais adiante. DDR SDRAM Apesar de envolver um grande esforço de engenharia na sua implementação, a idéia da DDR (Double Data Rate) SDRAM é bastante simples. Ao invés de uma única SDRAM, coloque duas iguais, lado a lado. Quando uma for acessada, a outra também será. Cada SDRAM poderá entregar um dado a cada pulso de clock. Como temos duas memórias “em paralelo”, o conjunto poderá entregar dois dados a cada pulso de clock. O resultado é uma taxa de transferência duas vezes maior. Agora, ao invés de utilizar dois chips SDRAM iguais, lado a lado, constrói-se um único chip com os circuitos equivalentes aos das duas SDRAMs, e adiciona-se a ele, os circuitos necessários para fazer a transmissão dupla a cada pulso de clock. O chip resultante é uma DDR SDRAM. Figura 6.16 Operação da SDRAM e da DDR SDRAM.

A figura 16 mostra a diferença, do ponto de vista externo, entre a SDRAM e a DDR SDRAM. Os períodos de clock são representados por T0, T1, T2 e T3. A SDRAM fornece um dado a cada período de clock, e o instante da subida deste clock (transição de “0” para “1”) indica que o dado está pronto para ser lido. Na DDR SDRAM, utilizando períodos iguais, cada transição de subida ou de descida indica a presença de um dado pronto. Portanto são dois dados a cada clock. As memórias DDR SDRAM recebem nomes de acordo com o clock que trabalham, e também com a taxa de transferência. Por exemplo, uma SDRAM que opera com 100 MHz realiza 200 milhões de transferências por segundo, portanto é chamada de DDR200. Como se tratam de transferências de 64 bits (8 bytes), os 200 milhões de transferências resultam em 1,6 bilhões de bytes por segundo. Aqui comete-se mais uma vez, uma imprecisão típica de fabricantes de memórias e de discos rígidos: confundir bilhão com giga. Como sabemos, 1 giga vale 1024 x 1024 x 1024, ou seja, 1.073,741.824. Entretanto, para não criar confusão, consideraremos nesta discussão sobre taxas de transferência de memórias, um “mega” como sendo igual a um milhão, e 1 “giga” como sendo 1 bilhão. Portanto diríamos que a taxa de transferência de uma DDR200 é 1,6 GB/s. Devido a esta taxa, essas memórias também são chamadas de PC1600. A tabela que se segue mostra os diversos tipos de DDR, com seus clocks e suas taxas de transferência. Tipo DDR200 DDR266 DDR300 DDR333

Clock ou ou ou ou

PC1600 PC2100 PC2400 PC2700

100 133 150 167

MHz MHz MHz MHz

Taxa transferência 1,6 GB/s 2,1 GB/s 2,4 GB/s 2,7 GB/s

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DDR400 ou PC3200 200 MHz

3,2 GB/s

OBS: Não confunda os termos PC66, PC100 e PC133, usados pela SDRAM, com os termos PC1600 e superiores, usados pela DDR SDRAM. Na DDR SDRAM, o número representa a taxa de transferência máxima, medida em MB/s, enquanto na SDRAM, o número indica a freqüência de operação. Uma SDRAM PC100, por exemplo, fornece 800 MB/s (já que trabalha com 64 bits = 8 bytes em cada acesso), portanto tem a metade do desempenho de uma DDR SDRAM padrão PC1600. A figura 17 mostra mais uma vez a diferença entre um módulo DIMM/168, usado pelas memórias SDRAM, e um módulo DIMM/184, usado pelas memórias DDR SDRAM. Figura 6.17 Módulos DIMM/168 (SDRAM) e DIMM/184 (DDR SDRAM).

RDRAM A RDRAM utiliza um processo similar ao da SDRAM para aumentar a taxa de transferência. Como vimos, cada chip SDRAM possui no seu interior, quatro bancos que são acessados simultaneamente, e depois transferidos rapidamente para o chipset e para o processador. Nas memórias RDRAM, é usado um número ainda maior de bancos para obter uma taxa de transferência ainda mais elevada. São 16 ou 32 bancos, dependendo dos chips. As células de memória usadas nesses bancos, assim como ocorre nos demais tipos de DRAM apresentados aqui, não são muito diferentes das células usadas nas DRAMs convencionais, exceto pela sua voltagem e por uma pequena redução no tempo de acesso. Cada uma dessas células são tão lentas quanto as encontradas nas memórias FPM DRAM de 60 ns, por exemplo, usadas em meados dos anos 90. A grande diferença é que essas memórias modernas utilizam muitas células trabalhando em paralelo, visando obter mais bits de uma só vez, e assim transferi-los mais rapidamente para o processador. Um típico chip de memória RDRAM opera com dados de 16 bits. Também são comuns os chips de 18 bits. Os dois bits adicionais são usados como paridade, e servem para implementar mecanismos de detecção e correção de erros, como mostraremos mais adiante neste capítulo. Para simplificar a discussão, consideremos apenas os chips de 16 bits. A maioria das DRAMs atuais operam com 300 ou 400 MHz. Alguns fabricantes oferecem freqüências intermediárias, como 333 ou 350 MHz. Também para simplificar nossa explicação, consideremos os chips de 400 MHz. Assim como a DDR SDRAM, a RDRAM também realiza duas transferências por cada ciclo de clock, portanto tudo se passa como se a operação fosse em 800 MHz. Esses 800 milhões de transferências por segundo, sendo cada uma de 16 bits (2 bytes), resultam na taxa de transferência de 1,6 GB/s – aqui estamos fazendo como os fabricantes, considerando por simplicidade, 1 GB como sendo igual a 1 bilhão de bytes. Note que esta taxa é bem maior que a exigida pela maioria dos processadores: Processador Pentium III

bits 64

clock 100 MHz

Banda 800 MB/s

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Pentium III B Athlon Athlon Pentium 4

64 64 64 64

133 200 266 400

MHz MHz MHz MHz

1,07 GB/s 1,6 GB/s 2,13 GB/s 3,2 GB/s

Um único canal de memória RDRAM oferece uma taxa de transferência suficiente para atender à maioria dos processadores, exceto os mais avançados. O Pentium 4, por exemplo, com seu barramento de 400 MHz e 64 bits, exige 3,2 GB/s, o dobro da taxa de transferência da RDRAM. Portanto nas placas de CPU para Pentium 4, são utilizados dois canais de RDRAM com 1,6 GB/s cada um, totalizando os 3,2 GB/s necessários. Um Athlon com barramento externo de 200 MHz poderia ser plenamente atendido por um canal RDRAM de 1,6 GB/s, mas o mesmo não ocorre com as novas versões, que usam o clock externo de 266 MHz. Seriam necessários dois canais de RDRAM, ou então o uso de uma RDRAM mais veloz, ou então utilizar RDRAMs de 532 MHz, ao invés dos modelos de 400 MHz. Na verdade não é o que ocorre. A AMD é uma das responsáveis pelo desenvolvimento da DDR SDRAM, e essas são as memórias usadas nas placas de CPU para os modelos mais avançados do Athlon. Figura 6.18 O Pentium 4 necessita de dois canais de RDRAM.

Os processadores modernos operam com 64 bits simultâneos, enquanto a RDRAM fornece apenas 16. Cabe ao chipset, que faz a ligação entre o processador e a memória, obter 4 grupos consecutivos de 16 bits vindos da RDRAM, formando os 64 bits exigidos pelo processador. Nas placas de CPU para Pentium 4, são dois canais de 16 bits, ambos a 800 MHz (lembre-se que são na verdade 400 MHz, mas com duas transferências por cada clock). Juntos formam 32 bits por 800 MHz. O chipset faz a composição para 64 bits e 400 MHz, exatamente como exige o Pentium 4. A incrível velocidade de 800 MHz não existe entre as células de memória da RDRAM. Esta velocidade existe apenas nos circuitos de entrada e saída. Para fornecer nas suas saídas, 16 bits a 800 MHz, os circuitos internos da RDRAM buscam 128 bits simultâneos (8 vezes mais), na taxa de 100 MHz (8 vezes mais devagar). Esses 128 bits que chegam aos circuitos de saída a cada 10 ns (100 MHz) são transferidos em grupos de 16, tomando 1.25 ns para cada grupo (800 MHz). Portanto a RDRAM é rápida apenas do ponto de vista externo. Internamente é uma memória mais lenta, de apenas 100 MHz, mas que fornece um número de bits simultâneos muito grande. A própria operação interna em 100 MHz (ciclos de 10 ns) também é uma dificuldade para as células de memória, que necessitam de no mínimo 60 ns para encontrar os dados. Este aumento é por sua vez feito pelo acesso simultâneo a um grande número de bits. Os bancos de células existentes no interior da DRAM operam na verdade com clock de 12,5 MHz (ciclo de 80 ns), mas fornecem 1024 bits (128 bytes) simultâneos. Note que 128 bytes x 12,5 MHz são exatamente 1,6 GB/s. Essas células de memória operam portanto em uma freqüência baixa, mas com um elevado número de bits simultâneos, que uma vez acessados, são transmitidos em altíssima velocidade, em grupos de 16. É muito difícil tecnologicamente, fazer as células de DRAM serem mais rápidas. Veja a evolução nos seus tempos de acesso ao longo das últimas décadas: Ano 1980 1985

Tempo acesso 250 ns 150 ns

de Bits do Processad barramento or 8 bits 5 MHz 16 bits 12 MHz

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1990 1995 2000

100 ns 60 ns 50 ns

32 bits 64 bits 64 bits

25 MHz 100 MHz 1000 MHz

Neste período de 20 anos, as memórias tornaram-se 5 vezes mais rápidas, enquanto o clock dos processadores aumentou 200 vezes. Para compensar esta desigualdade, os processadores passaram a utilizar barramentos com mais bits. Um barramento de 64 bits com memórias de 50 ns é aproximadamente 40 vezes mais rápido que um barramento de 8 bits e 250 ns. Ainda assim este aumento de 40 vezes não aumentou tanto quanto o clock dos processadores. A situação é ainda pior quando consideramos que o aumento do desempenho dos processadores foi muito maior que o simples aumento de clock. Uma forma de solucionar o problema seria aumentar mais ainda a largura dos barramentos, passando a 128 ou 256 bits, mas isto tornaria os projetos de placas extremamente complexo devido ao grande número de trilhas de circuito. A solução mais simples e que foi realmente adotada, foi aumentar o número de bits do barramento interno das memórias. A RDRAM, por exemplo, busca 1024 bits simultâneos. Uma vez acessados, esses bits são transmitidos em alta velocidade, por um barramento externo que continua com 64 bits, porém com clock elevadíssimo. Figura 6.19 Estrutura interna de uma RDRAM.

A figura 19 mostra a estrutura interna de um chip de RDRAM. A parte mais importante, e que ocupa a maior parte dos circuitos, são os bancos de DRAM em seu interior. Dependendo do chip, podem ser 16 ou 32 bancos. Esses bancos fazem acessos simultâneos a grupos de 1024 bits a cada período de 80 ns, enviando-os às saídas em grupos de 128 bits a cada 10 ns, que por sua vez são enviados para o barramento externo, em grupos de 16 bits a cada 1,25 ns.

Memórias ROM A ROM (Read Only Memory, ou memória de apenas leitura) tem duas características principais. A primeira, trata-se de uma memória não volátil, ou seja, que não perde seus dados quando é desligada. Por isso é a memória ideal para armazenar o BIOS, que precisa entrar em execução assim que o computador é ligado. A segunda característica, seu próprio nome já diz. É usada apenas para operações de leitura, não permitindo gravações. A maioria das ROMs utiliza o encapsulamento DIP (Dual In-line Package). O usuário nem mesmo precisa se preocupar com a instalação das ROMs. Já vêm instaladas e prontas para funcionar. As ROMs mais comuns são as que armazenam o BIOS da placa de CPU e o BIOS da placa VGA. Shadow RAM

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As ROMs são extremamente lentas para os padrões atuais de velocidade das memórias. Enquanto as DRAMs modernas apresentam tempos de acesso inferiores a 15 ns (PC66), as ROMs têm tempos de acesso de 100 ns ou mais. Uma outra limitação dos chips de ROM é que normalmente fornecem apenas 8 bits de cada vez. Os processadores modernos precisam ler 64 bits de cada vez, portanto os dados das ROMs precisam ser agrupados de 8 em 8, até formar 64 bits, para só então serem liberados para o processador. Como resultado do elevado tempo de acesso e dos seus singelos 8 bits, as ROMs usadas nos PCs são cerca de 100 vezes mais lentas que as RAMs. Existem ROMs rápidas, porém são muito caras. Seria também possível agrupar 8 ROMs para formar um grupo de 64 bits, mas esta é também uma solução bastante cara para o problema da sua lentidão. Felizmente existe uma técnica bastante simples e econômica para a solução deste problema, técnica esta utilizada desde o tempo dos PCs 286: a Shadow RAM. A técnica consiste em, logo no início do processo de boot, copiar o conteúdo da ROM (que armazena o BIOS da placa de CPU) para uma área da RAM. Feita esta cópia, a área de RAM que recebeu a cópia dos dados da ROM tem suas operações de escrita desabilitadas. Isto faz com que o comportamento seja similar ao de uma ROM (Read Only). Finalmente, esta área de RAM é mapeada sobre o mesmo endereço antes ocupado pela ROM, ao mesmo tempo em que a ROM é desabilitada. A partir daí passa a vigorar a cópia da ROM, feita sobre a RAM. A técnica da shadow RAM é utilizada para acelerar o BIOS da placa de CPU, o BIOS da placa de vídeo e outros BIOS eventualmente existentes em placas de expansão. A habilitação da shadow RAM é feita através do CMOS Setup. ROM, PROM, EPROM As ROMs são encontradas em diversas modalidades. As principais diferenças dizem respeito a como os dados originais são armazenados. Em uso normal, a ROM aceita apenas operações de leitura, e não de escrita, mas antes disso, é preciso que alguém (normalmente o fabricante) armazene os seus dados. A ROM é o tipo mais simples. Seus dados são gravados durante o processo de fabricação do chip. Um fabricante de placas de CPU, por exemplo, entrega ao fabricante de memórias, o conteúdo a ser gravado nas ROMs. A partir deste conteúdo, o fabricante de memórias produz uma matriz, com a qual serão construídos milhares de chips. Normalmente só vale a pena utilizar ROMs quando se tem certeza de que seus dados não precisarão ser alterados, e também quando são produzidas no mínimo 10.000 peças iguais. Nessas condições, o custo de fabricação de cada chip é bastante baixo. A PROM (Programable ROM) é um tipo de memória ROM, com uma diferença: pode ser programada em laboratório, através de um gravador especial. Este tipo de gravação é feito através da “queima” de microscópicos elementos, que são como pequenos fusíveis, feitos de material semicondutor. Uma PROM nova vem em estado “virgem”, ou seja, com todos os seus fusíveis intactos. O processo de gravação faz a queima seletiva desses fusíveis, a fim de representar os bits desejados. Este processo é irreversível. Uma vez “queimada”, ou seja, programada, uma PROM não pode mais ser modificada. No passado, as PROMs eram usadas em laboratório, durante o desenvolvimento de produtos que seriam posteriormente produzidos em larga escala, utilizando ROMs. Hoje existem métodos mais eficientes, mas as PROMs ainda são bastante utilizadas quando é necessário criar circuitos de alta velocidade. A EPROM ou UV-EPROM (Eraseable PROM, ou Ultra Violet Eraseable PROM) é uma ROM programável, que pode ser reaproveitada. Seus dados podem ser apagados através de um feixe de luz ultra violeta de alta intensidade. As EPROMs possuem uma janela de vidro, através da qual podem incidir os raios ultra violeta usados no processo de apagamento. Esses raios são obtidos em um aparelho especial chamado “apagador de EPROMs”, que consiste basicamente em uma caixa plástica com uma lâmpada ultra violeta. Devido ao seu baixo custo em comparação com as PROMs, as EPROMs foram muito utilizadas pela indústria de informática, para gravação de BIOS, geradores de caracteres e outros dados fixos. Um pequeno fabricante que produz apenas algumas centenas de unidades de um produto não tem escala de

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produção suficiente para utilizar ROMs, que precisam ser produzidas aos milhares. Ao invés disso utilizam EPROMs, que mesmo sendo mais caras, podem ser utilizadas em pequenas quantidades. Flash ROM Desde os anos 80 existe no mercado um tipo especial de ROM, que pode ser programada e apagada eletricamente: a EEPROM ou E2PROM (Eletrically Eraseable Programable ROM). Essas memórias são antecessoras das atuais Flash ROMs, que têm a mesma característica. São ROMs que podem ser regravadas através da aplicação de voltagens de programação especiais. Em uso normal, esta voltagem de programação não chega ao chip, e seus dados permanecem inalteráveis. Este tipo especial de ROM tem sido utilizado nas placas de CPU a partir de meados dos anos 90 para armazenar o seu BIOS. Pelo fato de serem alteráveis, permitem realizar atualizações do BIOS, através de programas especiais que ativam os seus circuitos de gravação. Este programa é fornecido pelo fabricante da placa de CPU. Figura 6.20 O BIOS da placa de CPU armazenado em uma Flash ROM.

As Flash ROMs também foram muito utilizadas para armazenar o “BIOS do modem”. Este termo é errado, o correto é dizer “o firmware do modem”. Trata-de de um software que é executado pelo processador (DSP, ou processador de sinais digitais) existentes no modem. Este software possui, entre outros módulos, os protocolos de comunicação. Logo que surgiram os primeiros modems de 56k bps, dois protocolos de fabricantes diferentes competiam para ser o padrão do mercado: o X2 e o K56Flex. Nenhum fabricante de modem tinha certeza sobre qual o protocolo seria adotado como padrão mundial, por isso passaram a escolher um deles e armazená-lo em uma Flash ROM no modem. Uma vez que fosse adotado o padrão definitivo, o novo protocolo poderia ser gravado nesta Flash ROM. No início de 1998 foi finalmente estabelecido o padrão V.90, e os fabricantes de modems passaram a oferecer através dos seus sites, um programa de atualização para o novo protocolo, a ser gravado na Flash ROM. Figura 6.21 Flash ROM de um modem.

SPD – Serial Presence Detect Este é um recurso que possibilita ao BIOS identificar corretamente as características dos módulos de memória, e desta forma configurar o chipset para realizar o acesso da forma mais eficiente. Foi introduzido nos módulos de memória SDRAM e mantido nos módulos de DDR SDRAM e RDRAM. É implementado através de um minúsculo chip de memória EEPROM existente nos módulos, onde estão armazenadas todas as suas características. Normalmente este chip tem 8 terminais e fica localizado na parte direita do módulo, como mostra a figura 22.

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Figura 6.22 O chip SPD de um módulo de SDRAM.

Antes de existir o SPD, o BIOS precisava determinar através de contagem, a quantidade de memória instalada. Vários parâmetros relacionados com a temporização de acesso às memórias deviam ser obrigatoriamente programados no BIOS. Como existem módulos com características bem diferentes, os BIOS precisavam utilizar temporizações longas, compatíveis com maior variedade de módulos, e desta forma o desempenho não era otimizado. Com as memórias atuais, suas características são corretamente detectadas através do SPD, e o BIOS pode programar o chipset para obter o máximo desempenho possível para as memórias instaladas. A seguir apresentamos alguns dos diversos parâmetros armazenados na EEPROM SPD: Alguns parâmetros armazenados Capacidade do módulo Número de bits Tempo de acesso Tipo da memória: SDRAM, DDR SDRAM, RDRAM Número de bancos Voltagem

Detecção e correção de erros na memória Todos os chips de memória estão sujeitos a erros. A probabilidade da ocorrência de erros é muito pequena, mas dependendo da aplicação, o erro pode ser tolerado ou não. Se um computador usado exclusivamente para jogos apresentar um erro por ano, isto não causará problema algum. Se um computador usado no monitoramento de uma planta de energia atômica, a taxa de um erro a cada 10 anos seria catastrófica. Existem mecanismos para detectar erros, e outros que permitem ainda corrigir o erro encontrado. Paridade A paridade é um recurso que serve para aumentar a confiabilidade das memórias DRAM (isto se aplica a qualquer tipo de DRAM: RDRAM, DDR, SDRAM, EDO e FPM). Nos anos 80, as DRAMs eram muito suscetíveis a erros, e a técnica da paridade foi amplamente utilizada com o objetivo de detectar eventuais erros na memória. Com o passar dos anos, as memórias DRAM foram aperfeiçoadas e tornaram-se mais confiáveis, fazendo com que o uso da paridade pudesse ser dispensado, pelo menos nas aplicações menos críticas. Ainda assim, computadores que necessitam de alta confiabilidade continuam utilizando módulos de memória com paridade para aplicar um outro método mais eficiente para correção de erros, conhecido como ECC – Error Correction Code. A paridade nos PCs consiste em adicionar a cada grupo de 8 bits, um nono bit, chamado de bit de paridade. Este bit funciona como um dígito verificador, e permite detectar a maior parte dos erros na memória. Módulos SIMM/72 com paridade operam com 36 bits ao invés de 32, e módulos DIMM/168

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(SDRAM) e DIMM/184 (DDR) com paridade operam com 72 bits ao invés de 64. Módulos RDRAM com paridade utilizam 18 bits, ao invés de 16. A paridade que já foi tão importante há alguns anos atrás, caiu de importância pelo fato das memórias terem se tornado mais confiáveis. Inclusive muitos chipsets para PCs de baixo custo não fazem checagem de paridade, nem usam ECC. Os bits de paridade não são acessíveis ao processador. São usados por dois circuitos existentes no chipset: circuito gerador de paridade e circuito checador de paridade. O circuito gerador de paridade escreve o bit de paridade de cada grupo de 8 bits nas operações de escrita na memória. O circuito testador de paridade verifica a paridade em cada grupo de 8 bits lido da memória. Vejamos como funciona o bit de paridade e como é feita a detecção de erros na memória. Para simplificar a explicação, tomaremos apenas um grupo de 8 bits, mais um bit de paridade. Nas placas de CPU modernas, este mesmo circuito aparece repetido 8 vezes, completando assim 64 bits, ou 72 contando com os bits de paridade. Figura 6.23 Geração do bit de paridade.

A figura 23 mostra como se procede uma operação de escrita na memória, com o uso do bit de paridade. O circuito gerador de paridade recebe o valor que o processador coloca na memória e "conta" quantos bits "1" estão sendo escritos. A partir dessa "conta", escreve um bit de paridade de tal forma que, ao considerar o conjunto de 9 bits, o número total de bits "1" será sempre ímpar. Portanto, o circuito gerador de paridade garante que em cada grupo de 9 bits da memória existirá sempre um número ímpar de bits "1". Figura 6.24 Checagem da paridade.

Vejamos agora como funciona a operação de leitura da memória. Nesse caso, entra em jogo o circuito testador de paridade. Em cada operação de leitura, este circuito recebe os 8 bits que o processador está lendo e mais o bit de paridade, formando um total de 9 bits, e "conta" o número de bits "1" que existem neste conjunto. Se tudo correr bem, deverá existir obrigatoriamente um número ímpar de bits "1". Caso não exista um número ímpar de bits "1", significa que ocorreu um erro na memória. Este circuito gerará o que chamamos de interrupção do processador, que imediatamente suspenderá o processamento e apresentará uma mensagem de erro. Sob o Windows, este será um daqueles erros do tipo “tela azul”. Será preciso resetar o computador. Desta forma, o erro não será propagado, evitando que sejam causados danos aos dados. Vejamos com detalhe como se procede esta detecção de erro. Suponha que o processador escreve na memória, um byte com valor binário 01000001. O circuito gerador de paridade, ao encontrar neste valor dois bits "1" gerará um bit de paridade igual a 1. Suponha que depois deste dado estar armazenado na

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memória, o segundo bit da direita para a esquerda transforma-se em "1", devido a um erro na memória. Ficará então armazenado o valor 01000011 e o bit de paridade será 1. Quando o processador ler este valor, o circuito testador de paridade encontrará um total de 4 bits "1" no grupo de 9 bits, o que caracteriza um erro na memória. O circuito de paridade não é capaz de detectar um erro em que existem dois bits simultaneamente errados no mesmo grupo de 8 bits. Entretanto, o erro em um único bit é o mais comum. A probabilidade de existirem dois bits errados é milhares de vezes menor que a de existir apenas um errado. A paridade é a técnica mais simples para detectar erros na memória, mas é muito eficaz. Caso seja detectado um erro na memória, o usuário deve providenciar sua manutenção. Será necessário substituir o módulo de memória defeituoso. ECC Uma outra técnica mais eficiente tem sido utilizada para detectar e corrigir erros na memória. Trata-se do ECC, e tem sido utilizada em placas de CPU de alta confiabilidade, como as usadas em servidores. Para cada grupo de 64 bits, 8 bits adicionais são usados para detecção e correção de erros. Por isso, dizemos que os módulos DIMM/168 de 72 bits não são ditos “com paridade”, e sim, “com ECC”.

Velocidade de memórias FPM e EDO As memórias FPM e EDO, muito usadas nos PCs produzidos entre 1994 e 1997, apresentam em geral o encapsulamento SIMM/72, e são utilizadas aos pares. O tempo de acesso dessas memórias é medido em ns (nano-segundos). Em geral os tempos de acesso são de 50, 60, 70 e 80 ns, sendo que as de 60 e 70 ns são as mais comuns. Os fabricantes utilizam ao lado do número de cada chip, um indicador de tempo de acesso. Por exemplo, 60 ns pode ser indicado como –60, 06, -06 ou similar. A figura 27 mostra chips de um módulo SIMM/72, com tempo de acesso de 60 ns. Figura 6.27 Chips de memória com tempo de acesso de 60 ns.

As marcações usadas pelos vários fabricantes, para memórias FPM e EDO, são indicadas na tabela abaixo. Tempo de acesso Marcações 80 ns -80, -8, -08, -X8 70 ns -70, -7, -07, -X7 60 ns -60, -6, -06, -X6

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50 ns

-50, -5, -05, -X5

Por exemplo, os chips KM44C4104AK-6, mostrados na figura 27, são de 60 ns. Você poderá ainda ter dúvidas para diferenciar um módulo FPM e um módulo EDO. Isto pode ser resolvido facilmente, através do nosso guia de memórias, encontrado em www.laercio.com.br. Note que as marcações que indicamos dizem respeito a memórias FPM e EDO, encontradas em módulos SIMM/72 (e também em SIMM/30). Memórias SDRAM possuem marcações parecidas, mas os significados são outros. Por exemplo, uma SDRAM com marcação –8 não é de 80 ns, e sim, de 8 ns. Se um módulo de memória é SIMM/30, então certamente é FPM. Se é um módulo SIMM/72, então certamente é FPM ou EDO. Se o módulo é do tipo DIMM/168, então provavelmente trata-se de uma SDRAM, mas existem alguns raros casos de memórias FPM e EDO que usam o encapsulamento DIMM/168. O guia de memórias citado acima serve para resolver este tipo de dúvida. EDO com encapsulamento DIMM/168 São bastante raras, mas existem algumas memórias EDO DRAM com encapsulamento DIMM/168, apesar deste encapsulamento ser mais usado pela SDRAM. É fácil esclarecer a dúvida, basta procurar pelo chip de EEPROM SPD, já mostrado na figura 22. Módulos de SDRAM possuem este chip, enquanto os raros módulos EDO DRAM com encapsulamento DIMM/168 não o possuem.

Escolhendo a SDRAM correta Esta é mais uma fonte de confusão. As memórias SDRAM podem ser classificadas de acordo com o seu clock, ou de acordo com o tempo de acesso. Ambas as classificações são equivalentes. Por exemplo, um clock de 125 MHz resulta em um período de 8 ns, portanto o fabricante pode utilizar qualquer um dos indicadores para a velocidade: -125 ou –8, o que significa 125 MHz e 8 ns, respectivamente. A tabela abaixo mostra a correspondência entre os clocks e os tempos de acesso. Clock 66 MHz 83 MHz 100 MHz 125 MHz 133 MHz 143 MHz 166 MHz

Ciclo 15 ns 12 ns 10 ns 8 ns 7,5 ns 7 ns 6 ns

Ocorre que, na prática, nem sempre os clocks máximos indicados pelos fabricantes das memórias podem ser utilizados. O problema não está relacionado a enviar um dado a cada período de clock, e sim, ao longo tempo necessário para enviar o primeiro dado. As primeiras memórias SDRAM operavam com temporizações como 7-1-1-1, 6-1-1-1 e 5-1-1-1, ou seja, precisavam de um tempo mais longo para encontrar o primeiro dado de um grupo, depois enviavam os dados seguintes na sua velocidade máxima, com um dado a cada ciclo de clock. As memórias atuais são ainda mais rápidas, e podem operar nos modos 3-1-1-1 e 2-1-1-1. Esses modos são diferenciados por um parâmetro chamado CAS Latency, e está relacionado ao tempo transcorrido entre o início do ciclo e o sinal de CAS. São indicados como “CL=3” e “CL=2”. A maioria das memórias consegue operar com facilidade usando CL=3, mas nem todas podem operar com CL=2. Um módulo de memória com marcação –75 (133 MHz) pode conseguir operar a 133 MHz usando CL=3, mas pode não conseguir operar com CL=2, sendo necessário utilizá-lo com clocks mais baixos. Tome por exemplo as informações apresentadas pela Mícron, fabricante de memórias (www.micron.com) sobre seus chips com ciclos de 7 e 7,5 ns: Marcação

Ao usar clock

o Precisa de Classificaçã Latência do CAS o

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-75 -75 -75 -7 -7

66 MHz 100 MHz 133 MHz 133 MHz 143 MHz

de... 2 2 3 2 3

PC66 PC100 PC133 PC133

O chip de marcação –75 opera com ciclos de 7,5 ns, ou 133 MHz. Esta memória pode ser instalada em placas que exijam o funcionamento externo a 66, 100 e 133 MHz, entretanto, para 66 e 100 MHz pode utilizar CL=2 (resultando em temporizações 2-1-1-1). Estaria assim atendendo aos requisitos dos padrões PC66 e PC100. Para operar em placas com clock externo de 133 MHz, precisaria utilizar CL=3, operando então com a temporização 3-1-1-1, ainda assim atendendo à especificação PC133. O ideal entretanto é utilizar a temporização 2-1-1-1, obtida com CL=2. Segundo este fabricante, isto é possível com os seus chips de marcação –7. Esses chips podem operar ainda com o clock máximo de 143 MHz, porém usando CL=3. Note que essas regras não são gerais, sempre é preciso confirmar no manual do fabricante, qual é o CL que pode ser usado (2 ou 3) para cada clock. De um modo geral, para fazer um chip de SDRAM operar com a sua máxima freqüência é preciso usar CL=3. Muitas placas de CPU possuem no CMOS Setup, especificamente na seção Advanced Chipset Setup, um item para indicar a latência do CAS, oferecendo as opções CL=2 e CL=3. Isto permite ao usuário fazer um pequeno “envenenamento”, utilizando memórias mais rápidas que o necessário e programando CL=2. A configuração mais segura entretanto é utilizar o SPD (Serial Presence Detect). Esta identificação das memórias SDRAM informa ao BIOS os seus parâmetros temporais, e assim pode ser feita automaticamente a programação do CL e outros parâmetros de modo a obter o melhor desempenho e com segurança. De um modo geral, memórias de 10 ns (100 MHz) podem operar a 66 MHz com CL=2. Essas memórias recebem a classificação PC66. Memórias de 8 ns (125 MHz) normalmente podem operar 100 MHz (padrão PC100) e CL=2, mas alguns chips requerem CL=3. Memórias de 7.5 ns (133 MHz) em geral funcionam a 133 MHz (PC133) com CL=3. Para utilizar 133 MHz com CL=2, em geral é preciso que as memórias sejam mais rápidas, como –7 ou –6 (143 MHz e 166 MHz, respectivamente). Use a tabela abaixo como referência: Memórias de.... 166 MHz (6 ns)

143 MHz (7 ns)

133 MHz (7,5 ns)

125 MHz (8 ns) 100 MHz (10 ns)

Podem operar com... 133 MHz 100 MHz 66 MHz 133 MHz 100 MHz 66 MHz 133 MHz 100 MHz 66 MHz 100 MHz 66 MHz 100 MHz 66 MHz

Usando CL CL=2 CL=2 CL=2 CL=2 CL=2 CL=2 CL=3 CL=2 CL=2 CL=2 CL=2 CL=3 CL=2

Note que esta tabela tem a intenção de ajudar, mas dependendo do chip de memória utilizado, pode ser necessário usar CL=3 em situações nas quais a tabela recomenda CL=2. A palavra final é a do fabricante das memórias. Em caso de dúvida, usar CL=3 sempre funciona quando o clock da memória é igual ou superior ao clock da placa de CPU.

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Figura 6.28 - Acessos de leitura com CL=1, CL=2 e CL=3. para memórias Micro MT48LC1M16A1 A figura 28 mostra as operações de leitura em uma SDRAM modelo MT48LC1M16A1, produzida pela Micron, usando CL=1, CL=2 e CL=3. Os dados não devem ser generalizados para qualquer chip de SDRAM, são específicos para o chip citado. Na prática, CL=1 não é utilizado, pois as memórias SDRAM não podem operar com freqüências elevadas neste modo. Com CL=1, o dado (DQ) é acessado depois de apenas 1 ciclo de clock. Note na figura que com CL=1, o comando de leitura (READ) foi dado a subida do pulso de clock T0, e o dado (DQ) ficou pronto um ciclo depois, ou seja, na subida de T1. Com CL=2, o dado está pronto depois de dois ciclos de clock, e com CL=3, pronto com 3 ciclos de clock. Memórias operando com CL=2 e CL=3 operam com temporizações 2-1-1-1 e 3-1-1-1, respectivamente. A figura mostra ainda uma pequena tabela indicando a freqüência máxima que pode ser usada com CL=1, CL=2 e CL=3. A tabela mostra que usando CL=1, memórias –6 (166 MHz) podem operar no máximo a 50 MHz, memórias –7 (143 MHz) podem operar no máximo a 40 MHz, e memórias –8 (125 MHz) podem operar no máximo a 40 MHz, valores muito baixos. Já com CL=2 essas memórias operam de forma mais confortável: 125 MHz, 100 MHz e 77 MHz, respectivamente. Apenas com CL=3 essas memórias conseguem operar com suas freqüências máximas.

Escolhendo a DDR SDRAM correta A DDR SDRAM é um produto bastante recente, começou a ser produzida em alta escala no ano 2000. Sendo um produto novo, maiores são as chances de ocorrerem incompatibilidades, já que nem sempre todos os fabricantes seguem os mesmos padrões. Vamos então esclarecer os principais pontos. Módulos Registered e Unbuffered Um fato importante deve ser conhecido sobre as memórias DDR. Existem duas categorias: 1) 2) Unregistered ou Unbuffered.

Registered

Os fabricantes de memórias normalmente produzem ambos os tipos. O segundo é mais barato e mais indicado para PCs comuns. O tipo registered é mais caro, mas tem a vantagem de poder ser instalado em maiores quantidades, sendo ideal para servidores. Cada módulo registered consome menos corrente nas suas entradas, portanto um mesmo chipset pode ser ligado a um número maior de módulos, o que resulta em maior quantidade de memória. O próprio chipset AMD 760, primeiro a operar com DDR, pode controlar o máximo de 2 GB de DDR tipo unbuffered, ou até 4 GB do tipo registered. Placas de CPU que suportam memórias DDR possuem em geral um jumper para a indicação do tipo de DDR, como é o caso da 7DXC, produzida pela Gigabyte (figura 29).

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Figura 6.29 Jumper para indicar o tipo de DDR SDRAM (Registered / Unbuffered).

É fácil identificar a diferença entre memórias DDR nas versões Registered e Unbuffered. A diferença está mostrada na figura 30. Ambos utilizam os chips de memória similares, mas o módulo Registered possui chips adicionais localizados entre o conector e os chips de memória. Esses chips são os chamados Registers (registradores). Figura 6.30 Módulos de DDR SDRAM DIMM/184 nas versões Unbuffered e Registered.

Voltagem da DDR SDRAM Assim como as memórias SDRAM usadas na maioria dos PCs operam com 3,3 volts, as memórias DDR SDRAM mais usadas operam com 2,5 volts, mas existem ainda as versões de 1,8 volts, ainda pouco utilizadas. Existem diferenças no soquete e nos módulos, que impedem o uso de módulos de 1,8 volts em soquetes de 2,5 volts, e vice-versa. A diferença fica por conta do posicionamento do chanfro do soquete. A figura 31 mostra os chanfros para os atuais módulos de 2,5 volts (chanfro à esquerda) e para as futuras memórias de 1.8 volts (chanfro no centro). Existe ainda uma posição reservada para uso futuro (chanfro à direita), que poderá ser usada com um eventual novo padrão de voltagem. Figura 6.31 O chanfro indica a voltagem do módulo de memória DDR.

Velocidade da DDR SDRAM O selecionamento da DDR SDRAM começa pelo seu clock, de acordo com o apresentado na tabela abaixo. Note que as denominações DDRxxx são adotadas principalmente pelos chips de memória, enquanto nomenclaturas como PCXXXX (PC1600, PC2100, etc.) são usadas para designar módulo. O correto portanto seria dizer, por exemplo, que “um módulo de DDR PC1600 utiliza chips DDR200”. Tipo

Clock

Taxa

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DDR200 DDR266 DDR300 DDR333 DDR400

ou ou ou ou ou

PC1600 PC2100 PC2400 PC2700 PC3200

100 133 150 167 200

MHz MHz MHz MHz MHz

transferência 1,6 GB/s 2,1 GB/s 2,4 GB/s 2,7 GB/s 3,2 GB/s

Como já explicamos para a SDRAM, diferentes módulos podem operar com latência do CAS com valores 2 ou 3 (CL=2 / CL=3). Duas memórias SDRAM PC133 podem operar com 133 MHz, porém uma com CL=2 e outra com CL=3. As memórias com menor tempo de acesso têm maiores chances de operar com CL=2, o que resulta em melhor desempenho. Por exemplo, um certo módulo SDRAM com tempo de acesso de 7 ns pode ser capaz de operar com 133 MHz e CL=2, enquanto outro de 7,5 ns pode operar com os mesmos 133 MHz, mas CL=3. Memórias DDR SDRAM também podem utilizar diferentes latências do CAS. As versões disponíveis no mercado devem operar com CL=2 ou CL=2,5. Daí surgem as versões DDR266A e DDR266B. Os chips classificados como DDR266A podem operar com CL=2, enquanto os do tipo DDR266B operam com CL=2,5. As placas de CPU que possuem este tipo de memória podem ser configuradas de forma automática, na qual o CL é programado de acordo com as informações na EEPROM SPD (Serial Presence Detect), ou então manualmente. A figura 32 mostra esta opção no CMOS Setup de uma placa de CPU Gigabyte 7DX, equipada com DDR SDRAM. Figura 6.32 Indicando manualmente a latência do CAS de uma DDR SDRAM no CMOS Setup. No comércio encontramos módulos DDR SDRAM apenas com as indicações DDR200 ou DDR266. Apenas com essas informações não podemos saber se o chip é capaz de operar com CL=2 (melhor) ou CL=2,5 (pior). Isto não chega a dificultar a instalação, pois usando no CMOS Setup a configuração automática via SPD, os parâmetros corretos são automaticamente programados. Para checar o valor de CL permitido antes de comprar um módulo DDR, teríamos que anotar o nome e o fabricante dos seus chips, obter pela Internet o manual desses chips de memória e finalmente ter acesso a informações como a da figura 33. Neste exemplo, vemos que os chips MT46V16M8TG, produzidos pela Mícron, são produzidos nas versões –75 e –10 (7,5 ns e 10 ns). Esses chips podem operar com CL=2 em 133 MHz (DDR266A) e 100 MHz. Podem ainda operar com CL=2,5 em 150 MHz (DDR300) e 133 MHz (DDR266B). Vemos então que um mesmo chip pode ser DDR200 ou DDR266A, dependendo do valor de CL utilizado. Figura 6.33 Os fabricantes de DDR SDRAM indicam os valores de CL que podem ser utilizados com seus chips.

Escolhendo a RDRAM correta Os módulos de RDRAM são classificados de acordo com a velocidade, número de bits e tempo de acesso: Velocidade Numero de bits

PC800, PC700, PC600 16 ou 18

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Tempo de acesso

40 a 55 ns

Os módulos de 18 bits são usados em sistemas que operam com código de correção e detecção de erros (ECC). Os módulos de 16 bits são um pouco mais baratos e não utilizam este recurso. As velocidades estão relacionadas com a taxa de transferência: PC600 PC700 PC800

1,2 GB/s 1,4 GB/s 1,6 GB/s

O tempo de acesso é outro fator importante. Assim como ocorre com as memórias SDRAM e DDR SDRAM, as memórias RDRAM necessitam de um pequeno tempo (similar à latência do CAS) antes que comecem a tranferir dados no modo síncrono. Conforme abordamos, as memórias RDRAM utilizam no seu interior, células de DRAM comuns, lentas como todas as memórias deste tipo. O único diferencial é que fazem acesso simultâneo a um elevado número de bits, que uma vez acessados, podem ser transferidos em alta velocidade. As memórias RDRAM são portanto classificadas de acordo com o seu tempo de acesso, que é o tempo necessário para que este grande número de bits sejam endereçados, acessados e estejam prontos para a transferência. Os fabricantes indicam em geral nos módulos de RDRAM, a taxa de transferência e o tempo de acesso. A figura 34 mostra um módulo padrão PC800, com tempo de acesso de 40 ns. Observe a indicação “800-40” na parte direita da etiqueta. Figura 6.34 Módulo RIMM de 800 MHz e 40 ns.

Nos manuais dos módulos de memória RDRAM, os fabricantes indicam as opções de clock e tempo de acesso (ou latência). A figura 35 mostra uma tabela extraída de um manual, indicando as versões produzidas. Observe que existem versões de 16 e de 18 bits, com clocks de 600, 711 e 800 MHz, e diversos tempos de acesso. Para as versões PC800, por exemplo, são oferecidos tempos de acesso de 40, 45 e 50 ns. Obviamente as versões com menor tempo de acesso são mais caras. Figura 6.35 Opções de velocidade apresentadas por um fabricante de RDRAM: Clock e tempo de acesso.

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Nas placas de CPU equipadas com RDRAM, o BIOS pode obter os parâmetros de velocidade e tempo de acesso a partir dos dados armazenados na EEPROM SPD (Serial Presence Detect) da RDRAM, e programar o chipset para operar no modo correto. Em geral também é possível programar manualmente esses parâmetros através do CMOS Setup.

Memória de vídeo Este é outro tipo de memória muito importante, quase sempre localizada na placa de vídeo. Há poucos anos atrás era sempre localizada na placa de vídeo, até que surgiram as placas de CPU com vídeo onboard, inclusive aquelas que usam parte da memória do processador como memória de vídeo. Isto é o que chamamos de memória de vídeo compartilhada. Deixamos o assunto para o capítulo 8, que trata sobre placas de vídeo e monitores.

Armazenamento de dados Esta é uma das funções importantes de um computador. Além de acessar e processar dados, o computador precisa também armazená-los. Existem portanto diferentes métodos de armazenamento, cada um com suas próprias características. Neste capítulo apresentaremos os principais dispositivos de armazenamento de dados: • • • • •

Disco rígido Drive de CD-ROM Gravadores de CD ZIP Drive Drive de disquetes

Disco rígido Todo usuário quer um PC com um processador rápido, uma boa quantidade de memória RAM, e um disco rígido de generosa capacidade. O que chamamos de generosa capacidade varia bastante ao longo do tempo. Em 1995, 1 GB era uma capacidade bastante generosa. Para os padrões do início de 2001, a capacidade mínima de um HD considerado modesto é 10 GB, e capacidades generosas são 20, 30 ou 40 GB. Já existem discos de 80 GB, dentro de pouco tempo essas altas capacidades, antes consideradas absurdas, passarão a ser comuns. Além da elevada capacidade, também é necessário que o disco rígido apresente um bom desempenho. Quanto maior é o desempenho, menor será o tempo gasto nas operações de acesso a disco. IDE x SCSI A maioria dos discos rígidos usados nos computadores de uso pessoal são do padrão IDE (Integrated Drive Electronics). Existe um outro tipo de disco, usado em servidores e em computadores que precisam ter altíssimo desempenho. São os discos SCSI (Small Computer System Interface). O padrão IDE também é conhecido como ATA (AT Attachment). Na maior parte deste capítulo trataremos sobre discos IDE, e no final apresentaremos os discos rígidos SCSI.

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Figura 7.1 Disco rígido IDE

Disco rígido IDE e seus acessórios A figura 1 mostra um disco rígido IDE. Alguns acessórios podem acompanhá-lo: parafusos de fixação, um manual e um disquete de instalação. O disquete de instalação é necessário apenas quando o disco vai ser instalado em um computador com BIOS antigo, que não é capaz de reconhecer a sua capacidade máxima. Os parafusos de fixação também não são necessários, já que o gabinete do computador vem acompanhado de parafusos em número suficiente. São úteis entretanto quando o disco rígido vai ser instalado em um computador cujos parafusos o usuário já não possui mais. O manual traz algumas informações importantes, como a configuração de jumpers e os parâmetros para serem programados no CMOS Setup. Em geral essas informações estão indicadas na carcaça externa do disco rígido, e o manual pode assim ser dispensado. Mesmo quando o manual não é fornecido, é possível obter as informações mais importantes no site do fabricante do disco rígido. O software que acompanha o disco rígido normalmente é desnecessário. Nos PCs antigos, os BIOS só eram capazes de reconhecer discos rígidos com no máximo 504 MB. Nos PCs modernos (o que inclui todos os de classe Pentium), os BIOS possuem uma função chamada LBA (Logical Block Addressing). Com esta função, o limite de 504 MB é vencido. Existem alguns BIOS de PCs produzidos entre 1996 e 1997 que reconhecem no máximo discos com 2 GB. Outros chegam ao máximode 4 GB. Todos os PCs produzidos antes de 1998 tinham em 8 GB o limite máximo. Se você precisa instalar um disco rígido moderno em um computador antigo, precisará do software que acompanha o disco rígido, conhecido como driver LBA. Os principais softwares deste tipo são o Disk Manager e o EZ Drive. Se este software é necessário e não acompanha o seu disco rígido, existem duas soluções para o problema: atualizar o BIOS da placa de CPU (através do site do fabricante da placa), ou obter o driver LBA no site do fabricante do disco rígido. Figura 7.2 Conectores da parte traseira de um disco rígido.

Conectores de um disco IDE

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A figura 2 mostra os conectores existentes na parte traseira de um disco IDE. Um conector permite a ligação na fonte de alimentação, e outro é usado para a conexão com o cabo flat IDE. Normalmente encontramos ainda um grupo de jumpers que fazem o selecionamento do disco. Com eles podemos programar o disco para operar como Master ou Slave (o que é mais ou menos o mesmo que definir se o disco irá operar como C ou D). Interfaces IDE Os discos rígidos devem ser ligados nas interfaces IDE existentes na placa de CPU, através do cabo flat IDE. Cada interface IDE permite a conexão de até dois dispositivos IDE. Podemos combinar dispositivos IDE de diversas formas. Por exemplo, podemos ligar na interface IDE primária, dois discos rígidos IDE, e na interface IDE secundária, ligar um drive de CD-ROM IDE e um ZIP drive IDE. Figura 7.3 Conectores IDE.

A figura 3 mostra dois conectores, relativos às duas interfaces IDE. São chamadas de Primary IDE e Secondary IDE. Ao instalarmos um disco rígido, devemos fazê-lo preferencialmente na interface IDE primária, configurado como Master (ou seja, o primeiro dispositivo). Quando vamos instalar um segundo disco rígido, podemos configurá-lo como Slave na interface IDE primária (ou seja, o segundo dispositivo), ou então como Master da interface IDE secundária. O interior de um disco rígido A figura 4 mostra o interior de um disco rígido. Obviamente, o disco desta foto já não funciona mais. Não podemos abrir o disco rígido para ver o seu interior. Isto só pode ser feito em laboratórios que possuem os equipamentos necessários à produção ou manutenção de discos rígidos. Figura 7.4 O interior de um disco rígido.

A seguir, apresentaremos alguns componentes existentes no disco rígido, bem como alguns termos relacionados. Discos

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O disco é o meio magnético onde são gravados os dados. Normalmente são feitos de alumínio coberto por um material magnético. Em geral, dentro de um disco rígido encontramos vários discos magnéticos. Alguns modelos possuem no seu interior apenas um disco, mas podemos encontrar alguns modelos de alta capacidade que possuem até 8 discos em seu interior. Braço O braço é um dispositivo mecânico que serve para movimentar as cabeças de leitura e gravação ao longo da superfície do disco. Possui várias ramificações para que cada uma das cabeças possa ter acesso à superfície magnética. Cabeças Dentro de um disco rígido, encontramos vários discos, sendo que cada um deles possui duas faces (cada face é uma superfície magnética). Para cada face, existe uma cabeça correspondente. Um braço mecânico movimenta as cabeças para que cada uma acesse qualquer ponto da sua superfície magnética. Superfície Cada face de um disco é uma superfície magnética, usada para gravação e leitura de dados. Figura 7.5 Discos, braço e cabeças de um disco rígido.

Trilhas Cada superfície é dividida magneticamente em trilhas e setores. As trilhas são círculos concêntricos, igualmente espaçados. A cabeça correspondente deve antes ser posicionada sobre a trilha desejada para que seus dados possam ser lidos ou gravados. Os discos rígidos modernos possuem, em cada superfície, milhares de trilhas, em geral entre 1000 e 5000. Setores Assim como cada face de um disco é magneticamente dividida em trilhas, cada trilha é magneticamente dividida em setores. A figura 6 mostra de forma simplificada, a superfície de um disco dividida em trilhas e setores. Esta representação é realmente simplificada, já que os discos atuais possuem milhares de trilhas. Os primeiros discos rígidos fabricados possuíam 17 setores em cada trilha. Discos rígidos modernos possuem entre 50 e 200 setores por trilha.

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Figura 7.6 Trilhas e setores.

Nos discos antigos, cada uma das trilhas possuía o mesmo número de setores, como mostra a figura 6. Nos discos modernos, graças à presença de um microprocessador interno, é possível dividir um disco em várias zonas, e gravar nas zonas mais externas um número maior de setores. Este método, chamado ZBR (Zone Bit Recording), permite aproveitar muito melhor a superfície magnética, chegando a gravar até 50% mais dados que usando o método tradicional, no qual todas as trilhas possuíam o mesmo número de setores. Cilindros Este é um conceito muito importante na terminologia de discos rígidos. Um cilindro é um grupo de trilhas de mesmo número, em superfícies diferentes. Digamos por exemplo que um disco tenha 4 cabeças (numeradas de 0 a 3), e que o braço está posicionando essas cabeças de modo que cada uma esteja sobre a trilha 50 da sua superfície. Dizemos então que as cabeças estão posicionadas sobre o cilindro número 50. Explicando de uma forma ainda mais simples, considere que chamamos a trilha X da cabeça Y de “Trilha X/Y”. Então: Cilindro 0 = Trilha 0/0 + Trilha 0/1 Cilindro 1 = Trilha 1/0 + Trilha 1/1 Cilindro 2 = Trilha 2/0 + Trilha 2/1 + Trilha 2/2 + Trilha 2/3

+ +

Trilha Trilha

0/2 1/2

+ +

Trilha Trilha

0/3 1/3

etc... Obviamente estamos supondo um disco rígido com 4 cabeças. A figura 7 mostra, de forma simplificada, o conceito de cilindro. Figura 7.7 Cilindro.

Geometria lógica e física

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Os discos rígidos modernos têm uma organização bastante parecida com a dos discos mais antigos, com menor capacidade. A tabela a seguir mostra algumas características de discos rígidos antigos e modernos:

Capacidade Numero setores Número trilhas Número cabeças Tamanho setor

Discos antigos Discos modernos Baixa Alta de Constante em todas Variável, sendo maior as trilhas nas trilhas externas de centenas Milhares de Poucas

Poucas

do 512 bytes

512 bytes

Os discos modernos têm capacidade bem elevada. Em 1980 eram comuns modelos de 5 ou 10 MB, em 1990 eram comuns modelos de 30 e 40 MB, e em 2000, os modelos de 10 a 20 GB eram os mais comuns. Uma grande diferença é o número de setores, que era constante em todas as trilhas dos modelos antigos (em geral 17, 25 ou 34 setores por trilha), enquanto nos discos modernos o número de setores por trilha é bem maior, chegando à casa das centenas nas trilhas mais externas. O número de trilhas em cada superfície também é maior, graças a técnicas que permitiram aumentar a densidade de gravação. Duas características entretanto são comuns nos discos antigos e nos modernos. O número de pratos permanece pequeno, assim como o número de cabeças. A maioria dos discos têm 2, 4, 6 ou 8 cabeças. Também por uma questão de compatibilidade, cada setor do disco permanece com 512 bytes nos discos modernos, assim como ocorria nos discos antigos. Quando o BIOS ou o sistema operacional precisa acessar os dados de um setor do disco, ele precisa informar o número da cabeça, o número do cilindro e o número do setor. Este endereçamento seria extremamente complexo se o BIOS e o sistema operacional tivessem que levar em conta que cada grupo de trilhas possui um número diferente de setores. Para simplificar as coisas, o disco rígido aceita ser endereçado como se todas as suas trilhas tivessem o mesmo número de setores. Ao receber o número da cabeça, cilindro e setor a ser acessado (endereço lógico), faz os cálculos que convertem esses valores para o número verdadeiro do setor interno (endereço físico). Cálculo da capacidade Quando programamos no CMOS Setup, o número de cabeças, cilindros e setores de um disco rígido, esses parâmetros são chamados de geometria lógica do disco rígido, e não correspondem ao que realmente existe no seu interior. Digamos que um certo disco rígido tenha no CMOS Setup, os seguintes parâmetros: 2180 255 63 setores

cilindros cabeças

Note que este disco não tem realmente 255 cabeças. Se isto fosse realidade, este disco teria mais de 1 metro de altura! Da mesma forma, o número de setores não é tão pequeno como 63, já que os discos modernos têm trilhas com muito mais setores. Mesmo sendo parâmetros fictícios, o disco rígido aceita ser endereçado através deles, e converte o endereço lógico externo para o endereço físico interno para realizar os acessos. A capacidade de qualquer disco rígido é obtida multiplicando o número de cilindros pelo número de cabeças pelo número de setores por 512, já que são 512 bytes por setor. Portanto a capacidade é dada por: Cilindros x cabeças x setores x 512

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O disco do nosso exemplo teria: 2180 x 255 x 63 = 17.931.110.400 bytes, ou seja, quase 18 GB. Portanto é importante entender a organização interna dos discos rígidos antigos, já que os modernos são encarados externamente desta mesma forma, apenas apresentando um número elevado de “cabeças lógicas”. ATA-33, ATA-66 e ATA-100 Um dos diversos fatores que definem o desempenho de um disco rígido é a sua taxa de transferência externa. Até pouco tempo, a maior taxa de transferência observada nos discos IDE era de 16,6 MB/s no chamado PIO Mode 4. Em 1997 surgiram os discos capazes de operar no modo Ultra DMA 33 (ou ATA33), que opera com 33 MB/s. Surgiram a seguir os padrões ATA-66 e ATA-100, capazes de operar com taxas de 66 MB/s e 100 MB/s, respectivamente. Certas restrições devem ser observadas para que esses modos possam ser usados: a) A interface b) O disco c) O cabo flat IDE deve ser adequado

IDE rígido

deve deve

ser ser

compatível compatível

Dependendo da placa de CPU, o máximo modo suportado pode ser o ATA-33, o ATA-66 ou o ATA-100. Isto depende basicamente do chipset utilizado na placa de CPU. O disco rígido também deve ser compatível. Existem discos rígidos compatíveis com o padrão ATA-33, outros mais novos compatíveis como ATA-66 e outros ainda mais novos, compatíveis com o ATA-100. A questão do cabo também é importante. Placas de CPU são sempre acompanhadas dos cabos IDE apropriados. Para usar o modo ATA-33 é permitido usar o cabo flat de 40 vias, mas ele precisa ter no máximo 45 centímetros de comprimento, caso contrário ocorrerão erros de leitura e gravação. Para os modos ATA-66 e ATA-100 é preciso usar o cabo flat IDE de 80 vias. Figura 7.8 O cabo flat para o modo ATA-33 é de 40 vias e deve ter no máximo 45 cm de comprimento.

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Figura 7.9 Para os modos ATA-66 e ATA-100 é preciso usar o cabo IDE de 80 vias. Ambos têm conectores iguais.

As tabelas que se seguem resumem as condições mínimas para que seja possível o funcionamento nos modos ATA-33, ATA-66 e ATA-100. Quando as condições não são satisfeitas por um determinado modo, as transferências ocorrerão no modo imediatamente inferior, desde que satisfaça às três condições. Requisitos mínimos para operar em ATA-33 Disco rígido Interface IDE Cabo flat IDE

ATA-33 ATA-33 40 vias, 45 cm

Requisitos mínimos para operar em ATA-66 Disco rígido Interface IDE Cabo flat IDE

ATA-66 ATA-66 80 vias

Requisitos mínimos para operar em ATA-100 Disco rígido Interface IDE Cabo flat IDE

ATA-100 ATA-100 80 vias

Requisitos mínimos para operar em ATA-133 Disco rígido Interface IDE Cabo flat IDE

ATA-133 ATA-133 80 vias

Suponha por exemplo que vamos fazer a seguinte instalação: Interface Disco Cabo flat de 80 vias

IDE rígido

ATA-66 ATA-33

A interface IDE é ATA-66 e está sendo usado o cabo apropriado para este modo, entretanto o disco rígido do exemplo suporta no máximo o ATA-33, portanto este será o modo utilizado, e não o ATA-66.

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Além de serem satisfeitas essas condições do ponto de vista do hardware, é também preciso configurar o Windows para ativar os modos Ultra DMA. Se isto não for feito, o acesso ao disco ficará limitado ao PIO Mode 4, com apenas 16,6 MB/s. Tempo de acesso O tempo de acesso está relacionado com a velocidade de movimentação do braço que contem as cabeças de leitura e gravação. Podemos entender facilmente que quanto mais veloz for o movimento deste braço, mais rapidamente o disco poderá acessar qualquer dado nele armazenado. Digamos que em um determinado instante o braço esteja posicionado sobre o cilindro número 200, e o disco recebe um comando para que seja acessado o cilindro 210. Devido à proximidade, este movimento será relativamente rápido. Entretanto, digamos que seja recebido um comando para acessar o cilindro número 800. Como este cilindro está mais longe, o movimento realizado pelo braço será mais demorado. A todo instante, o disco pode receber comandos para mover seu braço a qualquer cilindro para realizar leituras ou gravações de dados. O movimento pode ser mais ou menos demorado, dependendo do número do cilindro atual e do número do cilindro solicitado. Convenciona-se tomar como parâmetro estatístico, o tempo necessário para mover o braço desde o primeiro cilindro até o último. Este tempo é chamado de full stroke. Chamamos de tempo médio de acesso, ou simplesmente tempo de acesso, um valor igual à metade de full stroke. É aproximadamente igual ao tempo necessário para mover o braço desde o primeiro cilindro até o cilindro central. tempo de acesso = (full stroke) / 2 Praticamente todos os discos rígidos modernos apresentam tempos de acesso entre 8 e 15 ms, sendo que a maioria deles situa-se entre 8 e 12 ms. Alguns campeões de velocidade situam-se abaixo de 8 ms, enquanto alguns modelos mais econômicos (e lentos) possuem tempos de acesso um pouco maiores, entre 10 e 15 ms. Quanto menor for o tempo de acesso, melhor será o desempenho do disco. Em situações nas quais são feitos poucos acessos seqüenciais a arquivos muito grandes (o caso típico das aplicações de multimídia), o tempo de acesso é um fator de importância secundária. Tanto é assim que os drives de CD-ROM apresentam tempos de acesso em torno de 100 ms, sem prejudicar o seu desempenho. Por outro lado, nas aplicações em que são feitos acessos a uma grande quantidade de arquivos de tamanho pequeno (caso típico do ambiente Windows), o tempo de acesso é um fator decisivo no desempenho do disco. Existe um outro tipo de tempo de acesso que também tem importância, apesar de secundária. Trata-se do tempo de acesso entre trilhas. Mede o tempo necessário para mover o braço de uma trilha (ou cilindro), até a trilha seguinte. Este parâmetro é importante quando está sendo realizada a leitura ou gravação de arquivos longos, que podem ocupar vários cilindros consecutivos. Em geral, o tempo de acesso entre trilhas varia entre 1/3 e 1/5 do tempo médio de acesso. Podemos então encontrar discos com tempos de acesso entre trilhas variando de pouco mais de 1 ms, até valores mais elevados como 5 ms. Este tempo exerce uma influência bem pequena sobre o desempenho. Considere por exemplo um disco que gira a 5400 RPM, com 4 cabeças, e um tempo de acesso entre trilhas igual a 4 ms. Para ler as 4 trilhas que formam um cilindro, o disco precisa descrever 4 rotações, o que consome um tempo total de 44 ms. Depois disso, é preciso gastar mais 4 ms para mover o braço até o cilindro seguinte para continuar acessando o arquivo. Portanto, esta movimentação aumentou o tempo total para ler um cilindro inteiro, de 44 para 48 ms, uma diferença muito pequena. Vários programas fazem a medida do tempo médio de acesso, e ainda do tempo de acesso entre trilhas. Podemos citar o PC Check (figura 10), cuja versão demo pode ser obtida gratuitamente através da Internet (www.eurosoft-uk.com).

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Figura 7.10 - Medida do desempenho de um disco rígido com o PC Check. Os resultados mostrados na figura 10 foram obtidos em um disco rígido Quantum Fireball LCT15: Linear Seek: Tempo de acesso entre Full Stroke Seek: Random Seek: Tempo médio de acesso, com 5.44 ms

trilhas,

com 8.03

1.33

ms ms

Quando o computador destina-se a ser usado em aplicações profissionais que exigem alto desempenho, é preciso procurar um disco rígido que também seja de alto desempenho. Para isto é preciso que o disco tenha um baixo tempo de acesso. O tempo de acesso entre trilhas é de importância secundária, e não deve ser usado como fator decisivo. Como dificilmente podemos medir o desempenho do disco antes de comprá-lo, devemos procurar outros meios de obter esta informação. Podemos, por exemplo, acessar o fabricante via Internet e consultar as especificações técnicas dos modelos oferecidos. Taxa de transferência interna Ao lado do tempo médio de acesso, a taxa de transferência interna é o mais importante fator que define o desempenho de um disco rígido. Enquanto o tempo médio de acesso é decisivo na leitura de arquivos pequenos em grande quantidade, a taxa de transferência interna é o principal fator envolvido na velocidade de leitura e gravação de arquivos grandes. Os discos rígidos IDE (e também os modelos SCSI) possuem uma área interna de memória, para onde são lidos os dados que serão posteriormente transferidos para a placa de CPU. Esta área é chamada de cache ou buffer. Quando um disco rígido IDE transfere dados, estão envolvidos dois tipos de transferência: 1. Transferência da mídia magnética 2. Transferência da cache interna para a placa de CPU

para

cache

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interna

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A figura 11 mostra como a operação completa é realizada. A taxa de transferência interna representa a velocidade na qual a primeira transferência é feita. A velocidade na qual a segunda transferência se faz, é chamada de taxa de transferência externa. Em geral, a taxa externa é muito maior que a interna. Para que o disco rígido possa fazer uma transferência completa (mídia - cache - CPU) de forma mais veloz, tanto a transferência interna como a externa precisam ser rápidas. Quanto à taxa externa não há problema. Os modernos discos IDE são capazes de transferir dados para a placa de CPU em velocidades bem elevadas, como 66 MB/s (ATA-66) e 100 MB/s (ATA-100). A grande dificuldade tecnológica é obter uma taxa de transferência interna elevada. Figura 7.11 Taxas de transferência interna e externa.

Calculando a taxa de transferência efetiva Suponha que um determinado disco apresente as seguintes taxas de transferência: Interna: Externa:

30 100 MB/s

MB/s

Calculando de forma bem simples, suponha a leitura de 1 MB. Como a taxa de transferência interna é de 40 MB/s, o tempo necessário para ler esses 1 MB para a memória interna é: 1 MB / 30 MB/s = 0,033 s Para transferir esses dados da memória interna para a placa de CPU, será preciso um tempo de: 1 MB / 100 MB/s = 0,010 s Portanto, o tempo total para realizar esta transferência de 1 MB é de: 0,033 s + 0,010 s = 0,043 s Dividindo a quantidade de dados transferidos (1 MB) pelo tempo total (0,31 s), teremos uma taxa de transferência efetiva de: 1 MB / 0,043 s = 23,2 MB/s Ficamos então com os seguintes resultados: Taxa de transferência interna: Taxa de transferência externa: Taxa de transferência efetiva:

30 100 23,2 MB/s

MB/s MB/s

Estamos chamando de taxa de transferência efetiva, a combinação da taxa interna com a externa. Observe que seu valor está muito mais próximo da taxa interna. Vamos considerar mais dois discos, e

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apresentar suas taxas de transferência interna e externa, e calcular a taxa efetiva. Coloquemos os três discos em uma tabela:

Taxa de interna Taxa de externa Taxa de efetiva

Disco 1 transferência 30 MB/s

Disco 2 30 MB/s

Disco 3 20 MB/s

transferência 100 MB/s 66 MB/s

100 MB/s

transferência 23,2 MB/s

16,6 MB/s

20,6 MB/s

Nesta tabela, a taxa de transferência efetiva foi calculada como no primeiro exemplo. Comparando o disco 1 com o disco 2, observamos que um valor menor na taxa de transferência externa (66 MB/s ao invés de 100 MB/s) não causa uma degradação significativa da taxa de transferência efetiva (20,6 MB/s ao invés de 23,2 MB/s). Comparando o disco 1 com o disco 3, vemos que a diminuição da taxa de transferência interna (20 MB/s ao invés de 30 MB/s) causa uma diminuição considerável na taxa efetiva (16,6 MB/s, ao invés de 23,2 MB/s). Isto ocorre devido ao fato da taxa externa ser relativamente alta, ficando portanto a cargo da taxa interna o resultado final. Os resultados podem ser apreciados quando comparamos os discos 2 e 3 com o disco 1, em termos de porcentagem das taxas de transferência:

Taxa interna Taxa externa Taxa efetiva

Disco 2 x Disco 1 Igual 33% menor 11,2% menor

Disco 3 x Disco 1 33% menor Igual 28,5% menor

Comparando o disco 2 com o disco 1, vemos que ambos têm a mesma taxa de transferência interna, e a taxa externa do disco 2 é 33% menor, e como resultado, a taxa de transferência efetiva ficou 11,2% menor. Agora comparando o disco 3 com o disco 1, vemos que ambos têm a mesma taxa externa, mas a taxa interna do disco 3 é 33% menor, e como resultado, sua taxa de transferência efetiva é 28,5% menor. De um modo geral, a taxa de transferência interna é a que determina o desempenho global, sendo muito mais importante que a externa. Existem discos ATA-66 e ATA-100 de baixo custo, com taxas internas bastante modestas. O fato de serem ATA-66 ou ATA-100 não garante que esses discos terão um bom desempenho. Muito mais importante é checar a taxa de transferência interna. Esta discussão sobre taxas de transferência interna e externa também se aplicam a modelos SCSI. Esses discos também têm uma memória interna, uma taxa de transferência interna e uma externa. A diferença principal é que a transferência externa não segue padrões como ATA-33, ATA-66 e ATA-100, e sim, padrões próprios da interface SCSI. Existem modos que operam com 20, 40, 80, 160 e até 320 MB/s. Calculando a taxa de transferência interna Os cálculos apresentados aqui foram aproximados, mas serviram para mostrar como a taxa de transferência interna é importante. Para que um disco possua uma elevada taxa de transferência interna, ele precisa: 1. Possuir um grande número de setores por trilha 2. Possuir uma alta velocidade de rotação Mesmo de forma intuitiva, podemos entender que, quanto maior é o número de setores em uma trilha, mais dados poderão ser lidos (ou gravados) em cada rotação do disco. Da mesma forma, quanto mais elevada for a velocidade de rotação, mais rápido os dados passarão pelas cabeças. Suponha que um determinado disco gira a 5400 RPM, e em cada trilha externa existam 400 setores. Para calcular a taxa de transferência interna, devemos dividir o número de bytes de uma trilha pelo tempo necessário para a sua leitura (1 rotação):

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Número de bytes = 400 x 512 = 204.800 Tempo de uma rotação: 60s / 5400 RPM = 0,011 s A taxa de transferência interna será então: 204.800 bytes / 0,011 s = 18,6 MB/s, aproximadamente De um modo geral, a taxa de transferência interna pode ser calculada pela fórmula: N x R x 512 / 60.000.000 Nesta fórmula, N é o número de setores por trilha, R é a velocidade de rotação (dada em RPM). O resultado será a taxa interna de transferência, dada em MB/s. Pela fórmula, fica claro que quanto maiores forem os valores de N (número de setores por trilha) e R (velocidade de rotação dos discos), maior será a taxa de transferência interna. Como já dissemos, os discos rígidos modernos possuem, nas suas trilhas externas, mais setores que nas trilhas internas. Por isso, a taxa de transferência será mais elevada durante a leitura de áreas no início do disco. Se soubéssemos o número de setores nas primeiras e nas últimas trilhas, juntamente com a velocidade de rotação, poderíamos calcular um valor médio para a taxa de transferência interna. Mesmo sem saber o número de setores, podemos encontrar a taxa de transferência interna máxima, nas entrelinhas do manual do disco rígido. Veja por exemplo as informações extraídas do manual dos discos Quantum Fireball LCT20. Trata-se de uma família de discos de 10, 20, 30 e 40 GB. Os discos são idênticos, a diferença está no número de superfícies magnéticas (1 a 4), com 10 GB em cada superfície. No manual desses discos, encontramos as informações mostradas na figura 12. Figura 7.12 Parâmetros desempenho disco rígido.

de um

Neste manual vemos a informação: Internal Data Rate (Mb/sec): Up to 248 Esta é a taxa de transferência interna máxima, que nesses discos vale 248 Mbits/s. Observe que em geral os fabricantes apresentam esta taxa em Mbits/s, e não em MB/s. Para converter de Mbits/s para MB/s, basta dividir por 8. Portanto, a taxa é de 31 MB/s. Como vemos, o fabricante não informa o número de setores por trilha, dado necessário para calcular a taxa de transferência interna, em compensação informa diretamente o valor desta taxa de transferência. Note que esta taxa que o fabricante informa não é a que se verifica na prática. Este valor não leva em conta, por exemplo, as áreas que separam os setores consecutivos, chamadas de “gaps”. Os gaps ocupam cerca de 10% de cada trilha, portanto, apenas 90% dos bits que passam pelas cabeças a cada

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segundo representam realmente dados. Isto já reduz a taxa de transferência interna para cerca de 28 MB/s (que ainda é um valor bem alto). Não há nada que o usuário possa fazer para aumentar a taxa de transferência interna de um disco, nem para reduzir o seu tempo de acesso. Entretanto, é útil conhecer essas informações antes da compra de um disco rígido. Estacionamento das cabeças O estacionamento das cabeças é uma operação realizada sempre que o disco rígido é desligado. Consiste em, antes do desligamento, mover as cabeças sobre um cilindro onde não serão gravados dados. Isto evita que, ao cessar a rotação do disco, as cabeças toquem na superfície magnética, o que poderia não só causar danos aos dados, mas também deixar o disco fisicamente danificado. Todos os discos rígidos atuais fazem estacionamento automático das cabeças, mas nos modelos muito antigos, esta operação precisava ser feita manualmente, através de programas apropriados (PARK.COM). Os fabricantes de discos rígidos recomendam que esses programas não sejam mais usados. O usuário deve deixar que o estacionamento das cabeças seja feito de forma automática, quando o disco é desligado. Pré-compensação de gravação Os discos rígidos antigos necessitavam que, a partir de um certo cilindro, este comando fosse ativado, com o objetivo de remanejar o posicionamento dos bits gravados nos cilindros mais internos, para evitar que esses bits interagissem magneticamente, alterando suas posições. Nos discos modernos a précompensação continua sendo usada, entretanto é ativada internamente pelo disco, e não mais pelo BIOS, como era feito há alguns anos atrás (aproximadamente até o início dos anos 90). Logical Block Addressing O LBA (Logical Block Addressing) foi introduzido para que fosse possível ultrapassar a barreira dos “504 MB”, um problema que existia nos BIOS dos PCs produzidos até 1995, aproximadamente. Quando um computador possui um BIOS que não possui a função LBA, é necessário, para instalar discos IDE acima de 504 MB, utilizar um software que implementa esta função. Durante 1994, 1995 e até em 1996, praticamente todos os discos rígidos IDE eram fornecidos juntamente com um disquete com um software que implementa esta função. Para instalar um disco rígido acima de 504 MB, não use nenhum software adicional para ativar este recurso. Ao invés disso, habilite a função LBA no seu CMOS Setup. Em geral você encontrará no Setup, comandos individuais para ativar o LBA para cada disco rígido, de forma independente. IDE Block Mode Os modernos discos IDE podem realizar transferências em bloco. Ao invés de transferirem um setor de cada vez, transferem para a memória da placa de CPU, um grupo de setores. Alguns Setups permitem que seja escolhido o número de setores a serem transferidos neste modo: 4, 8, 16, 32 ou 64. Certos Setups operam com um valor fixo, por exemplo, 16 setores, sempre que o IDE Block Mode for ativado. Declarando o disco rígido IDE no CMOS Setup Sempre que um disco rígido IDE for instalado, deve ser declarado no CMOS Setup. As placas de CPU produzidas nos últimos anos possuem sempre duas interfaces IDE, sendo que cada uma delas pode controlar dois dispositivos IDE. Como essas duas interfaces são chamadas de Primária e Secundária, e como os dois dispositivos ligados a uma interface IDE são chamados de Mestre e Escravo (Master / Slave), os 4 dispositivos IDE são chamados de: • •

Primary Master Primary Slave

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• •

Secondary Master Secondary Slave

Em geral, o BIOS dá suporte apenas a discos rígidos. Outros dispositivos, como drives de CD-ROM e unidades de fita IDE necessitam de drivers apropriados, normalmente carregados durante o boot. Os parâmetros relacionados com o disco rígido que utilizam declarações no CMOS Setup são os seguintes: Cyln

Número de cilindros. Esta informação é encontrada no manual do disco rígido, e muitas vezes está também impressa na sua carcaça externa. O conjunto de valores formados pelo número de cilindros, cabeças e setores de um disco rígido é a “Geometria Lógica” do disco. Head Número de cabeças. Também podemos encontrar esta informação no manual do disco rígido, e em geral, impressa na sua carcaça externa. Sect Número de setores por trilha. Encontramos esta informação no manual do disco rígido, e em geral, impressa na sua carcaça externa. O número de cabeças, cilindros e setores usados no CMOS Setup são lógicos, e não físicos. Em outras palavras, esses três parâmetros não representam a realidade física do interior do disco, e sim, valores correspondentes, sugeridos pelo fabricante. WPcom Cilindro de pré-compensação. Indica o número do clilindro a partir do qual é ativada a pré-compensação de gravação. Este parâmetro não é mais usado nos discos rígidos modernos. Se o CMOS Setup possuir um item para a programação deste parâmetro, use o valor 65.535. Lzone Indica o número do cilindro usado como zona de estacionamento das cabeças. Assim como o WPcom, este parâmetro também é obsoleto. Para manter compatibilidade com os discos rígidos antigos, os fabricantes recomendam que este parâmetro, caso exista no Setup, seja programado com um valor igual ao número de cilindros. Por exemplo, se um disco possuir 1024 cilindros, programe tanto o Cyln como o LZone com o valor 1024. LBA Mode Habilite este parâmetro (Logical block addressing), a menos que você esteja instalando um disco rígido muito antigo, com menos de 504 MB. IDE 32 bit As interfaces IDE existentes nas placas de CPU Pentium são capazes de Transfer realizar operações de E/S (entrada e saída de dados) em 16 ou 32 bits. Apesar dos discos IDE transferirem apenas 16 bits de cada vez, a operação da interface em 32 bits traz uma sensível melhora na taxa de transferência. É aconselhável manter este recurso sempre habilitado. IDE PIO Mode Este item serve para regular a velocidade de transferência de dados entre o disco rígido e sua interface, quando não são feitas transferências por DMA. Os modos disponíveis são 0, 1, 2, 3 e 4. O PIO Mode 4 é o que apresenta melhores resultados, com uma taxa de 16,6 MB/s. Deve ser o modo escolhido, em todos os discos e drives de CD-ROM IDE modernos. Em modelos ainda mais novos, que suportam o funcionamento em modo DMA, este terá prioriadade sobre os modos PIO. IDE DMA Mode As transferências de dados do disco rígido podem ser feitas por dois processos: PIO ou DMA. Modelos produzidos até aproximadamente 1997 suportam apenas modos PIO, e os mais recentes suportam DMA (ATA-33, ATA-66 e ATA-100). Deixe o modo DMA ativado no caso de dispositivos IDE modernos (fabricados a partir de 1998). Todos esses parâmetros podem ser preenchidos manualmente pelo usuário, ou então detectados automaticamente, através de um comando apropriado. A maioria dos Setups possui este comando para detecção automática. Da mesma forma, existem alguns Setups que possuem detecção automática apenas para Cyln, Head, Sect e LBA, ficando os outros parâmetros desativados. Caso seja desejado, o

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usuário poderá habilitá-los manualmente. Existem Setups em que todos esses parâmetros estão juntos em um mesmo comando, normalmente no Standard CMOS Setup, ficando todos os outros comandos espalhados no Advanced CMOS Setup e no Advanced Chipset Setup. O CMOS Setup diz respeito apenas aos discos IDE, e não a discos SCSI. Quando um PC tem um ou mais discos rígidos SCSI, o seu controle é feito pelo BIOS da placa controladora SCSI, e não pelo BIOS da placa de CPU. Quando um PC tem apenas discos SCSI, usamos no CMOS Setup a opção “Not Installed” para os discos rígidos. Não quer dizer que o PC não tem discos rígidos, quer dizer apenas que os discos não são IDE e não são controlados pelas interfaces IDE da placa de CPU. Partição e formatação lógica Para instalar um disco rígido é preciso primeiro configurar os seus jumpers. A seguir deve ser conectado na interface através do cabo flat apropriado, e ligado na fonte de alimentação. Usamos a seguir o CMOS Setup e programamos os parâmetros que definem a sua geometria e capacidade: número de cilindros, número de cabeças e número de setores (no caso de discos IDE). Feito isto usamos o programa FDISK para fazer a partição, e o programa FORMAT para fazer a formatação lógica. Todas essas etapas serão detalhadas no capítulo 12.

Drives de disquete Informalmente, a palavra drive tem sido usada para designar os drives de disquetes (Floppy Disk Drive), mas deve-se ter em mente que seu significado é bem mais abrangente. Neste livro, quando usarmos isoladamente o termo drive, estamos nos referindo aos drives de disquete. Note que também existem outros tipos de drives, como o de CD-ROM, o ZIP Drive, e o HDD (Hard Disk Drive, um outro nome para disco rígido). Figura 7.13 Drive de 1.44 MB, 3½”.

A figura 13 mostra o tipo mais comum de drive de disquetes, ainda usado em praticamente todos os PCs, apesar de ser totalmente obsoleto. É o drive de 3½” de alta densidade (HD, ou High Density), com capacidade de 1.44 MB. Observe nas suas partes laterais, os furos onde são instalados os parafusos que o fixam ao gabinete.

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Figura 7.14 Conectores na parte traseira do drive de disquetes.

A figura 14 mostra as conexões existentes na parte traseira de um drive de disquetes de 3½”. São ao todo duas, sendo que uma delas serve para conectar o drive na fonte de alimentação, e outra serve para a conexão com a interface de drives (lembre que esta interface fica localizada na placa de CPU). Para permitir a conexão dos drives na sua interface, é usado um cabo apropriado, conhecido como cabo flat para drives. Este cabo sempre é fornecido juntamente com as placas de CPU. Figura 7.15 Cabo flat para drives

O cabo flat para drives é mostrado na figura 15. Em geral possui três conectores (alguns cabos flat antigos possuíam até 5 conectores, para permitir a conexão de drives de disquetes de 5 1/4”, que usavam conectores diferentes). Um desses conectores deve ser ligado na placa de CPU (onde fica a interface para drives de disquete). Os outros dois conectores permitem a ligação de um ou dois drives de disquete. O drive ligado no conector da extremidade do cabo será automaticamente selecionado como A. Caso seja desejado (normalmente ninguém faz isso) instalar um segundo drive de disquetes, podemos ligá-lo no conector do meio do cabo. Este será automaticamente selecionado como B. Entre os diversos conectores que partem da fonte de alimentação, existem aqueles que são próprios para a conexão ao drive de 3½”. Na figura 16 vemos dois tipos de conectores para drives existentes na fonte de alimentação. O maior deles é próprio para a conexão em discos rígidos, drives de CD-ROM e drives de disquetes de 5 1/4” (que não são mais usados). O menor deles é próprio para a conexão em drives de 3½”.

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Figura 7.16 Conectores da alimentação.

fonte

A maioria das interfaces para drives de disquetes são capazes de controlar dois drives. Podemos entretanto encontrar algumas interfaces que controlam um único drive, o que não é problema algum, já que é raríssimo alguém usar dois drives. A instalação e configuração de drives de disquete é bastante simples. Eles são controlados pelo BIOS, e funcionam perfeitamente no modo MS-DOS. O Windows também o controla automaticamente, bem como os demais sistemas operacionais, mas para isto é necessário que estejam declarados no Standard CMOS Setup. Os setores dos disquetes armazenam 512 bytes. O disquete possui duas faces, cada uma com 80 trilhas, e cada trilha com 18 setores. A capacidade total é portanto: 2 x 80 x 18 x 512 = 1440 kB Note que é uma grande imprecisão dizer “1.44 MB”. A capacidade correta é 1440 kB, que não é exatamente igual a 1.44 MB. São ao todo 1.474.560 bytes. Na prática a capacidade é um pouco menor, pois os setores iniciais do disco não são usados para armazenar dados do usuário. Armazenam o setor de boot, a tabela de alocação de arquivos (FAT) e o diretório raiz. Organização de um disquete Número de faces Número de trilhas Número de setores por trilha Capacidade total: Taxa de transferência Velocidade de rotação

2 80 18 1.474.560 bytes 45 kB/s 300 RPM

Drives de CD-ROM Todos os PCs modernos devem ser equipados com drives de CD-ROM. Há alguns anos atrás, o drive de CD-ROM era um dispositivo supérfluo, só era necessário em PCs que seriam usados para jogos, para programas de multimídia e para ouvir música. Um fator entretanto fez esses dispositivos se tornarem obrigatórios: programas passaram a ser distribuídos, não mais em disquetes, mas em CDs. Isto foi necessário, já que os disquetes têm uma capacidade limitadíssima para os padrões atuais. Na época em que os drives de CD-ROM não eram obrigatórios em um PC, alguns softwares chegavam a ocupar dúzias de disquetes. Os disquetes tinham várias desvantagens, como menor vida útil e complexidade de instalação (... coloque o disquete número 27 no drive A e tecle ENTER..). Os CD-ROMs têm grandes vantagens como mídia para distribuição de programas:

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Instalação rápida – A taxa de transferência de um drive de CD-ROM moderno é superior a 5 MB/s, enquanto a dos disquetes é de apenas 45 kB/s. Além disso não é preciso perder tempo colocando e retirando disquetes no drive, basta colocar o CD no drive, e pronto. Maior durabilidade – Disquetes são muito sensíveis à poeira, calor e umidade. Em boas condições, duram no máximo 5 anos. Já os CDs têm durabilidade de no mínimo 10 anos, e são mais resistentes à poeira (desde que sejam limpos), calor e umidade. Menor custo – Em grandes quantidades, o custo de produção de um CD é de apenas 1 dólar. Meia dúzia de disquetes custam mais que isso. Capacidade equivalente à de mais de 400 disquetes – Gravar grandes quantidade de disquetes em escala industrial é um processo bastante demorado, mesmo usando máquinas automáticas. A simples gravação de 5 disquetes dura cerca de 10 minutos, enquanto o CD-ROM, produzido em grandes quantidades, é prensado em poucos segundos, já com seus 650 MB armazenados. Figura 7.17 Drive ROM.

CD-

A figura 17 mostra um típico drive de CD-ROM. Na parte frontal existe uma porta que dá acesso à bandeja, na qual é colocado o CD. Existem um botão para abrir e fechar a bandeja, um plugue P2 para conectar um fone (podemos assim ouvir CDs de áudio, tocados diretamente do drive, mesmo que o computador não tenha uma placa de som. Existe um botão para regular o volume desta saída para fones. Alguns drives possuem botões para controlar CDs de áudio, como Play, Stop, Pause, Next Track. Um drive de CD-ROM não precisa necessariamente ter todos esses botões, já que esses comandos podem ser feitos a partir do Windows. O único botão que é realmente necessário é o usado para abrir e fechar a bandeja (Eject/Load). Figura 7.18 Parte traseira de um drive de CD-ROM.

Conectores A figura 18 mostra a parte traseira de um drive de CD-ROM. Nela encontramos os seguintes conectores:

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Conector IDE – Neste conector ligamos o cabo flat IDE, que tem sua outra extremidade ligada em uma interface IDE da placa de CPU. Alimentação – Este conector de alimentação é idêntico ao do disco rígido. Ligamos em um dos conectores disponíveis na fonte de alimentação. Áudio analógico – Quando o drive está reproduzindo um CD de áudio, o som é transferido para a placa de som através deste conector. Os drives de CD-ROM são fornecidos juntamente com cabos de áudio apropriados, para ligar esta saída na entrada CD-IN da placa de som. Áudio digital – Praticamente todos os drives de CD-ROM modernos possuem uma saída de áudio digital. Fornece o mesmo som encontrado na saída de áudio analógico, exceto que em formato digital. Lembre-se que o som está representado nos CDs de áudio em formato digital. Dentro do drive este som é convertido para o formato analógico para ser enviado à placa de som no formato analógico. Entretanto o mesmo som é apresentado na saída digital, que por sua vez pode ser ligada em entradas CD-IN digital, caso a placa de som possua este tipo de entrada. O som digital tem qualidade sensivelmente melhor que a do analógico, e esta conexão deve ser preferencialmente utilizada, caso a placa de som possua uma entrada para CD digital. Os drives de CD-ROM possuem também na sua parte traseira, três pares de pinos metálicos para selecionamento Master/Slave. Esta configuração deve ser feita de acordo com a ocupação do drive na interface. Um drive sozinho deve ser configurado como Master. Um segundo drive ou outro dispositivo IDE deve ser configurado como Slave. Velocidade Desde a sua popularização, por volta de 1993, os drives de CD-ROM têm evoluído em velocidade e em funcionalidade, mas não em capacidade: continuam com os mesmos 650 MB. Os melhoramentos em velocidade foram entretanto bastante significativos. Os primeiros drives de CD-ROM operavam com a taxa de transferência de 150 kB/s, a mesma utilizada pelos CD Players para áudio. Esta taxa de transferência tem sido utilizada como referência para os drives de CD-ROM modernos. Surgiram os drives de velocidade dupla (2x), com taxa de 300 kB/s. Os drives mais antigos passaram a ser chamados de drives de velocidade simples, ou 1x. Seguiram-se os drives de velocidade tripla (3x), quádrupla (4x), e assim por diante. A tabela que se segue mostra as principais velocidades lançadas nos últimos anos. Tipo 1x 2x 3x 4x 6x 8x 10x 12x 16x 20x

Taxa transferência 150 kB/s 300 kB/s 450 kB/s 600 kB/s 900 kB/s 1,2 MB/s 1,5 MB/s 1,8 MB/s 2,4 MB/s 3,0 MB/s

Tipo 24x 32x 36x 40x 44x 48x 52x 56x 60x 64x

Taxa de transferência 3,6 MB/s 4,8 MB/s 5,4 MB/s 6,0 MB/s 6,6 MB/s 7,2 MB/s 7,8 MB/s 8,4 MB/s 9,0 MB/s 9,6 MB/s

Para que os drives de CD-ROM atingissem taxas de transferência tão elevadas, foi necessário aumentar a sua velocidade de rotação. Este problema não ocorre nos discos rígidos. O aumento da taxa de transferência interna de qualquer disco é obtido fazendo com que mais bytes passem pela cabeça de leitura a cada segundo. Nos discos rígidos, para que a velocidade de rotação não fique excessivamente elevada, este aumento é conseguido aumentando o número de bytes em cada trilha. Desta forma, mais bytes passam pela cabeça de leitura a cada rotação do disco. Já os CD-ROMs não podem ter alteradas

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suas características físicas. O número de bytes em cada trilha não muda, por isso para obter maiores taxas de transferência, é preciso aumentar cada vez mais a velocidade de rotação. CLV e CAV Os primeiros drives de CD-ROM operavam com velocidade linear constante, é o que chamamos CLV (constant linear velocity). Os modelos atuais operam no modo CAV (constant angular velocity). Cada modo tem suas próprias características, e o modo CAV têm vantagens que o fizeram tomar o lugar do CLV. Todos os tipos de CDs armazenam mais dados nas trilhas externas, e menos dados nas trilhas internas. Se para ler todas as trilhas o disco girasse na mesma velocidade, os dados das trilhas externas seriam lidos com maior taxa de transferência, já que no tempo padrão de uma rotação seriam lidos mais dados. Isso era ruim nos CDs de áudio, que precisavam manter uma taxa de transferência constante, sincronizada com o áudio. Para manter uma taxa de transferência constante, os CDs de áudio, assim como os drives de CD-ROM antigos, alteravam a velocidade de rotação de acordo com a trilha a ser lida. Giravam mais lentamente para ler as trilhas externas e mais rapidamente para ler as trilhas internas. Portanto a velocidade angular variava, mas a velocidade linear (velocidade relativa da trilha em relação à cabeça de leitura) era mantida constante. Uma desvantagem deste método é que o disco precisava ser acelerado e desacelerado conforme fossem lidas trilhas em partes diferentes do disco. Não existe necessidade em manter uma taxa de transferência constante em CD-ROMs. Até nos CDs de áudio, é possível sincronizar o som mesmo com taxa de tranferência variável. Basta transferir para uma área de memória (buffer ou cache) no interior do drive, os dados lidos, e transferir esses dados na velocidade fixa característica dos CDs de áudio. Os dados são lidos do disco com velocidade variável, mas “tocados” com velocidade constante. Portanto é possível utilizar nos drives de CD-ROM, uma velocidade de rotação constante (CAV). Desta forma não é mais preciso perder tempo acelerando e desacelerando a rotação do disco à medida em que são lidas trilhas externas e internas. O resultado desta alteração foi a redução do tempo de acesso, além da simplificação do mecanismo de controle de velocidade do disco. O outro resultado obtido foi a variação da taxa de transferência. Discos CLV apresentavam taxa de transferência constante, enquanto discos CAV apresentam taxa variável. A taxa nas trilhas externas é quase o dobro da verificada nas trilhas internas. Drives de CD-ROM até 12x usavam o método CLV. Para 16x, encontrávamos modelos CLV e CAV. A partir de 20x, todos operavam no modo CAV. Um drive 20x CAV tem taxa de transferência 20x nas trilhas externas, e em torno de 12x nas trilhas internas. Durante algum tempo os fabricantes classificavam seus drives pela velocidade média. Por exemplo, um que lesse em 28x nas trilhas externas e 17x nas internas, era indicado como 24x. Atualmente os fabricantes preferem indicar apenas a velocidade máxima, ou seja, a taxa de leitura nas trilhas externas. Normalmente usam indicações como MAX ou MX. Por exemplo, 52x Max, significa que lê no máximo, nas trilhas externas, em 52x. Tem até aquela brincadeira, do usuário principiante que perguntou se “este tal de drive MAX é bom...”. CD-ROM em Ultra DMA Assim como ocorre com os discos rígidos, os drives de CD-ROM têm duas taxas de transferência: interna e externa. Quando nos referimos a velocidades como 40x, 48x, 60x, estamos falando da taxa de transferência externa. É a velocidade na qual os dados são lidos da mídia e transferidos para a memória interna do drive. Uma vez lidos para esta memória, precisam ser transferidos através da interface IDE. Entra em jogo então a taxa de transferência externa. Drives de CD-ROM muito antigos operavam em PIO Mode 0. Modelos mais novos chegavem ao PIO Mode 4, e os ainda mais novos são capazes de operar nos modos Ultra DMA. São atualmente comuns os modelos que operam em ATA-33, mas em breve teremos também modelos para ATA-66 e ATA-100. Gravadores e DVDs

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Ao invés de instalar um drive de CD-ROM, você pode instalar um gravador de CDs. Gravadores modernos são capazes de ler todos os tipos de CDs que normalmente são lidos por um drive de CDROM, além de gravar discos CD-R e CD-RW. Isto é muito importante para quem precisa fazer muitos backups. Os discos CD-RW são bastante adequados para esta aplicação. Nada impede entretanto que um computador tenha dois drives, um de CD-ROM e um gravador. Figura 7.19 - Gravador de CDs.

Outro drive que está se tornando bastante popular é o drive de DVD. Este drive é capaz de ler todos os tipos de CDs que podem ser lidos por um drive de CD-ROM, e ainda lê DVD-ROMs e reproduz filmes em DVD. Os programas armazenados em DVD-ROMs ainda são raros, mas os filmes em DVD são bastante comuns. Para quem gosta de ver filmes, esta é uma boa aplicação para o computador. Melhor ainda é quando usamos uma placa de vídeo com saída para TV, assim não ficamos limitados a ver os filmes apenas na tela do monitor. Note que o drive de DVD-ROM substitui um drive de CD-ROM, pois executa todas as suas funções. O mesmo podemos dizer sobre os gravadores de CDs. Para quem deseja acessar DVDs e gravar CDs, além de ler outros tipos de CDs, existem duas opções. A mais fácil é instalar dois drives, sendo um leitor de DVD e outro, um gravador de CDs. A outra opção é utilizar os drives combinados (“tudo em 1”), já existentes no mercado. Fisicamente eles são parecidos com os drives de CD-ROM, com gravadores e DVDs. Esses drives podem fazer tudo o que faz um drive de CD-ROM, um drive de DVD-ROM e um gravador de CDs. Figura 7.20 - Drive de DVD-ROM.

Super Disquetes Já vai longe o tempo em que os drives de disquete de 3½”, 1.44 MB, eram suficientes para transportar arquivos e fazer backup. Em 1988, eram comuns os discos rígidos de 20 MB. Apenas 15 disquetes de 1.44 MB eram suficientes para fazer um backup completo, mesmo sem usar compressão de dados. Hoje seriam necessários cerca de 15.000 desses disquetes para fazer backup em um disco de 20 GB, nas mesmas condições. A operação demoraria 3 semanas inteiras, sem parar. Voltando a 1988, poderíamos constatar que a maioria dos arquivos eram de pequeno tamanho, e os disquetes davam perfeitamente conta do trabalho. Hoje é muito comum o uso de arquivos gráficos, sonoros, e de vídeo. Todos esses

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arquivos são muito grandes. Disquetes são portanto bastante inadequados para backup e transporte de dados. Visando preencher esta lacuna, foram desenvolvidos diversos meios de armazenamento para substituir os disquetes. Tratam-se de discos removíveis, de alta capacidade e baixo custo. Sem dúvida o mais popular desses meios de armazenamento é o ZIP Drive, desenvolvido pela Iomega. Seus discos (ZIP Disks) são oferecidos em dois modelos, de 100 e 250 MB, e são parecidos com disquetes de 3½”. Milhões de PCs em todo o mundo utilizam ZIP Drives. Os primeiros modelos de ZIP Drive eram conectados ao PC através de uma interface SCSI (ZIP Drive SCSI) ou de uma interface paralela (ZIP Drive paralelo), na mesma porta onde é ligada a impressora. Não são raros os problemas de conflito com a impressora neste tipo de conexão. Atualmente são comercializados modelos de ZIP Drive que são conectados em uma interface IDE (ZIP Drive IDE), como o mostrado na figura 21. Apesar disso, os modelos paralelo e SCSI ainda são muito vendidos. Figura 7.21 ZIP Drive IDE.

Todos os fabricantes de discos removíveis, como é o caso do ZIP Drive, estão também lançando modelos USB. A interface USB tem muitas vantagens sobre os outros tipos de interface, como maior facilidade de instalação (instalar um ZIP IDE ou SCSI não é tarefa ao alcance da maioria dos usuários) e menor probabilidade de conflitos (a interface paralela é muito sujeita a este tipo de problema). ZIP 250 ATAPI: Tempo de acesso entre trilhas Tempo de acesso – full stroke Tempo médio de acesso Taxa de transferência

4 ms 55 ms 29 ms 2,4 MB/s

ZIP 100 ATAPI: Tempo de acesso entre trilhas Tempo de acesso – full stroke Tempo médio de acesso Taxa de transferência

4 ms 55 ms 29 ms 1,4 MB/s

É claro que para aqueles que possuem conhecimentos de hardware, a instalação de um ZIP Drive IDE é uma tarefa simples. Tanto as conexões como o método de instalação deste dispositivo são similares aos de um disco rígido. Na figura 22, vemos os conectores existentes na parte traseira de um ZIP Drive IDE. Existe um conector de 40 vias, no qual é ligado o cabo flat IDE, e um conector para ligar na fonte de

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alimentação. Um bloco de jumpers é usado para indicar o funcionamento do drive como Master ou Slave. Figura 7.22 Conectores na parte traseira de um ZIP Drive IDE.

Outro disco de alta capacidade, porém bem menos popular que o ZIP Drive é o LS-120. Também chamado de a:drive, o LS-120 tem o aspecto idêntico ao de um drive de disquetes de 3½”. Seus discos também são quase iguais a disquetes comuns, mas armazenam 120 MB. O mais interessante é que esses drives também permitem usar disquetes de 3½” comuns. Obviamente, neste caso a capacidade continua sendo de 1.44 MB. Como o LS-120 aceita ambos os tipos de disquetes, dispensa a instalação de um drive de disquetes. Figura 7.23 Drive LS-120 e seu disquete.

A figura 23 mostra um drive LS-120 e seu disquete. Este drive é conectado em uma interface IDE, como se fosse um disco rígido ou um drive de CD-ROM. Existe ainda a versão USB. Nos PCs mais modernos, é até mesmo permitido executar um boot através do LS-120, seja usando um disquete comum, seja usando o seu disco de 120 MB. Na figura 24 vemos as conexões existentes na parte traseira de um LS-120. Temos um conector de 40 vias, no qual ligamos um cabo flat IDE, e um conector para ligar na fonte de alimentação. Figura 7.24 Conectores na parte traseira de um drive LS-120.

Tanto o ZIP Drive IDE como o LS-120 (assim como também ocorre com discos rígidos e drives de CDROM) possuem jumpers para selecionamento de endereço (Master/Slave). Este grupo de jumpers define a letra com a qual o drive será reconhecido pelo BIOS e pelo sistema operacional. Por exemplo, se em

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uma interface IDE existirem conectados um disco rígido configurado como Master, e um LS-120 configurado como Slave, o disco rígido será “C”, e o LS-120 será “D”. LS-120 IDE: Tempo médio de acesso Taxa de transferência Velocidade de rotação

60 ms 1,1 MB/s 1440 RPM

Detalhes sobre LBA A implementação da função LBA (Logical Block Addressing) nos BIOS dos PCs atuais está relacionada com a capacidade de reconhecer ou não a plena capacidade do disco rígido. Você poderá encontrar com facilidade alguns PCs que não reconhecem discos com mais de 8,4 GB, portanto é preciso conhecer o problema para chegar à solução. O problema surgiu pela primeira vez em meados dos anos 90, e era chamado “barreira dos 504 MB”. A barreira dos 504 MB, é chamada por muitos de “barreira dos 528 MB”. Esta diferença ocorre porque muitos consideram erradamente que 1 MB é o mesmo que 1.000.000 bytes. Na verdade, 1 MB é igual a 1024x1024 bytes, ou seja, 1.048.576 bytes. Portanto, 504 MB equivale a 504x1.048.576, o que resulta em 528.482.304 bytes. Neste texto, consideramos que 1 MB é igual a 1.048.576 bytes, como sempre foi. A barreira dos 504 MB surgiu devido ao modo como foram criadas, no início dos anos 80, as rotinas do BIOS responsáveis pelo acesso a disco (chamadas de INT 13h), e pela forma como foi padronizada a transmissão de parâ-metros para o disco IDE (ou padrão ATA). Esses dois padrões estabelecem limites máximos para o número de cilindros, cabeças e setores, de acordo com o número de bits reservados durante a transmissão de parâmetros. As rotinas do BIOS, por exemplo, reservam para o endereçamento de cilindro, cabeça e setor, 10, 8 e 6 bits, respectivamente. O disco rígido, por sua vez, reserva para os mesmos parâmetros, 16, 4 e 8 bits, respectivamente. O resultado é que cada parâmetro deveria “caber” simultaneamente no número de bits reservados pelo BIOS e pelo disco rígido. Parâmetro

Bits

Máximo nº de cilindros Máximo nº de cabeças Máximo nº de setores Máxima capacidade

10/1 6 8/4 6/8

BIOS (INT 13h) 1024

Padrão ATA 65536

Máximo Conjunt o 1024

256 63 8 GB

16 255 130 GB

16 63 504 MB

Por si só, o BIOS, através da sua função INT 13h, é capaz de operar com discos de no máximo 1024 cilindros, 256 cabeças e 63 setores, o que resulta em cerca de 8 GB. O padrão ATA aceita no máximo discos com 65536 cilindros, 16 cabeças e 255 setores, o que resulta em aproximadamente 130 GB. Esses limites de 8 GB e 130 GB eram considerados valores incrivelmente altos nas épocas de criação desses dois padrões. Levando em conta que cada parâmetro é passado para o INT 13h, e deste para o disco IDE, cada um deles deve ser menor que os máximos permitidos por ambos. Por exemplo, não adianta usar a cabeça número 20, mesmo sendo este número permitido pelo INT 13h, pois o padrão ATA está limitado a no máximo 16 cabeças. Da mesma forma, de nada adianta o padrão ATA aceitar 255 setores, se o INT 13h só opera com no máximo 63 setores. Levando em conta o máximo conjunto, ficamos limitados a usar discos com no máximo 1024 cilindros, 16 cabeças e 63 setores por trilha, o que resulta na capacidade de 504 MB. Trocando os números

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O LBA (Logical Block Addressing) é um método muito simples que permite vencer a barreira dos 504 MB. Consiste em fazer com que o INT 13h aceite um número elevado de cabeças, ainda que limitado a 1024 cilindros. Antes de passar esses valores para o disco rígido, (o que ocorre durante as operações de leitura e gravação), são recalculados, de modo que o número de cabeças seja limitado a 16, aproveitando o número maior de cilindros que o disco suporta. Por exemplo, um disco com 4096 cilindros e 16 cabeças pode ser visto pelo INT 13h como sendo um disco de 1024 cilindros e 64 cabeças. Quando o INT 13h recebe o número do cilindro, cabeça e setor a ser acessado, divide o número da cabeça por 4, e multiplica o número do cilindro por 4, antes de transmitir esses valores para o disco. Desta forma, é possível endereçar capacidades superiores a 504 MB, e ainda assim satisfazer aos máximos impostos pelo INT 13h e pelo padrão ATA. Existe porém um pequeno problema em potencial nesta conversão. Não existe uma padronização nas fórmulas usadas para implementar esta conversão. Os BIOS de dois computadores diferentes, mesmo indicando que usam LBA, podem usar métodos diferentes. Isto significa que ao retirarmos o disco rígido de um PC e o colocarmos em outro, é possível que o método de conversão do BIOS do segundo PC seja diferente do primeiro. Neste caso, não será possível acessar seus dados. Este problema pode ocorrer quando os computadores usam BIOS de fabricantes diferentes, já que cada fabricante de BIOS procura empregar fórmulas iguais para a conversão do LBA, em todas as suas versões de BIOS. Em PCs antigos (até aproximadamente meados de 1994), não existia a função LBA implantada no BIOS. Para que o LBA pudesse ser empregado, os fabricantes de discos rígidos forneciam um disquete com um software que era instalado no disco e ativava a função LBA. Esta ativação era feita logo no início do processo de boot, antes mesmo da carga do sistema operacional. Exemplos de softwares que implementam este recurso são o EZ-Drive e o Disk Manager. Se você precisar instalar em um computador antigo, um disco rígido moderno, e a sua plena capacidade não for reconhecida, é possível que esta seja uma limitação do seu BIOS, sendo portanto necessário usar o Disk Manager ou o EZ Drive. Acesse o fabricante do seu disco rígido para obter este software.

Discos SCSI A maioria das informações apresentadas até agora neste capítulo a respeito de discos rígidos, valem para modelos IDE e SCSI, exceto aquelas em que fizemos referências específicas ao padrão IDE. Faremos agora uma complementação com informações específicas sobre os discos SCSI. Os discos SCSI são usados em escala muito menor que os discos IDE. Apenas computadores de altíssimo desempenho, como servidores e estações de trabalho, utilizam discos SCSI. Este tipo de disco opera de forma mais eficiente quando são feitos acessos de um elevado número de programas, como ocorre nos servidores. Nos computadores para uso pessoal, o perfil é bastante diferente. O número de programas em execução simultânea tende a ser menor, e portanto a eficiência de um disco SCSI é menos aproveitada. Discos IDE são menos eficientes que os SCSI, em compensação são mais baratos, pelo fato de utilizarem interfaces e placas de circuito mais simples. Esta pequena redução de custo acaba se tornando maior, devido ao maior volume de produção. Do ponto de vista mecânico, discos IDE e SCSI são semelhantes. A diferença está na placa lógica existente no disco, bem como na interface conectada na placa de CPU. Os fabricantes em geral produzem, utilizando a mesma mecânica (discos, braço, motores, etc.), modelos IDE e SCSI de mesma capacidade. Discos IDE e SCSI que utilizam a mesma mecânica tendem a apresentar desempenhos iguais quando utilizados em sistemas monousuário. O modelo SCSI terá desempenho sensivelmente maior em sistemas onde são feitos mais acessos a disco. Por outro lado, os fabricantes sempre oferecem modelos de elevada taxa de transferência, altíssima capacidade e baixo tempo de acesso, com todas as condições para apresentar desempenho bem acima da média. Sendo mais avançados, esses discos tendem a ser muito caros, por isso não são oferecidos ao mercado na versão IDE, apenas na versão SCSI. De um modo geral, os modelos mais caros, de maior capacidade e de maior desempenho são oferecidos inicialmente apenas na versão SCSI.

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Conectores de um disco SCSI A figura 25 mostra um disco rígido SCSI. Alguns modelos de alta capacidade podem ter dupla altura, devido ao grande número de pratos. A princípio são bem parecidos com os modelos IDE. Figura 7.25 Disco SCSI.

rígido

A diferença física entre um HD SCSI e um IDE fica por conta dos conectores existentes na sua parte traseira. O conector de alimentação é idêntico, mas o conector de dados, para ligação no cabo flat, é completamente diferente. Figura 7.26 Parte traseira de um disco SCSI.

Existem ainda jumpers para configurar o endereço do disco. Enquanto discos IDE podem ter dois endereços diferentes (Master e Slave), um disco SCSI pode ter 16 endereços diferentes. Este endereço é o que chamamos de SCSI ID, que pode receber valores de 0 a 15. Em geral os discos SCSI possuem um grupo de quatro jumpers, através dos quais são formadas as combinações de 0 a 15.

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Figura 7.27 Jumpers de um disco SCSI.

A figura 28 mostra um cabo flat SCSI. Este tipo de cabo pode ter 50, 68 ou 80 vias, dependendo do modo SCSI utilizado. O cabo de 50 vias é parecido com o cabo flat, e era usado nos discos SCSI antigos, com taxas de 5 MB/s e 10 MB/s (SCSI-1). Os cabos de 68 vias são usados nos padrões mais velozes, com taxas a partir de 20 MB/s. Alguns discos especiais utilizam cabos de 80 vias. Figura 7.28 Cabo flat SCSI.

Interfaces e conectores A figura 29 mostra uma placa de interface SCSI. Ao contrário do que ocorre com os padrões ATA, que mantém compatibilidade com as versões antigas, as várias modalidades de SCSI utilizam cabos, conectores e níveis de voltagem diferentes.

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Figura 7.29 Placa de interface SCSI.

Para não entrar em uma longa discussão sobre as diversas modalidades de SCSI, podemos seguir uma regra bastante simples: 1) Primeiro encontramos o disco IDE a ser utilizado. Checamos qual é o modo SCSI utilizado por este disco. 2) Encontramos uma interface SCSI própria para o modo a ser utilizado pelo disco rígido. Se o custo permitir, podemos comprar uma placa compatível com o disco utilizado, mas capaz de operar também com modos de transferência mais rápidos, o que permitirá o seu aproveitamento futuro com discos SCSI mais avançados. BIOS SCSI Normalmente o Setup do BIOS SCSI é ativado quando pressionamos uma tecla especial durante o boot. Através dele podemos definir várias opções de funcionamento para cada um dos 15 possíveis dispositivos SCSI conectados na interface (são 15 dispositivos, 16 contando com a interface). Existem diferenças entre os vários programas de configuração, existentes nos BIOS de interfaces de fabricantes diferentes. De um modo geral, as opções automáticas permitem um perfeito funcionamento, apesar de não oferecerem o desempenho máximo. Este é obtido quando programamos individualmente cada dispositivo para a sua taxa máxima permitida. Alguns dispositivos irão operar no máximo com 5 MB/s, outros com 10 MB/s, outros com 20 MB/s, e assim por diante.

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Figura 7.30 - Tela de configuração de um BIOS SCSI. Taxa de transferência O padrão SCSI é subdividido em várias modalidades. As principais diferenças são o número de bits e o clock, o que resulta em várias taxas de trasnferência. A tabela abaixo resume essas várias modalidades. Clock

Transferências em 8 bits Padrão Taxa 5 MHz SCSI-1 5 MB/s 10 MHz (Fast) Fast SCSI 10 MB/s 20 MHz (Fast- Ultra 20 MB/s 20) SCSI 40 MHz (Fast- Ultra2 40 MB/s 40) SCSI 80 MHz (Fast- 80)

Transferências em 16 bits Padrão Wide SCSI Fast Wide SCSI Wide Ultra SCSI

Taxa 10 MB/s 20 MB/s 40 MB/s

Wide Ultra2 80 MB/s SCSI Ultra 160 160 MB/s

Encontra-se em desenvolvimento o padrão Ultra 320, que terá taxa de transferência de 320 MB/s. Note que tanto o Ultra 160 como o Ultra 320 apresentam taxas superiores aos 133 MB/s oferecidos pelo barramento PCI. Este barramento já dispõe de versões mais avançadas que permitem taxas mais elevadas. Várias placas de CPU para servidores já contam com slots PCI de 64 bits. Placas de interface SCSI que seguem este padrão podem enviar e receber dados da placa de CPU na taxa de 266 MB/s (em 33 MHz) e em 532 MB/s (em 66 MHz). Assim como ocorre com outras peças de um PC, você pode fazer a montagem sem os conhecimentos deste capítulo. É claro que neste caso seria uma montagem puramente mecânica. Basta conectar a placa de vídeo em um slot livre, aparafusá-la no gabinete e ligar o monitor no conector apropriado. Mais fácil ainda é quando usamos uma placa de CPU ATX com vídeo onboard. Neste caso o conector já está fixo na parte traseira da placa de CPU, basta conectar o monitor. Os conhecimentos deste capítulo fazem a diferença entre um montador mecânico e um especialista em hardware.

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Visão geral das placas de vídeo Esta placa está presente em todos os PCs, exceto nos casos daqueles que possuem placas de CPU com os circuitos de vídeo embutidos. A maioria dos PCs produzidos entre 1995 e 1998 utiliza placas de vídeo PCI, como a mostrada na figura 1. PCs produzidos a partir de 1998, em sua maioria, utilizam placas de vídeo AGP (figura 2), ou placas de CPU com vídeo embutido (onboard). Figura 8.1 Placa PCI.

video

Figura 8.2 Placa AGP.

vídeo

Além das placas de vídeo PCI e AGP, você poderá encontrar nos PCs ainda mais antigos, placas de vídeo ISA e VLB, mostradas no capítulo 16. Placas de vídeo ISA e VLB são obsoletas, e eram restritas a computadores 486 anteriores, apesar de existirem alguns raros casos de computadores Pentium mal configurados, equipados com placas de vídeo ISA. Na figura 3 vemos o conector VGA de 15 pinos (DB-15 fêmea), utilizado em todas as placas de vídeo VGA e superiores. Neste conector devemos ligar o cabo de vídeo do monitor. Este tipo de conector é padrão, e é encontrado tanto em placas de vídeo como nas placas de CPU com vídeo embutido.

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Figura 8.3 Conector monitor.

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As placas de vídeo possuem também um conector interno, mostrado na figura 4, chamado VGA Feature Connector. Serve para a conexão com outras placas que operam em conjunto com a placa de vídeo, como por exemplo, algunas placas digitalizadoras de vídeo. Figura 8.4 Feature Connector.

Existem placas de vídeo com múltiplas funções, e portanto, com múltiplos conectores, como a mostrada na figura 5. Esta é a placa ATI All in Wonder. Entre outros recursos, possui entrada de RF (para ligação de uma antena receptora de TV), entrada de vídeo composto (para digitalização de vídeo), e saída de vídeo composto (para ligação em uma TV, fazendo com que a imagem do monitor seja exibida na TV). Figura 8.5 Placa múltiplas entradas saídas.

com e

Nos últimos anos, as placas de vídeo passaram a incluir diversas funções: Aceleração 2D. Este recurso faz com que gráficos bidimensionais sejam produzidos em alta velocidade. Está presente em todas as placas de vídeo modernas.

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Aceleração 3D. Bastante útil para jogos tridimensionais, mas também para programas de CAD, e trabalhos sérios que exijam representações em 3 dimensões. Essas placas surgiram no mercado em 1995, mas eram muito raras e caras. A partir de 1998 tornaram-se bastante comuns e com custos mais acessíveis. Atualmente todas as placas de vídeo são aceleradoras 2D e 3D. Descompressão de vídeo. Este recurso faz com que imagens de vídeo (filmes, por exemplo) possam ser exibidas com qualidade de imagem idêntica à de uma TV. Circuitos de hardware realizam este trabalho com grande eficiência, sendo muito mais velozes que o próprio processador neste tipo de trabalho. Nem todas as placas de vídeo atuais possuem este recurso, mas podem fazer o mesmo trabalho por software. Como os processadores utilizados nas placas de CPU modernas são muito velozes e possuem instruções especiais para manipulação de imagens e sons (MMX e superiores), a descompressão de vídeo pode ser feita desta forma, com resultados quase tão bons quanto os obtidos com uma placa de vídeo com hardware dedicado. Memória de vídeo Trata-se de uma área de memória na qual ficam representadas as imagens que vemos na tela do monitor. Todas as placas de vídeo possuem chips de memória para esta função. Os modelos modernos possuem em geral 16 MB ou 32 MB de memória de vídeo. Modelos baratos podem apresentar quantidades de memória mais modestas, como 8 MB ou 4 MB. Modelos antigos (1995-1997) podem ter ainda menos memória, alguns chegando a 2 MB ou 1 MB. Modelos avançados de “alto cu$to e alto de$empenho” podem apresentar quantidades bem elevadas de memória, como 64 MB, 128 MB ou 256 MB. Memória custa dinheiro. Apesar do custo não ser muito elevado, pesa consideravelmente no preço dos PCs mais simples. Para resolver o problema, fabricantes de chipsets criaram novos produtos que fizeram muito sucesso: chipsets com circuitos de vídeo embutidos. Esses chipsets, além de controlarem os barramentos da placa de CPU, o acesso à memória e outros recursos, possuem ainda os mesmos circuitos encontrados em uma placa de vídeo simples. Desta forma o produtor de PCs economiza o custo da placa de vídeo. Para o custo ficar ainda menor, a maioria dessas placas não têm chips de memória de vídeo exclusivos. Eles utilizam uma parte da memória da placa de CPU. Em geral é possível configurar através do CMOS Setup, a quantidade de memória a ser usada pelo vídeo. Podemos encontrar opções de 1 MB, 2 MB, 4 MB e 8 MB. Em uma placa de CPU equipada com 64 MB de RAM, na qual 8 MB são usados pelos circuitos de vídeo, sobram 56 MB para o processador. Figura 8.6 Memória de vídeo. Nesta placa é formada por 8 chips de memória, montados em torno do chip gráfico principal.

Placas básicas e avançadas Existem placas de vídeo com diversos preços e capacidades. Em placas de CPU de baixo custo com vídeo onboard, os circuitos de vídeo são praticamente gratuitos. Existem placas de vídeo simples que custam 20 dólares, outras na faixa de 100, 200, algumas chegam a custar mais de 1000 dólares. Obviamente a placa deve ser escolhida de acordo com as tarefas que irá executar. Não faz sentido utilizar uma placa de 1000 dólares para trabalhos de edição de texto e acesso à Internet. Da mesma forma, não é

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conveniente utilizar placas de vídeo simples e baratas para exibir gráficos 3D complexos, com alta velocidade, alta qualidade e alta resolução. Todas as placas de vídeo atuais, bem como os circuitos de vídeo onboard, possuem recursos tridimensionais. Possuem chips gráficos capazes de executar por hardware, de forma extremamente rápida (algumas mais, outras menos), as principais funções envolvidas na geração de gráficos tridimensionais. Tradicionalmente, a geração de figuras tridimensionais tem sido realizada através da representação na forma de uma série de triângulos. Cada triângulo recebe uma cor ou uma textura. Para dar a sensação de tridimensionalidade, é preciso calcular que partes da figura serão visualizadas, e que partes ficam ocultas, aplicar diferentes níveis de intensidade luminosa e outros efeitos que dão realismo às imagens. Figura 8.7 Imagem 3D simulada em placa 2D (jogo DOOM2).

Até alguns anos atrás, muitos dos jogos para PC utilizavam, com algumas restrições, gráficos tridimensionais. Podemos citar por exemplo os jogos para o modo MS-DOS originados do Wolf 3D, como DOOM, Hexen, Tekwar, Dark Forces, Duke Nukem 3D e diversos outros. Temos ainda os exemplos de jogos de corridas de carros. Infelizmente, a geração de gráficos tridimensionais em tempo real consome muito tempo de processamento. Até mesmo um processador moderno não é capaz de gerar, 30 vezes por segundo (como é necessário para ter a sensação de continuidade de movimentos), telas tridimensionais de alta qualidade. Todos esses jogos fazem aproximações que diminuem o realismo das figuras, para que possam ser geradas de forma mais rápida. Entre essas aproximações podemos citar: • • • • • •

Eliminação das sombras Uso de baixa resolução (320x200 ou 320x240) Eliminação de texturas Diminuição da parte móvel da figura Adicionar neblina - com ela não é preciso desenhar o que está longe Eliminação de transparências, reflexão e outros efeitos luminosos

Em geral, os jogos aplicam uma ou mais dessas aproximações para permitir a geração rápida de gráficos tridimensionais simplificados. Essas técnicas eram utilizadas nos programas que precisavam gerar imagens em 3D utilizando placas de vídeo que não tinham recursos 3D nativos. As mesmas simplificações são usadas para que programas 3D de última geração funcionem em placas 3D de baixo desempenho.

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Figura 8.8 Imagem gerada em uma placa 3D de baixo desempen ho.

Figura 8.9 Imagem 3D gerada em uma placa 3D de bom desempen ho.

As figuras 8 e 9 mostram imagens geradas, respectivamente, por placas 3D de baixo e de alto desempenho. A principal diferença é a qualidade gráfica, mas existe ainda a questão da velocidade. Placas de baixo desempenho podem gerar imagens de alta qualidade, porém são muito lentas, o que torna inviável utiliza-las em programas que exijam movimentos rápidos, como é o caso dos jogos. Para que essas placas possam gerar imagens com rapidez, é preciso reduzir a qualidade gráfica. Como resultado, na prática as placas de baixo desempenho são obrigadas a operar com imagens de baixa qualidade.

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Figura 8.10 Imagem 3D em um jogo moderno, usando placa 3D (FAKK2).

Placa x onboard Placa de vídeo avulsa não é sinônimo de alto desempenho, assim como vídeo onboard não é sinônimo de baixo desempenho. Tanto os circuitos onboard como as placas de vídeo avulsas podem ser encontradas em versões de alto ou baixo desempenho. Por exemplo: Tipo de vídeo Placa de vídeo desempenho

Placa de vídeo desempenho Vïdeo onboard desempenho Vídeo onboard desempenho

de de

Alguns exemplos alto Placa da série Voodoo (chips da 3DFx), placas com chips gráficos TNT2, placas com chip gráfico Gforce. baixo A maioria das placas de baixo custo, placas Trident, placas com chips gráficos SiS. baixo A maioria dos encontrados nas placas de CPU de baixo custo. alto Placas de CPU equipadas com o chipset Intel i815, seu vídeo onboard 3D é de bom desempenho.

A questão do desempenho do vídeo baixo ou alto está muito mais ligada ao custo que ao fato de ser onboard ou não. Placas de CPU baratas com vídeo onboard, assim como placas de vídeo de baixo custo, sempre apresentam baixo desempenho do vídeo.

Monitores À primeira vista pode parecer que os monitores são todos iguais, e que o único detalhe que importa é o tamanho da tela. Não é bem assim. O tamanho da tela é muito importante, mas existem outras características diretamente relacionadas com a qualidade da imagem, e até com o cansaço visual provocado no usuário. Tamanho da tela Os monitores mais comuns no Brasil são os que possuem telas de 14 polegadas (escreve-se 14”), devido ao seu baixo custo. Muito vendido durante os anos 90 foi o Samsung SyncMaster 3, considerado o “Fusca” dos monitores. Este monitor já não é mais fabricado, mas deu lugar a outros modelos com melhores características técnicas, mas os de 14” continuam sendo os mais baratos e os preferidos nos

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PCs de baixo custo. Entre pagar 300 reais por um monitor de 14”, ou 400 reais por um monitor de 15”, ou 800 reais por um de 17”, o modelo de 14” acaba caindo no coração e cabendo no bolso da maioria dos usuários. A medida em polegadas normalmente atribuída à tela de um monitor corresponde ao comprimento da sua tela, em diagonal. As telas dos monitores apresentam uma relação de aspecto de 4:3, o que significa que a largura da tela é igual a 4/3 da sua altura. Por isso, as resoluções mais usadas pelas placas de vídeo apresentam seus números de pontos também na proporção de 4:3, como 640x480, 800x600 e 1024x768. Outras resoluções apresentam relações de aspecto ligeiramente diferentes. Se calcularmos a medida da diagonal de um retângulo que tem como lados 4 e 3, encontraremos para esta diagonal o valor 5 (basta usar o Teorema de Pitágoras). Portanto, a largura da tela vale 4/5 da diagonal, e a altura vale 3/5 da mesma. Infelizmente, a medida em diagonal não corresponde exatamente à área visível da imagem. Em um monitor de 14”, a diagonal da área visível é um pouco superior a 12” (30 cm). O mesmo ocorre em monitores de telas maiores. Podemos encontrar monitores com telas de diversos tamanhos. São comuns as telas de 14”, 15”, 17”, 19”, 20” e 21”. Obviamente, quanto maior é o tamanho da tela, maior é o preço do monitor. Esta regra possui algumas exceções. Existem por exemplo, monitores com minúsculas telas de 5” a 10”. Seus preços não são baixos como sugere a regra. Muitas vezes chegam a custar mais que os monitores de 14”. Monitores de 17”, e superiores são indicados para editoração eletrônica, CAD, Web Design, enfim, nos trabalhos que envolvem criação de imagens. Essas atividades experimentam um considerável ganho de produtividade com o uso de resoluções mais altas, o que requer telas maiores. Com 17”, podemos trabalhar confortavelmente na resolução de 1024x768. Esses monitores em geral podem chegar a resoluções mais altas, como 1600x1200, desde que a placa de vídeo também seja capaz de operar nessas resoluções. Outra característica interessante relacionada com a tela é a sua curvatura. Os monitores antigos apresentavam uma tela curvada, como ocorre com as telas usadas em televisores. Os monitores mais modernos apresentam tela plana. Na verdade, essas telas não são planas, e sim, “quase planas”. O uso de uma tela plana (vamos chamar assim, mesmo sabendo que não são perfeitamente planas) oferece um maior conforto visual. Dot pitch Este é o principal responsável pela qualidade da imagem de um monitor. A tela de um monitor colorido é formada por minúsculos pontos vermelhos, verdes e azuis. Na verdade, esses pontos são formados por vários tipos de fósforo, capazes de emitir luz com essas cores ao serem atingidos por uma corrente elétrica. Três feixes eletrônicos percorrem continuamente a tela do monitor, atingindo os pontos de fósforos que emitem essas cores. Cada grupo de três pontos, sendo um vermelho, um verde e um azul, é chamado de tríade. Chamamos de Dot Pitch a medida das tríades. A figura 11 mostra uma tríade e o seu Dot Pitch.

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Figura 8.11 Tríades e Dot Pitch.

Na figura 11, cada grupo de 3 pontos R (vermelho), G (verde) e B (azul) é o que chamamos de tríade. Tradicionalmente, a medida usada como dot pitch é a distância entre dois pontos próximos de mesma cor, como a distância mostrada entre os dois pontos de fósforo verde (G). Devido à disposição entre os pontos que formam as tríades, pontos próximos de mesma cor ficam sempre dispostos em diagonal, ou então no sentido vertical. Em outras palavras, a distância entre os dois pontos verdes (G) na diagonal mostrados na figura é igual à distância entre qualquer ponto verde e o próximo ponto verde, localizado imediatamente abaixo. Portanto seria correto usar os termos “dot pitch diagonal” ou “dot pitch vertical”. Entretanto os fabricantes não usam o termo “dot pitch vertical” desta forma, e sim como mostrado na figura 11. Figura 8.12 Tela de um monitor que usa a tecnologia aperture grille.

Uma outra tecnologia de construção de monitores utiliza, ao invés de minúsculos pontos vermelhos, verdes e azuis, finíssimas tiras verticais dessas mesmas cores. Esta tecnologia é chamada de aperture grille. Nesse caso é usado o termo “grille pitch”, ao invés de “dot pitch”. Para ter melhor qualidade de imagem, quanto menor é o valor do dot pitch ou do grille pitch, melhor. Entretanto essas medidas não são equivalentes. Ao compararmos dois monitores, um com cada tecnologia, sendo o primeiro com dot pitch de 0,25 mm, e o outro com grille pitch também de 0,25 mm, o primeiro monitor apresentará melhor definição de imagem. Para que seja feita uma comparação mais justa, os fabricantes de monitores passaram a utilizar o dot pitch medido na direção horizontal, como também mostra a figura 11. Há poucos anos eram comuns os monitores de dot pitch com 0,28 mm, medido no sentido diagonal.

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Hoje em dia são comuns monitores, mesmo de baixo custo, com dot pitch de 0,24 mm. Não se trata da construção de telas com tríades menores (o que efetivamente melhoraria a definição da imagem), e sim, da nova forma de realizar a medida. Freqüência Este é outro detalhe muito importante, que se não for observado, pode provocar desconforto e cansaço visual com o uso prolongado do monitor. Para compreender do que se trata, precisamos antes entender como é formada a imagem na tela de um monitor. A imagem na tela de um monitor é formada por um feixe eletrônico (na verdade são três feixes independentes que caminham em conjunto, um responsável pela formação do vermelho, outro pelo verde e outro pelo azul) que percorre a tela continuamente, da esquerda para a direita, de cima para baixo. O feixe triplo faz o seu percurso formando linhas horizontais. Ao chegar na parte direita da tela, o feixe é apagado momentaneamente e surge novamente na lateral esquerda da tela, mas posicionado um pouco mais abaixo, e percorre novamente a tela da esquerda para a direita, formando outra linha. Este processo se repete até que o feixe chega à parte inferior da tela. O feixe é então apagado momentaneamente e surge novamente na parte superior da tela, pronto para percorrê-la novamente. Figura 8.13 Trajetória do feixe eletrônico na tela de um monitor.

A velocidade deste feixe é muito alta. Na maioria dos monitores modernos, o feixe eletrônico descreve mais de 50.000 linhas por segundo. Em termos técnicos, isto é o mesmo que dizer que o monitor está operando com uma freqüência horizontal de 50 kHz. A figura 13 mostra a trajetória do feixe eletrônico. Nesta figura simples temos 600 linhas, o que ocorre na resolução de 800x600. Na resolução de 640x480, são percorridas 480 linhas. Na resolução de 1600x1200, são percorridas 1200 linhas. Seja qual for o caso, o número de linhas descritas pelo feixe é igual à resolução vertical. Em função da freqüência vertical e do número de linhas descritas pelo feixe, podemos calcular o número de vezes que a tela é preenchida a cada segundo. É um resultado muito importante, pois para que tenhamos maior conforto visual é recomendável que a tela seja inteiramente preenchida cerca de 75 vezes por segundo. Vejamos portanto como este cálculo é feito. Suponha que o monitor opere nas seguintes condições: em inglês, flicker) provoca cansaço visual, podendo ainda causar dores de cabeça e pior ainda, problemas de visão. Para que isso não ocorra, é preciso que o monitor opere com freqüência vertical de no mínimo 70 Hz, sendo 75 Hz o ideal. O monitor precisa suportar uma elevada freqüência horizontal (linhas por segundo) para que a vertical também seja elevada. Varredura entrelaçada

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A varredura entrelaçada é um método que permite aumentar artificialmente a resolução em monitores que não suportam freqüências horizontais elevadas. Começou a ser utilizado nos primeiros monitores Super VGA, que operavam com freqüência horizontal máxima de 35,5 kHz, para chegar à resolução de 1024x768. Operavam com 818 linhas (768 + 6%), o que resultaria na freqüência vertical de: 35.500 / 818 = 43 Com 43 Hz de freqüência vertical, o flicker seria insuportável. Uma solução para este problema seria fazer com que o monitor operasse com uma freqüência horizontal mais elevada. Apesar de ser relativamente fácil fazer com que os circuitos da placa SVGA comandem o feixe eletrônico de forma mais rápida, é eletronicamente difícil fazer o monitor suportar esta velocidade mais alta. Seus circuitos teriam que ser mais sofisticados para permitir a movimentação mais rápida do feixe sem causar distorções na imagem. Uma solução simples para o problema é utilizar uma técnica já empregada nos sistemas de televisão, chamada varredura entrelaçada. Consiste em, ao invés de fazer o feixe eletrônico percorrer todas as 768 linhas da tela, fazê-lo percorrer primeiro as linhas ímpares (1, 3, 5, e assim sucessivamente até a linha 767), chegando mais rapidamente no final da tela. Após o retraço vertical, o feixe descreve as linhas pares (2, 4, 6, e assim sucessivamente até a linha 768). Como em cada tela, é percorrido apenas a metade do número de linhas, o seu preenchimento é duas vezes mais rápido, e o número de telas por segundo é duas vezes maior. Ao invés de 43 Hz, a freqüência vertical é de aproximadamente 86 Hz, o que resulta em uma imagem totalmente isenta de cintilação. Infelizmente, apesar de não apresentar cintilação, a varredura entrelaçada prejudica consideravelmente a qualidade da imagem, que perde muito de sua nitidez. As fronteiras entre cores diferentes deixam de ser bem definidas, passando a ficar ligeiramente embaçadas. A figura 14 mostra a diferença entre uma imagem normal e uma imagem entrelaçada. Figura 8.14 A qualidade ruim resultante da varredura entrelaçada.

Parte superior – varredura normal Parte inferior – varredura entrelaçada

Os monitores modernos não precisam mais operar com varredura entrelaçada na resolução de 1024x768. Mesmo os modelos mais simples aceitam freqüências horizontais de até 50 kHz, o que corresponde a freqüências verticais em torno de 60 Hz, sendo desnecessário o uso da varredura entrelaçada. Ainda assim, para chegar a resoluções muito elevadas, como 1600x1200, as placas de vídeo podem fazer uso da varredura entrelaçada. Largura de banda do monitor Este é um parâmetro menos conhecido, mas que também tem uma grande influência na qualidade da imagem nas altas resoluções. É uma medida que indica a capacidade que o feixe eletrônico tem para

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variar rapidamente de intensidade. Esta variação rápida é importante para que as linhas verticais da imagem sejam bem nítidas. Caracteres representados na tela são repletos de linhas verticais, e sua nitidez dependerá da largura de banda. A largura de banda de um monitor é medida em MHz. São comuns monitores com larguras de banda de 100 até 250 MHz. Para avaliar se um monitor tem uma largura de banda suficiente para apresentar uma boa qualidade de imagem em uma determinada resolução, faça o seguinte cálculo: multiplique a freqüência horizontal usada pelo número de pontos no sentido horizontal (ou seja, a resolução horizontal). Chamamos este resultado de dot clock, que também é medido em MHz. A largura de banda deve ser, preferencialmente, maior que o dobro deste valor. Quanto maior for a largura de banda em relação ao dot clock, mais nítida será a imagem. Considere por exemplo um monitor operando com as seguintes características: Freqüência Resolução: Largura de banda: 90 MHz

horizontal:

kHz 800x600

O dot clock será de, aproximadamente: 65.000 x 800 = 52 MHz A largura de banda, sendo de 90 MHz, não chega a ser igual ao dobro do Dot Clock, o que significa que haverá perda de nitidez nas bordas verticais da imagem. Entretanto, podemos melhorar a qualidade da imagem, baixando o valor da freqüência horizontal (isto é feito através do quadro de configurações da placa de vídeo). Observe que com 65 kHz em 800x600, a freqüência vertical será de: 65.000 / 660 = 98 Hz Este valor é exageradamente alto, visto que uma freqüência vertical em torno de 75 Hz apresenta resultados isentos de cintilação. Façamos então a programação da placa SVGA para que opere com 50 kHz nesta resolução. Isto resultará em uma freqüência vertical satisfatória: 50.000 kHz / 660 = 75 Hz Na verdade o que alteramos no quadro de configurações de vídeo é a freqüência vertical, e não a horizontal, apesar de ambas estarem diretamente relacionadas. Com esta alteração, o dot clock será de aproximadamente: 50.000 x 800 = 40 MHz A banda passante de 90 MHz é agora mais que o dobro do Dot Clock, o que resulta em boa nitidez nas linhas verticais. A figura 15 mostra, de forma aproximada, o que ocorre quando a banda passante é baixa em relação ao dot clock. Figura 8.15 Imagem em um monitor com largura de banda baixa e outra em um monitor com uma largura de banda alta, ambos operando com a mesma resolução e a mesma freqüência horizontal.

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Muitos usuários reclamam que as imagens nos seus monitores parecem ser mais nítidas quando as resoluções são mais baixas. Parecem que, por exemplo, 800x600 tem mais nitidez que 1024x768. Alguns ficam surpresos em ver monitores iguais, operando na mesma resolução, mas com diferenças na nitidez. Em parte isto é causado pela forma como o Windows configura a freqüência vertical (taxa de atualização). Ao usar uma freqüência superior a 75 Hz, não temos melhoramento no flicker, mas a imagem fica com menos intensidade e a nitidez é prejudicada devido ao aumento do dot clock. A solução para o problema é regular a taxa de atualização do monitor para no máximo 75 Hz, através do quadro de propriedades de vídeo. Figura 8.16 Regulando a atualização.

taxa

Para fazer este ajuste, use o comando Vídeo no Painel de Controle, selecione a guia Configurações, use o botão Avançadas e selecione a guia Adaptador. Ajuste então a taxa de atualização, como mostra a figura 16. Um monitor com largura de banda maior apresenta mais nitidez nas resoluções mais altas, mas isto tem um custo. Normalmente esses monitores são um pouco mais caros que modelos aparentemente semelhantes, com características iguais (tamanho da tela, dot pitch e freqüência horizontal máxima). Para ter maior banda, não só os circuitos internos do monitor (desde a entrada SVGA até a chegada ao tubo de imagem) precisam ser projetados para admitir sinais com variações mais rápidas, mas também o tubo de imagem deve ter características apropriadas. Monitores PnP Todos os monitores modernos são Plug and Play. Através do cabo que os liga a placa de vídeo, eles informam sua marca e modelo. A placa de vídeo passa esta informação para o Windows, e desta forma podem ser instalados os drivers corretos. As principais funções do driver de um monitor são o ajuste das freqüências, o posicionamento das imagens na tela e os controles de gerenciamento de energia. Este

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driver é fornecido em um disquete que acompanha o monitor, mas em caso de extravio deste disquete, o Windows possui drivers para praticamente todos os monitores do mercado. Esta identificação é possível graças ao padrão DDC (Display Data Channel), no qual o monitor envia informações para a placa de vídeo, através de dois dos 15 pinos do conector DB-15. Todas as placas de vídeo modernas apresentam suporte para o DDC. Ao conectar um monitor Plug and Play, este informa através do DDC seu modelo e fabricante, bem como as resoluções suportadas. Desta forma é possível utilizar automaticamente as melhores freqüências horizontais e verticais, com grande facilidade. Se a placa de vídeo ou o monitor forem antigos e não oferecerem suporte ao DDC, o monitor será indicado no Windows como “monitor desconhecido” (Windows 95 e 98) ou “monitor padrão” (Windows ME). Certificações internacionais A tela de um monitor sempre emite radiação. Alguns monitores emitem quantidades muito pequenas, inofensivas de radiação. Outros emitem quantidades elevadas que podem causar problemas à visão, ou na melhor das hipóteses, dores de cabeça e cansaço visual. Órgãos internacionais de normatização produziram especificações de níveis de radiação máximos aceitáveis, emitidas pela tela de um monitor. As duas principais normas são a MPR-II e a TCO. Na parte traseira do monitor existem indicações dos certificados dessas normas. Exija um monitor que tenha pelo menos a certificação MPR-II. Melhor ainda é a certificação TCO, que recomenda níveis de radiação ainda menores. Basta checar os logotipos existentes na parte traseira do monitor, ou então checar as informações no site do fabricante, no que diz respeito a certificações. Existem no mercado brasileiro, monitores com preços incrivelmente baixos. Não se impressione, existem várias formas de produzir um monitor barato. Uma delas é utilizar tubos de imagem sem as devidas proteções quanto à emissão de radiação. Monitor x placa de vídeo A maioria dos monitores e placas de vídeo atuais, mesmo os mais simples, podem operar com resoluções de 640x480, 800x600 e 1024x768, com boa qualidade de imagem e sem flicker. Existem entretanto aplicações em que resoluções ainda mais elevadas são necessárias, como CAD e editoração eletrônica. Monitores de 14” e 15” em geral permitem operar com até 1024x768. Monitores de 17” em geral aceitam resoluções um pouco mais altas, como 1280x960. Para resoluções mais elevadas, é preciso utilizar monitores com telas maiores. Sempre podemos consultar antes de uma compra, através da Internet, quais resoluções são suportadas por um monitor, e com quais freqüências verticais. A figura 17 mostra como exemplo, parte das informações apresentadas sobre o monitor Viewsonic modelo P810. Figura 8.17 Informações sobre um monitor Viewsonic P810.

O monitor deste exemplo opera com resoluções de até 1800x1440, com taxa de atualização de 73 Hz, ou seja, praticamente sem cintilação. Tecnicamente seria possível projetar um monitor de 14” para operar com resoluções elevadas, como 1920x1440, entretanto não existiria melhoramento algum na imagem, em relação à resolução de 1024x768. Para operar com resoluções muito elevadas, além de ter um bom monitor de tela grande e que suporte essas resoluções sem flicker, é preciso utilizar uma placa de vídeo que seja capaz de operar também

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nessas resoluções e sem flicker. É possível encontrar muitas placas de vídeo, mesmo simples, capazes de chegar a resoluções elevadas, porém pode ocorrer flicker, não por dificuldades do monitor, e sim da placa de vídeo. Placas que não possuem memória de vídeo e chip gráfico suficientemente velozes podem ser obrigadas a operar com freqüências horizontais baixas para vencer essas limitações. Portanto ao selecionar uma placa de vídeo para operar com resoluções muito elevadas, consulte previamente as informações do seu fabricante na Internet. A figura 18 mostra as resoluções e número de cores, com as respectivas freqüências verticais, geradas por uma placa Voodoo 3 3000. Os fabricantes das placas de vídeo, na maioria das vezes, dão este tipo de informação no manual ou no seu site. Para decidir sobre o uso de uma resolução elevada, devemos consultar tanto o manual da placa de vídeo como o do monitor. A máxima resolução desta placa é de 1920x1440 em modo True Color, com 75 Hz. O monitor P810 citado na figura 17 chega no máximo a 1800x1440, com 73 Hz. Portanto esta placa é capaz de ir “mais longe” que o monitor, e isto é o que normalmente deve ocorrer. Monitores para altas resoluções são muito caros, e não seria justificável operar com resolução e taxa de atualização menor que as máximas permitidas devido a limitações da placa de vídeo, um componente muito mais barato que o monitor. Figura 8.18 Modos gráficos de uma placa Voodoo 3 3000.

Conceitos básicos sobre vídeo Depois desta breve apresentação sobre placas de vídeo e monitores, apresentaremos agora conceitos básicos sobre vídeo. Essas informações são úteis para os principiantes que ainda não conhecem esses termos, e também para leitores com mais experiência mas que aprenderam errado. Por exemplo, muitas pessoas fazem confusão entre tríades e pixels. Tríades e pixels Vimos que a tela de um monitor é revestida por minúsculos pontos de fósforo que emitem luz verde, vermelha ou azul quando são atingidos por um feixe eletrônico. Existem ainda monitores nas quais a tela é revestida, não por minúsculos pontos, mas por finíssimas linhas verticais com fósforos emissores de luz vermelha, verde e azul. O fósforo tem uma característica física interessante. Ao ser energizado,

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emite luz. Diferentes compostos de fósforo emitem luz com diferentes freqüências, ou seja, diferentes cores. As telas dos antigos monitores e TVs monocromáticos não utilizavam fósforo de 3 cores, e sim, fósforo de uma única cor. Nas TVs em preto e branco era usado fósforo branco, que emitia diferentes intensidades luminosas de acordo com a intensidade do feixe eletrônico, produzindo assim as diferentes tonalidades de cinza que formam as imagens em “preto e branco”. Nos monitores monocromáticos, em geral era usado o fósforo verde, pois a radiação emitida produzia menor cansaço visual. Telas de TVs e monitores monocromáticos eram revestidas internamente por uma camada uniforme de um único tipo de fósforo. Nem pequenos pontos, nem finíssimas tiras. Era um revestimento uniforme, como se fosse uma pintura. Imagine agora um feixe eletrônico iluminando internamente esta camada de fósforo. Sua intensidade aumenta ou diminui para formar as imagens. A figura 19 mostra como ficaria um trecho da tela no qual está escrito a palavra “pixels”. O feixe eletrônico caminha apagado da esquerda para a direita, até que é aceso para formar a parte superior da letra “P”. Fica aceso durante três períodos e se apaga, até que mais adiante acende novamente para formar a parte superior da letra “L”. Fica aceso durante dois períodos e se apaga, prosseguindo até chegar no canto direito da tela. Na próxima linha de varredura, o feixe acenderá e apagará para formar o pequeno ponto na segunda linha que forma a letra “P”. Caminhará apagado durante 4 períodos e acenderá por mais um período para formar o restante da segunda linha da letra “P”. Ainda nesta varredura o feixe acenderá mais uma vez para formar o pingo da letra “I” e a segunda linha de varredura da letra “L”. Figura 8.19 Formação caracteres tela.

de na

Durante uma linha de varredura, o feixe eletrônico acende ou apaga, de acordo com os dados existentes na memória. Ao operar, por exemplo, com uma resolução de 640x480, cada linha de varredura é formada por 640 posições independentes, cada uma delas pode ter sua própria cor. Nos monitores antigos, as cores eram o preto e o branco (ou verde). Cada um dos estados que o feixe eletrônico assume ao descrever uma linha é chamado de um pixel (abreviatura para picture element, ou elemento de imagem). Note que a figura 19 é uma ampliação de um pequeno trecho na tela. O aspecto é ruim devido à ampliação. Olhando no monitor a uma distância razoável, não conseguimos perceber as imperfeições. Podemos visualizar a memória de vídeo como sendo uma matriz de pequenos quadrados que formam as imagens e os textos. A figura 20 mostra um exemplo desta representação e a sua aparência real na tela. Podemos imaginar que os pixels são pequenos quadrados, mas na verdade mais parecem círculos embaçados. Observe ainda um efeito interessante. As linhas verticais que formam a letra “e” na figura 20 são claramente formadas por pontos distintos, mas a linha horizontal parece ser contínua. Durante a exibição desta linha horizontal, o feixe eletrônico permanece aceso, e assim não podemos visualizar os pixels separadamente. Já os pixels dispostos no sentido vertical podem ser facilmente distinguidos, pois pertencem a diferentes linhas de varredura. É o resultado da trajetória horizontal descrita pelo feixe eletrônico.

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Figura 8.20 Caracter idealizado na memória e sua aparência real na tela.

Nos monitores coloridos, os pixels são como pontos que iluminam as tríades. A figura 21 mostra a diferença entre resoluções baixas e altas. Imagine que fotografamos a palavra “Pix” em três resoluções: 640x480, 800x600 e 1024x768. Nas resoluções maiores, os pixels são menores, mas os pontos de fósforo na tela são imóveis. Figura 8.21 Montagem com textos diferentes resoluções.

O efeito é mostrado melhor na figura 22, onde vemos pixels nas três resoluções citadas. Na resolução menor, os pixels são maiores e atingem um número maior de tríades. Nas resoluções mais elevadas, os pixels são menores e cada um deles atinge um número menor de tríades. Quando o pixel é muito pequeno, a ponto de ter tamanho igual ao menor que o dot pitch, perdemos a noção de cor. Um pixel branco não será mais branco, e sim, colorido. A figura não é colorida, vemos nos três casos pontos cinzentos, mas se fossem os pontos da tela do monitor, os três pixels mostrados seriam brancos. As cores vermelha, verde e azul corretamente combinadas resultam em luz branca. Se os pixels forem pequenos demais, não cobrirão um bom número de tríades para formar a cor branca. Figura 8.22 Os pixels iluminam um grupo de tríades.

Para efeito de comparação, em uma tela de 14”, operando na resolução de 1024x768, um pixel tem cerca de 0,3 mm, aproximadamente o mesmo tamanho que tríades com dot pitch de 0,28 mm. Resoluções maiores nesta tela de 14” resultarão em pixels menores que as tríades, por isso não é conveniente usar resoluções maiores que 1024x768 em monitores de 14”. Resolução Uma das características mais importantes de uma placa de vídeo é o conjunto de resoluções que podem ser exibidas. Uma tela gráfica é formada por uma grande matriz de pontos, chamados de pixels (picture elements, ou seja, elementos de imagem). Considere por exemplo a resolução de 800x600, na qual a

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tela é formada por uma matriz de 800 pontos no sentido horizontal, por 600 pontos no sentido vertical, como mostra a figura 23. Figura 8.23 Tela com 800x600.

resolução

As atuais placas de vídeo podem operar com diversas resoluções, tais como: 320x200 640x200 640x350 640x480

800x600 1024x768 1280x1024 1600x1200

As resoluções mais usadas são 640x480, 800x600 e 1024x768. A resolução de 320x200 foi muito usada nos antigos jogos para o modo MS-DOS. As resoluções de 640x200 e 640x350 são pouco usadas, e existem apenas para manter compatibilidade com programas gráficos antigos, operando sob o MS-DOS. As resoluções superiores a 1024x768 são usadas principalmente em computadores poderosos, destinados a CAD e editoração eletrônica. Quanto maior é a resolução, maior é o nível de detalhamento na representação da imagem. Uma imagem com resolução de 320x200 tem uma qualidade inferior, pois nota-se claramente que é formada por uma série de quadrados. Figura 8.24 A grande distância não conseguimos perceber muita diferença entre resoluções altas e baixas.

Veja por exemplo a figura 24, onde são apresentadas duas telas, uma na resolução de 320x240 e outra na resolução de 800x600. Observando ambas à distância, parece que são iguais, mas ao olharmos mais de perto (figura 25), vemos que na resolução mais baixa, a imagem é formada por uma série de quadrados. Operar com a resolução de 1024x768 resulta em melhor qualidade de imagem que usando 800x600, que por sua vez é melhor que 640x480, que por sua vez é muito melhor que 320x240.

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Figura 8.25 Olhando atentamente conseguimos perceber a pobreza de detalhes nas resoluções mais baixas.

Resoluções altas são melhores, mas para usá-las é preciso ter uma boa placa de vídeo, um bom monitor e um processador veloz. Número de cores Esta é uma outra característica importante nas placas de vídeo. No início dos anos 80, era muito comum operar em modo monocromático, usando apenas o preto e o branco. Mesmo as placas gráficas que geravam cores, operavam com 4 ou no máximo 8 cores, devido a limitações tecnológicas da época. Apenas placas gráficas usadas em computadores especiais, próprios para CAD, podiam operar com mais cores, mas a um custo altíssimo. No final dos anos 80, já eram comuns e baratas as placas de vídeo Super VGA, capazes de operar em modos gráficos de 16 ou 256 cores. Com 16 cores, é possível representar desenhos de alta qualidade. Com 256 cores, é possível representar fotos e filmes coloridos de forma muito satisfatória, quase perfeita. As atuais placas Super VGA operam com elevados números de cores. Este número de cores está diretamente relacionado com o número de bits usados para representar cada pixel. A tabela abaixo descreve esta relação. Número de bits por pixel 1 2 4 8 15 16 24 32

Número cores 2 4 16 256 32.768 65.536 16.777.216 16.777.216

No modo SVGA mais avançado até o início dos anos 90, cada pixel era representado por um byte (8 bits). Com esses 8 bits, é possível formar 256 valores, o que corresponde a 256 cores. Nas placas SVGA atuais, estão disponíveis modos que chegam até cerca de 16 milhões de cores. Esses modos são chamados de:

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Hi Color: True Color:

32.768 16.777.216 cores

65.536

cores

Para abreviar, é comum indicar esses elevados números de cores como 32k, 64k e 16M. Muitas placas de vídeo operam com modos True Color de 32 bits, e não de 24 bits. Poderíamos pensar que desta forma a placa gera 4 bilhões de cores, mas não é isso o que ocorre. Tanto nos modos True Color de 24 como no de 32 bits, são usados 8 bits para representar o vermelho, 8 bits para o verde e 8 bits para o azul. Os 8 bits adicionais encontrados nos modos de 32 bits são desprezados (a placa fica mais rápida operando com 32 bits que com 24), ou então são usados para o canal alfa, que indica o nível de transparência de uma cor. A vantagem em operar nos modos Hi Color e True Color é uma maior fidelidade na representação de cores. É possível representar com muito maior aproximação, os quase 20 milhões de cores que a vista humana consegue distinguir. Para efeito de comparação (pena que este livro não é a cores), considere a figura 26, onde existem duas fotos idênticas, sendo que a primeira é representada usando 24 bits (16 milhões de cores) e a segunda é representada usando pixels de 8 bits (256 cores). Existe diferença, mas quase não podemos perceber, devido à distância entre a tela e nossos olhos.

Figura 8.26 - Na tela, quase não percebemos a diferença entre 8, 16 e 24 bits por pixel. A diferença entre usar 256 e usar 16 milhões de cores só é notada quando olhamos a figura bem de perto. Veja na figura 27 o que acontece quando nos aproximamos mais da tela. A imagem com 256 cores apresenta cores formadas por uma técnica conhecida como “dithering”. Consiste em aplicar pixels de cores variáveis, com o objetivo de formar novas cores, quando a figura é visualizada à distância. A imagem com 16M cores não utiliza o dithering para simular cores, apresentando as cores verdadeiras da imagem, o que resulta em uma qualidade visual muito melhor.

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Figura 8.27 - Apenas olhando atentamente conseguimos ver a diferença entre fotos com pixels de 8, 16 e 24 bits. Os modos gráficos True Color apresentam uma excepcional qualidade. Os modos Hi Color apresentam uma qualidade quase tão boa, apesar do seu número de cores ser bem inferior. Mesmo assim, a qualidade de imagem obtida nos modos Hi Color é muito superior à obtida com apenas 256 cores. Para indicar simultaneamente a resolução e o número de cores, usamos duas formas. Por exemplo, para indicar a resolução de 800x600 com 256 cores, podemos dizer: 800x600 800x600x256 800x600x8

com

256

cores

Sempre que indicamos a resolução usando três números como AxBxC, o primeiro número indica o número de pixels na tela no sentido horizontal, o segundo número indica o número de pixels no sentido vertical, e o terceiro número indica o número de cores. Também é comum usar para o valor C, não o número de cores, mas o número de bits por pixel. VGA e SVGA Na verdade, todas as placas de vídeo usadas nos PCs modernos são Super VGA. Entretanto, não é errado chamá-las de VGA. Uma placa Super VGA nada mais é que uma placa VGA avançada. As placas VGA originais, lançadas pela IBM em meados dos anos 80, operavam com várias resoluções e números de cores, entre as quais, as principais são: 320x200x256 640x480x16 Como vimos, 256 cores são satisfatórias para representar fotos e filmes, mas na resolução de 320x200, notamos nitidamente a pixelização da imagem, ou seja, podemos notar que é formada por pequenos quadrados. A resolução de 640x480 apresenta uma pixelização imperceptível, mas com apenas 16 cores, não é possível representar fotos e filmes. Assim que a tecnologia evoluiu, e os preços dos circuitos necessários à implementação de placas de vídeo diminuíram, os seus fabricantes puderam produzir placas VGA de baixo custo, com as mesmas características de placas mais sofisticadas que custavam, até então, alguns milhares de dólares. Surgiram então as placas SVGA (Super VGA). Tratamse de placas VGA, capazes de operar, tanto nas resoluções normais (como 320x200x256 e 640x480x16), como em resoluções mais altas, e com maior número de cores. As primeiras placas SVGA operavam com resoluções elevadas, como:

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640x480x256 800x600x256 1024x768x256 O uso de 256 cores e resoluções mais altas tornou possível a representação de imagens com qualidade muito superior à das antigas placas VGA. Um dos requisitos de hardware que uma placa de vídeo deve atender para possibilitar o uso de maiores resoluções e maior número de cores é possuir memória de vídeo em quantidade suficiente. As placas VGA originais possuíam apenas 256 kB de memória de vídeo. As placas SVGA precisam ter 1024 kB de memória de vídeo para chegar à resolução de 1024x768x256. No início dos anos 90, encontrávamos placas SVGA com 256 kB, 512 kB e 1024 kB de memória de vídeo. O número de cores e as resoluções suportadas dependiam desta quantidade. A tabela abaixo mostra esta dependência. Resolução

Placa VGA

640x480 800x600 1024x768

16 -

SVGA com 256 kB 16 16 -

SVGA com 512 kB 256 256 16

SVGA com 1024 kB 256 256 256

De acordo com a tabela, podemos observar que para chegar à resolução de 1024x768 com 256 cores, é necessário que a placa SVGA tenha 1024 kB (1 MB) de memória de vídeo. Uma placa SVGA com 512 kB de memória de vídeo chega a esta resolução com apenas 16 cores. Esta mesma placa oferece 256 cores no máximo na resolução de 800x600. As atuais placas SVGA são muito mais poderosas que as disponíveis no início dos anos 90. Uma das suas principais características é a disponibilidade de modos gráficos que chegam até 16 milhões de cores. Da mesma forma como ocorre com as placas mais antigas, para ter elevadas resoluções e um elevado número de cores, é necessário que a placa possua uma grande quantidade de memória de vídeo. As placas atuais apresentam no mínimo 4 MB de memória de vídeo, mas mesmo os modelos não tão novos, com 1 MB ou 2 MB de memória de vídeo, também podiam operar com até 16 milhões de cores. Os números máximos de cores atingidos por essas placas estão descritos na tabela abaixo. Resolução 640x480 800x600 1024x768 1280x1024

1 MB 16M 64k 256 16

2 MB 16M 16M 64k 256

4 MB 16M 16M 16M 16M

OBS: Existem diferenças entre as diversas placas SVGA existentes, principalmente nos modos com resoluções superiores a 1024x768. Por exemplo, certas placas podem não ser capazes de operar com 16 milhões de cores na resolução de 1280x1024, mesmo com 4 MB de memória de vídeo, ficando limitadas a usar 64k cores nesta resolução. Como vemos pela tabela, as modernas placas SVGA, mesmo equipadas com apenas 1 MB de memória de vídeo, são capazes de operar em modo True Color na resolução de 640x480, e em modo Hi Color na resolução de 800x600. Aceleração 2D Desde aproximadamente 1993, as placas de vídeo mais sofisticadas passaram a utilizar aceleração gráfica 2D. Em 1995 esta já era uma característica comum em todas as placas de vídeo, mantida até os dias atuais. As placas de vídeo antigas, que não faziam aceleração gráfica, tinham o trabalho limitado a acessar continuamente a memória de vídeo e enviá-los ao monitor. Cabia ao processador da placa de

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CPU, o trabalho de construir, pixel a pixel, o conteúdo da tela. Para isso o processador armazenava na memória de vídeo, valores que correspondiam às cores que cada pixel da tela deveria ter. Isso tudo deixava o processador da placa de CPU muito ocupado, e a geração das imagens muito lenta. Visando melhorar o desempenho, os chips gráficos modernos passaram a ser processadores gráficos. Eles não fazem simplesmente a leitura da memória de vídeo e o envio ao monitor. Eles realizam a maioria das operações gráficas mais comuns. Por exemplo: • • • • •

Mover bloco de dados de uma parte para outra da tela Traçado de retas, curvas e retângulos Preenchimento de área com uma determinada cor Preenchimento de área com um determinado padrão Geração de caracteres

Um processador gráfico dedicado, localizado na placa de CPU, tem condições de executar o trabalho de construção de imagens de forma muito mais rápida que o processador da placa de CPU, por dois motivos: a) Barramento interno com mais bits – O processador da placa de CPU comunica-se com a memória de vídeo através de um barramento PCI ou AGP, ambos de 32 bits. Já o barramento interno da placa de vídeo pode ter um número maior de bits. As placas mais simples utilizam barramentos internos de 64 bits, as mais avançadas usam 128 ou 256 bits. b) Clock do barramento interno mais veloz – Enquanto o barramento PCI opera com 33 MHz, e a primeira versão do barramento AGP operava com 66 MHz, já era comum encontrar placas de vídeo operando com barramentos internos acima de 100 MHz. Portanto um processador gráfico localizado na própria placa de vídeo tem condições de acessar a memória de vídeo de forma muito mais rápida que o processador da placa de CPU. Além disso o processador gráfico é especializado apenas em geração de imagens, por isso pode fazer o trabalho muito mais depressa. Além da geração de gráficos na tela ser mais rápida, o processador da placa de CPU fica com mais tempo livre para executar outras tarefas. Figura 8.28 O barramento interno de uma placa de vídeo é sempre mais veloz que o barramento no qual ela é conectada.

Para efeito de comparação, mostramos na figura 28 uma placa de vídeo com um processador gráfico de 128 bits, operando a 200 MHz. A taxa de transferência entre este processador e a memória de vídeo é de 3,2 GB/s. Para calcular, basta multiplicar o clock pelo número de bytes da memória de vídeo. No nosso exemplo, são 128 bits, ou 16 bytes, portanto temos: 200 MHz x 16 bytes = 3,2 GB/s

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Enquanto isso, o processador da placa de CPU acessa a memória de vídeo através do barramento, que pode ser PCI ou AGP. Ambos são barramentos de apenas 32 bits, e suas taxas de transferência são: Barrame nto PCI AGP 1x AGP 2x AGP 4x AGP 8x

Taxa de transferência 133 MB/s 266 MB/s 533 MB/s 1066 MB/s 2133 MB/s

Mesmo o barramento AGP 8x nem chega perto da taxa de transferência possível para o barramento interno da placa do nosso exemplo. Aceleração de vídeo Desde que os chips gráficos das placas de vídeo passaram a ser aceleradores gráficos para operações 2D, outras funções de vídeo passaram a ser implantadas no hardware de novos chips gráficos. Uma delas é o que chamamos de “aceleração de vídeo”. Não façamos confusão. O que foi explicado no item anterior é a aceleração gráfica, que consiste em executar por hardware, pelo próprio processador da placa, a maioria das funções de geração de imagens de uma interface gráfica, como a do Windows e outros sistemas operacionais. A aceleração de vídeo consiste em realizar por hardware, a exibição de filmes em movimento. Normalmente a exibição de um filme na tela consiste em acessar o arquivo de vídeo (normalmente com extensão AVI, MOV ou MPG), realizar a decodificação da imagem e transferir os dados para a tela, em uma janela. Esta operação envolve um grande volume de processamento, ou seja, deixa o processador da placa de CPU bastante ocupado. Quando uma placa faz aceleração de vídeo, ela realiza a maior parte das operações complexas envolvidas no processo de converter os dados do arquivo de vídeo para os pixels que formarão o filme em movimento na tela. Isso deixa o processador da placa de CPU menos ocupado, além de produzir imagens de melhor qualidade. Muitas placas de vídeo modernas fazem aceleração de vídeo por hardware. Graças a esta sua especialização, elas podem exibir filmes com melhor qualidade, em tela cheia e com um bom frame rate (o ideal é operar com 30 quadros por segundo para ter uma boa continuidade de movimentos). Quando uma placa não faz aceleração de vídeo por hardware, ela deve faze-la por software. Praticamente todo o trabalho será neste caso feito pelo processador da placa de CPU. Dificilmente poderá ser usada uma exibição em tela cheia e com um bom frame rate. A qualidade das imagens também será inferior. Esta é mais uma das diferenças entre as placas de vídeo caras e as mais baratas. Aceleração 3D Este recurso começou a se tornar comum em meados dos anos 90, e hoje está presente em todas as placas de vídeo, até nas mais simples. Trata-se da aceleração gráfica 3D. A idéia é bem parecida com a aceleração gráfica 2D, já apresentada. O chip principal da placa de vídeo é na verdade um processador gráfico capaz de acessar diretamente a memória de vídeo através de um barramento local, com elevada taxa de transferência. Este chip realiza sobre a memória de vídeo, as operações geométricas envolvidas na geração de gráficos tridimensionais. A geração dessas imagens consiste no seguinte:

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Figura 8.29 Imagem em wire frame.

1) O processador da placa de CPU gera uma imagem tridimensional formada por uma série de polígonos, como mostra a figura 29. Este tipo de representação é chamado de wire frame (armação de arame). 2) A placa realiza o que chamamos de renderização sobre esses polígonos. O processo consiste em aplicar sobre cada polígono, texturas apropriadas. As texturas são imagens bidimensionais, que ao serem aplicadas sobre os polígonos do wire frame, produzem como resultado uma imagem tridimensional. A figura 30 mostra o resultado da aplicação das diversas texturas sobre o wire frame da figura 29. Figura 8.30 Imagem resultante da aplicação de texturas sobre o wire frame.

Durante a aplicação das texturas, vários efeitos são adicionados para ter resultados com mais realismo. São levados em conta níveis de iluminação, brilho, reflexão, neblina, transparência, vários métodos de filtragem, etc. Quando uma placa de vídeo 3D é simples, apenas alguns desses efeitos são suportados. Um mesmo programa, ao ser executado em um PC com uma placa de vídeo mais sofisticadas, poderá gerar imagens 3D incrivelmente realistas, ao passo que se executado em um PC com uma placa 3D mais simples resultará em imagens mais pobres. Captura de vídeo

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A captura de vídeo consiste em receber uma fonte de sinal de vídeo, proveniente de uma câmera ou videocassete, e gerar um arquivo de vídeo (normalmente de extensão AVI) com o “filme” resultante. Para realizar este trabalho temos duas opções: a) Usar uma placa SVGA com funções b) Usar uma placa SVGA comum e uma segunda placa para captura

captura

vídeo

As placas de captura também são chamadas de placas digitalizadoras de vídeo. A maioria dos modelos disponíveis no mercado realiza apenas as funções de captura, compressão, descompressão e exibição de vídeo, sendo necessário operar em conjunto com uma placa SVGA tradicional. Existem entretanto alguns modelos que fazem tudo, ou seja, além de desempenhar todas as funções de uma placa digitalizadora, são também placas SVGA com capacidades de aceleração 2D e 3D. Um exemplo típico é a placa ATI All in Wonder, encontrada com facilidade no mercado nacional. As placas de digitalização de vídeo precisam estabelecer comunicação com a placa SVGA. Quando um vídeo está sendo exibido em uma janela, o vídeo propriamente dito é gerado pela placa digitalizadora, enquanto o restante da tela é gerada pela placa SVGA. É preciso sincronizar as duas imagens, e para isso é necessária esta comunicação. Existem placas digitalizadoras que fazem esta comunicação através de um cabo interno, ligado ao VGA Feature Connector, encontrado tanto na placa SVGA quanto na própria digitalizadora (figura 31). Figura 8.31 À esquerda - A placa digitalizadora pode estabelecer comunicação com a placa SVGA através do feature connector. À direita - Cabo externo para ligar a placa SVGA à digitalizadora de vídeo.

Nesta operação em conjunto, o monitor não é mais ligado na placa SVGA. A imagem que seria enviada ao monitor é transmitida para a placa digitalizadora, através de um cabo apropriado (figura 31). A placa digitalizadora recebe então as imagens geradas pela placa SVGA e adiciona suas próprias imagens (vídeo em janela ou tela cheia), e transmite a imagem final para o monitor. Existem entretanto placas digitalizadoras que não necessitam dessas conexões físicas com a placa SVGA. Toda a comunicação é feita através dos barramentos PCI e AGP. Essas placas são capazes também de exibir imagens em movimento (filmes no formato AVI) com uma qualidade muito superior à das placas SVGA. Seus chips especiais realizam a descompressão de imagens por hardware (muito mais rápido que as placas SVGA, nas quais a descompressão é feita por software), e ainda podem expandir a imagem para que ocupe a tela inteira, usando interpolação. As placas de captura de vídeo são acompanhadas de programas para edição de vídeo, como o Adobe Premiere e o Ulead Vídeo Studio. Esses programas permitem adicionar aos arquivos de vídeo, efeitos especiais, realizar cortes, transições, adicionar caracteres, adicionar e editar uma trilha sonora, enfim, todas as etapas envolvidas na geração de um vídeo profissional. A figura 32 mostra o aspecto de um programa para edição de vídeo.

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Figura 8.32 Programa de edição de vídeo.

Drivers e utilitários Todas as placas SVGA são acompanhadas de softwares especiais chamados de drivers SVGA. Esses drivers permitem que sejam utilizados os recursos da placa (suas cores e suas resoluções, bem como os recursos de aceleração gráfica) em diversos programas. Em geral, são fornecidos drivers SVGA para: Windows Windows Windows NT / 2000

3.x ME

Nem sempre os drivers que acompanham uma placa de vídeo são os mais atualizados. Uma placa pode ficar vários meses na prateleira até ser vendida, e na ocasião da sua instalação, o driver pode estar desatualizado em vários meses. Sempre encontramos no site do fabricante da placa de vídeo, os seus drivers mais atualizados. O Windows também é fornecido com drivers para centenas de modelos de placas de vídeo. São chamados de drivers nativos. Quando é feita a sua instalação, a marca e modelo da placa de vídeo são detectados e os drivers nativos são instalados. Em geral esses drivers funcionam bem, mas em caso de problemas no vídeo, uma das primeiras providências que devemos tomar é instalar um driver mais novo. Pode ser o existente no CD-ROM que acompanha a placa de vídeo, caso seja mais recente que os drivers nativos do Windows. Melhor ainda é usar a última versão, disponível no site do fabricante da placa de vídeo. Existem casos em que o Windows não possui drivers nativos para a placa de vídeo. Isto é comum quando a placa é mais nova que a versão do Windows em uso. Quando isto ocorre, a placa é instalada com drivers VGA genéricos, que possibilita usar no máximo a resolução de 640x480, com 16 cores. Apenas com a instalação dos drivers fornecidos pelo fabricante (seja a partir do CD-ROM, seja pela Internet) a placa de vídeo estará plenamente funcional. Em muitos casos, os drivers da placa de vídeo são instalados através de um pacote mais amplo, contento não apenas os drivers propriamente ditos, mas também utilitários para controle das opções de funcionamento da placa. Muitas vezes esses utilitários aparecem na forma de novas guias no quadro de configurações da placa de vídeo, como mostra a figura 33. Normalmente este quadro possui apenas as guias Geral, Adaptador, Monitor, Desempenho e Gerenciamento de Cores. No exemplo da figura 33, as

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guias Vanta (o modelo da placa) e Output Device foram adicionadas pela instalação dos softwares que acompanham a placa. Figura 8.33 Utilitários integrados às propriedades da placa de vídeo.

BIOS VESA Já vimos que os drivers SVGA são softwares especiais que possibilitam o uso dos recursos de uma placa SVGA em determinados programas e sistemas operacionais. Um driver SVGA para Windows ME permite que qualquer programa gráfico para Windows ME possa utilizar os recursos da placa. Obviamente, programas como editores de texto e bancos de dados não aproveitarão totalmente os recursos de cor (apesar de poderem incorporar essas figuras em seus documentos), mas os programas próprios para manipulação de figuras farão pleno uso das cores que a placa permite. Programas para edição de fotos poderão exibir seus arquivos usando os modos Hi Color e True Color, se a placa estiver configurada para tal. Você encontrará entretanto, muitos programas antigos para MS-DOS, principalmente jogos, que precisam de suporte para utilizar os recursos da placa, como suas altas resoluções, seu elevado número de cores e a aceleração gráfica. Infelizmente, não existem “drivers SVGA para DOS”, mas existe algo parecido, chamado BIOS VESA. Trata-se de um conjunto de funções padronizadas que permitem que qualquer software gráfico para MS-DOS possa utilizar os modos gráficos em qualquer placa SVGA, desde que ambos estejam preparados para operar neste modo. O BIOS VESA faz parte do próprio BIOS da placa de vídeo. Ele já está implantado na placa, na mesma ROM onde está o BIOS VGA. Muitos programas gráficos estão preparados para operar controlando um BIOS VESA. Você não pode fazer com que um programa gráfico antigo, que não suporte o BIOS VESA, passe a utilizar os modos gráficos SVGA só pelo fato da

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placa SVGA possuir este recurso. É preciso que o programa possua esta opção. Podemos citar o caso dos jogos. Tradicionalmente, utilizam o modo gráfico de 320x200 com 256 cores, mas muitos jogos para MS-DOS mais recentes (1995-1997) possuem opções gráficas como VGA e SVGA. Quando o usuário escolhe a opção SVGA, o programa passa a usar os recursos do BIOS VESA para gerar altas resoluções e elevado número de cores. Entretanto, é preciso tomar cuidado com um detalhe importante. Programas visualizadores gráficos, que simplesmente apresentam figuras estáticas na tela, podem perfeitamente operar com altas resoluções. Já os jogos de ação, como aqueles que envolvem lutas e corridas, precisam ficar constantemente alterando o conteúdo da memória de vídeo. Em alta resolução, computadores que não sejam extremamente velozes podem demorar muito tempo para executar o preenchimento da tela, o que causa a perda da continuidade de movimentos (a imagem apresenta saltos). Em micros antigos, é melhor operar com resolução baixa (320x200) para obter mais velocidade, mesmo sendo o BIOS VESA capaz de operar com resoluções elevadas.

Usando múltiplos monitores A partir da versão 98, o Windows passou a apresentar um recurso bastante casos extremamente útil, que é a possibilidade de instalação simultânea de vários monitores. Instalar, por exemplo, dois monitores, pode ser uma opção que comprar um monitor de tela grande. Nesta seção mostraremos como utilização deste recurso. Basicamente temos que fazer o seguinte: 1) Uma placa de vídeo deve ser instalada e 2) Instalar a segunda placa de vídeo 3) Configurar o Windows para utilizar a segunda placa de vídeo

interessante e em certos várias placas de vídeo e mais prática e econômica é feita a instalação e a

estar funcionando e reiniciar o

corretamente computador

Devemos encaixar a segunda placa de vídeo em um slot livre (ambas as placas precisam ser PCI, sendo que uma delas pode ser AGP). Quando o Windows for incializado, apenas o primeiro monitor funcionará, e nele será apresentada a mensagem informando que a segunda placa foi detectada. Deve ser feita a instalação dos seus drivers, exatamente como fazemos para instalar uma placa única. Terminada a instalação o computador deverá ser reinicializado. Se tudo correr bem, o segundo monitor apresentará em modo texto, a mensagem mostrada na figura 34 assim que o ambiente gráfico do Windows for carregado. A primeira placa de vídeo estará funcionando normalmente.

Figura 8.34 - Se esta mensagem aparecer, significa que a segunda placa de vídeo foi corretamente instalada. Se a mensagem da figura 34 não aparecer, ocorreu algo de errado na sua instalação. Devemos consultar o Gerenciador de Dispositivos para buscar informações visando corrigir eventuais problemas. Na figura 35 vemos que existem duas placas de vídeo instaladas, uma primária (Matrox MGA Mystique) e uma secundária com problemas (Video-71AGP-3D).

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Figura 8.35 A placa secundária está com problemas.

Ao consultarmos as propriedades da placa problemática (figura 36), vemos a causa dos problemas. É informado que o suporte a múltiplos monitores está tendo problemas com o gerenciador de memória EMM386.EXE. Removemos este gerenciador do CONFIG.SYS e depois de reinicializar o Windows, voltamos ao Gerenciador de Dispositivos para constatar que está tudo bem.

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Figura 8.36 Propriedades da placa de vídeo com problemas.

Depois que a segunda placa de vídeo estiver corretamente instalada, a guia Configurações do quadro de propriedades de vídeo terá um aspecto completamente diferente (figura 37). Antes de definir a resolução, o número de cores e usar o botão Avançadas, temos que selecionar a placa de vídeo a ser utilizada, através do campo Exibir.

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Figura 8.37 A guia de Configurações de vídeo, quando existem duas placas de vídeo instaladas.

Cada uma das placas poderá operar com seu próprio modo gráfico, ou seja, com resolução e número de cores diferentes. Devemos marcar também a opção Estender a área de trabalho do Windows a este monitor. Isto faz com que a tela do segundo monitor funcione como continuação da tela do primeiro. Quando o cursor do mouse é movimentado até a borda direita do primeiro monitor, aparecerá imediatamente na borda esquerda do segundo monitor. Ao arrastarmos uma janela no primeiro monitor para a direita, o trecho que desaparece na borda direita aparecerá entrando pela parte esquerda do segundo monitor (figura 38).

Figura 8.38 - A área de trabalho ocupa os dois monitores. Se na figura 38, clicarmos sobre o botão Maximizar da janela que invadiu a segunda tela, esta janela será maximizada até ocupar totalmente a segunda tela. Janelas que na ocasião da maximização estiverem com o botão Maximizar na primeira tela, serão maximizadas ocupando integralmente a primeira tela. Desta forma podemos manter dois programas maximizados simultaneamente, cada um

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ocupando uma tela. Até mesmo comandos de arrastar e soltar poderão ser utilizados entre esses dois programas, já que o cursor do mouse percorre livremente ambas as telas. No quadro da figura 37, podemos clicar sobre um monitor (1 ou 2) e move-lo para cima, para baixo, para a esquerda ou direita do outro monitor. Podemos desta forma definir a posição do monitor secundário em relação ao monitor principal. Requisitos para o uso de múltiplos monitores Você pode instalar mais de duas placas de vídeo, estendendo o processo aqui apresentado. A Microsoft afirma que este recurso foi testado com até 9 monitores. É claro que o aumento do número de monitores ficará vinculado ao número de slots livres para expansão de novas placas. Apenas placas de vídeo PCI e AGP podem ser utilizadas. Também devemos levar em conta que certos modelos de monitores, ao serem colocados lado a lado, causam interferência mútua nas imagens. Devido à falta de blindagem eletromagnética apropriada, cada um dos monitores pode apresentar ondulações na imagem, o que dificultará o uso de múltiplos monitores. Será preciso deixar os monitores afastados, o que poderá tornar incômodo o seu uso simultâneo. Existem ainda restrições quanto aos modelos de placas de vídeo a serem utilizadas. Nem todos os modelos suportam a operação em conjunto. É também preciso que as placas de vídeo possuam drivers para o Windows 98 / Millennium, dotados do recurso de funcionamento com múltiplas placas de vídeo. Você encontrará no diretório C:\WINDOWS do seu computador, o arquivo DISPLAY.TXT. Nele existem várias dicas sobre monitores e placas de vídeo, e ainda uma lista com as marcas e modelos de placas de vídeo testadas pela Microsoft, que dão suporte ao funcionamento de múltiplos monitores. Poderíamos apresentar as listas aqui, mas seriam muito extensas. O Windows 98 introduziu este recurso, o Windows 98 SE tem uma lista ainda maior, o mesmo ocorrendo no Windows Millenium. A cada versão do Windows, mais modelos de placas de vídeo são certificadas para a operação com múltiplos monitores.

Placas de vídeo 3D Placas 3D não são mais um acessório apenas para os usuários de jogos ou um item sofisticado para os profissionais de computação gráfica. Atualmente todas as placas de vídeo possuem recursos 3D, mesmo as utilizadas nos PCs mais simples. Portanto é uma boa idéia conhecer as funções dessas placas. O que faz uma placa de vídeo 3D? A exibição de imagens tridimensionais é muito complexa, principalmente quando é necessário um alto grau de realismo. Imagens tridimensionais são representadas internamente na memória do computador, como uma sucessão de elementos gráficos: polígonos, luzes, texturas e efeitos visuais diversos. Por exemplo, para representar uma casa com móveis, é preciso que o programa mantenha na memória, todos os objetos representados como grupos de polígonos, tipicamente triângulos e retângulos. Qualquer polígono pode ser representado como a junção de um ou mais triângulos ou retângulos. É preciso armazenar as coordenadas espaciais (X, Y e Z) de cada um dos vértices desses polígonos. Pontos de iluminação também precisam ter suas coordenadas armazenadas, pois esta informação é necessária para determinar se elementos gráficos aparecerão mais claros ou mais escuros, e ainda para a composição de sombras. Em cada superfície são aplicadas texturas, obtendo assim, maior realismo. Uma textura é uma figura bidimensional que é aplicada sobre os polígonos no espaço tridimensional. Por exemplo, o asfalto de uma pista de corridas pode ter aplicado a ele, imagens de trechos de imagens obtidos por fotografias frontais de asfalto verdadeiro. Da mesma forma, tijolos podem ser representados por retângulos sobre os quais são aplicadas texturas resultantes de fotografias de tijolos verdadeiros. O principal trabalho de uma placa tridimensional é aplicar as texturas sobre os polígonos, levando em

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conta as suas coordenadas espaciais. A figura 39 mostra um exemplo de imagem obtida a partir da aplicação de texturas sobre os polígonos no espaço tridimensional. Figura 8.39 Texturas são aplicadas sobre os polígonos, formando assim as imagens tridimensionais.

A figura 40 mostra uma tela capturada de um jogo 3D para o modo MS-DOS. Apesar de ser um jogo tridimensional, não utiliza recursos de placas tridimensionais (e por isso funciona com qualquer placa de vídeo). Figura 8.40 2D - Cena de um jogo que não possui suporte para placas tridimensionais.

A parte esquerda da figura mostra o interior de uma sala, com razoável qualidade gráfica. Podemos ver os detalhes do relógio, o banco, e até as texturas dos azulejos da parede. Na parte direita da figura temos uma parede bem próxima. Como não estão sendo usados recursos tridimensionais, não é possível ter alta qualidade nas texturas aplicadas, principalmente a pequenas distâncias. As texturas precisam ser ampliadas, e são representadas por uma série de quadrados de grande tamanho, o que prejudica o realismo. O problema poderia ser resolvido com o uso de texturas de maior resolução, mas aí existiria outro problema mais sério, que é a grande quantidade de processamento envolvido na aplicação dessas texturas. Para aplicar uma textura de 256x256, seria preciso um poder de processamento 16 vezes maior que o necessário para usar uma textura de 64x64. Especificamente os jogos 3D para MS-DOS foram criados para funcionar com processadores 486, portanto não podem contar com um processador veloz para manipular texturas muito complexas. Já a figura 41 mostra uma cena do jogo Heavy Metal Fakk2, usando uma placa de vídeo 3D. A parte esquerda da figura é o canto externo de uma parede de tijolos. Podemos observar que esses tijolos, mesmo estando próximos do observador, não são formados por uma sucessão de quadrados de grande tamanho, como no caso da figura 40. Além da placa de vídeo 3D ser capaz de manipular texturas de maior resolução, realiza filtragens que fazem com que as imagens fiquem mais realistas, não apresentando efeito de pixelização.

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Figura 8.41 3D - Imagem gerada em uma placa 3D.

Na figura 42 vemos uma cena de outro jogo que não utiliza recursos de placas 3D, o DOOM 2. Podemos observar que a parte central da figura, que representa o fundo de um corredor, está escurecido, enquanto as partes próximas estão mais claras. O chão e o teto mostram claramente que a transição entre o claro e o escuro é feita de forma precária, dividida em faixas. O escurecimento de partes afastadas é uma técnica para melhorar o realismo, mas o efeito visual é prejudicado pela falta de recursos tridimensionais nos jogos mais simples. Conforme andamos ao longo do corredor, as faixas claras se movimentam, e as partes escuras se tornam claras. Essa transformação em cores mais claras não é gradual, e sim, através de faixas. O resultado não é muito bom. Figura 8.42 2D - Cena do jogo DOOM2. Trechos distantes são escurecidos de forma precária.

Placas tridimensionais podem escurecer partes distantes, mas de forma gradual. Observe por exemplo, o fundo da sala na figura 43. Conforme andamos naquela direção, o fundo vai ficando mais claro, mas de forma gradual, sem apresentar faixas.

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Figura 8.43 3D - Partes distantes são escurecidas de forma gradual.

Vejamos agora algumas das operações realizadas pelos chips gráficos de placas de vídeo tridimensionais. Chips mais sofisticados realizam a maioria dessas operações, enquanto outros mais simples (e mais baratos) não realizam algumas delas. Chips mais simples também podem realizar várias operações 3D, mas em baixa velocidade, o que torna inviável gerar imagens complexas em movimento com boa qualidade e alta resolução. O papel do processador na geração de imagens 3D Antes de existirem placas de vídeo tridimensionais, o processador da placa de CPU fazia sozinho todo o trabalho: • • • • •

Cálculo das coordenadas dos vértices dos polígonos Traçado dos polígonos Determinação de partes visíveis e ocultas Cálculo de nível de iluminação ponto a ponto Renderização - aplicação de texturas sobre os polígonos

Um elevado volume de processamento é necessário para realizar todas essas tarefas. Como o processador sozinho tinha que fazer todo o trabalho, acabava sendo difícil exibir imagens tridimensionais em alta qualidade, e em tempo real. Em jogos, queremos que as imagens sejam movimentadas de forma interativa, que os gráficos sejam continuamente recalculados à medida em que os movimentos são feitos. Para que tenhamos uma boa continuidade de movimentos, é preciso ter um número elevado de quadros (frames) exibidos a cada segundo. O ideal é 30 quadros por segundo (30 fps), o que resulta em uma continuidade de movimentos equivalente às das imagens de TV. Para isto é preciso que o processador faça todos os cálculos, gere a figura tridimensional e a transfira para a tela, em apenas 1/30 do segundo. Para conseguir fazer este trabalho em tão pouco tempo, algumas simplificações são tomadas, como o uso de resolução baixa (320x240, por exemplo), o uso de texturas de baixa resolução (32x32), além de outras simplificações. As placas de vídeo 3D vieram para ajudar o processador na tarefa de gerar as imagens tridimensionais. Realizam por hardware a aplicação de texturas, levam em conta o nível de iluminação ponto a ponto, bastando saber qual é o nível de iluminação em cada vértice de cada triângulo. Desta forma, o processador só precisa fazer cálculos relativos aos vértices de cada triângulo, e todos os demais pontos são calculados pelo chip gráfico. Ainda assim o processador precisa realizar algumas tarefas muito importantes, antes de passar o restante do trabalho para o chip gráfico: a) Cálculo das coordenadas dos vértices

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À medida em que o ponto de vista se movimenta em uma figura, é preciso recalcular as coordenadas relativas para cada vértice. Esta tarefa usa intensamente o processador aritmético existente dentro do processador. Para esses cálculos, o processador deve ter uma unidade de ponto flutuante de alto desempenho, mas instruções especiais como as das tecnologias 3D Now (AMD) e SSE (Pentium III e 4) aceleram bastante este trabalho. b) Eliminação de partes ocultas Quando um elemento está localizado na frente de outros elementos, o processador precisa determinar quais serão mostrados, e quais ficarão escondidos. c) Cálculo de intensidade luminosa A intensidade de luz que chega a cada polígono depende de vários fatores, como a distância ao foco de luz e os ângulos formados entre a superfície do polígono e as linhas que vão ao ponto luminoso e ao ponto de observação. Esses cálculos precisam ser feitos para serem depois enviados ao chip gráfico, que fará a aplicação das texturas levando em conta a luminosidade. Como vemos, apesar do chip gráfico fazer um trabalho pesado na formação das imagens, processando pixel por pixel, ainda é importante ter um processador veloz para fazer todos os cálculos tridimensionais. A seguir mostraremos quais são as principais funções realizadas pelos processadores 3D encontrados nas placas de vídeo modernas. Texture Mapping Esta é a principal função de um chip gráfico, mesmo os mais simples. A memória de vídeo armazena, além da imagem a ser exibida, imagens quadrangulares (ex: 256x256) que representam as texturas a serem aplicadas sobre os triângulos ou retângulos. A figura 44 mostra algumas das milhares de texturas utilizadas em um jogo 3D (Heavy Metal Fakk2). Este jogo usa texturas de vários tamanhos, como 256x256, 128x256 e 128x128. Note que existem texturas que representam paredes, janelas, portas, telhados, madeira, etc.

Figura 8.44 - Várias texturas utilizadas em um jogo 3D. Esta aplicação envolve uma correspondência entre os pontos da textura e os pontos dos triângulos aplicados na tela. Nos pontos mais próximos do observador, os pixels da textura precisam ser “esticados”, e nos pontos mais afastados, precisam ser “encolhidos”. Cada pixel de uma textura poderá ser representado por um grupo de pixels na imagem final, quando está mapeado sobre um elemento muito próximo. Podemos constatar este efeito na figura 45, que mostra uma janela vista em perspectiva. Na sua parte esquerda, os pixels das texturas são representados por quadriláteros de maior

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tamanho. Nesta mesma superfície, porém em pontos mais distantes, esses quadriláteros têm tamanho menor. A figura mostra ainda, à direita, o detalhe destacado. Em pontos localizados a distâncias maiores, um pixel na tela pode representar uma combinação de vários pixels da mesma textura. Em pontos mais próximos, ocorre o inverso, ou seja, um pixel da textura é mapeado em vários pixels na tela.

Figura 8.45 - Renderização sem filtragem. Antigos programas gráficos 3D para MS-DOS, que funcionavam em PCs 486 sem usar placas 3D, faziam a renderização como na figura 45. Também desta forma operavam as primeiras placas 3D, a única diferença é que eram mais rápidas e podiam usar texturas maiores e em maior número, mas o efeito de pixelização era similar ao encontrado nos programas antigos. A seguir surgiram placas 3D mais sofisticadas, capazes de eliminar este efeito visual indesejável. Elas aplicam técnicas de processamento de imagem chamadas de filtragem bidimensional. Consistem em utilizar interpolações para desfazer os efeitos de pixelização. A figura 46 mostra a mesma imagem, com aplicação de filtragem. As placas 3D modernas fazem dois tipos de filtragem: bilinear e trilinear.

Figura 8.46 - Imagem renderizada com filtragem.

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Mip Mapping Representar texturas de tamanhos variados é muito difícil. Como vimos, quando o elemento sobre o qual a textura deve ser aplicada está muito próximo do observador, a textura deve ser “esticada”. Quando o elemento está muito longe, a textura deve ser “encolhida”. Essas transformações demandam cálculos, o que tende a tomar tempo do chip gráfico. Uma forma de reduzir esta quantidade de cálculos é manter armazenadas na memória de vídeo, várias versões da mesma textura, com tamanhos variados. Desta forma, dependendo da distância e do tamanho do objeto sobre o qual a textura deve ser aplicada, é usada uma versão de tamanho apropriado. Bi-linear / Tri-linear Filtering Essas técnicas utilizam cálculos para misturar as cores dos pixels das texturas, resultando em um efeito visual melhor. As figuras 45 e 46 mostram a diferença entre uma imagem sem filtragem e uma com filtragem. Os dois tipos de filtragem usados nas placas de vídeo são o bilinear e o trilinear. A filtragem trilinear demanda mais cálculos e produz resultados visualmente melhores. Todas as placas 3D modernas fazem filtragem bilinear, mas nem todas fazem a filtragem trilinear. A figura 47 mostra a diferença entre as filtragens bilinear e trilinear. Normalmente olhando a tela à distância, dificilmente percebemos a diferença. Apenas olhando atentamente nos detalhes das texturas podemos perceber a maior qualidade da filtragem trilinear. Esta figura mostra uma pequena área de 70x120 pixels, extraída de uma cena 3D com 1024x768. Figura 8.47 Filtragens bilinear e trilinear.

A diferença entre os dois tipos de filtragem é que a trilinear utiliza informações resultantes do MIP Mapping para realizar uma filtragem melhor e mais rápida. Os jogos 3D possuem comandos para escolher o tipo de filtragem a ser usada. Em alguns casos, escolher a filtragem bilinear ao invés da trilinear pode melhorar o desempenho, algo que pode ser tentado quando a movimentação está lenta. Anti-Aliasing Esta técnica nada mais é que a aplicação de filtragem, já explicada acima. Seu objetivo é acabar com o efeito de pixelização. Para elementos próximos, a filtragem acaba com os grandes quadriláteros que se formam na imagem, como ocorreu na figura 46. Para elementos situados a médias distâncias, a filtragem acaba com efeitos que fazem retas aparecerem como escadas. A figura 48 mostra o

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melhoramento que a filtragem faz sobre este efeito de “escada”, visualmente indesejável, que prejudica o realismo da imagem. Figura 8.48 O efeito “escadinha” (jagging) eliminado com a filtragem.

Dithering, imagens de 16 e 32 bits O dithering é uma técnica bastante antiga, não usada apenas em placas 3D. Consiste em misturar pontos de diversas cores, com o objetivo de simular um número maior de cores. Este é o método usado na representação de fotos em arquivos GIF, usando apenas 256 cores. Desta forma, com poucas cores disponíveis, o chip gráfico simula um número de cores muito maior. Placas 3D mais modestas operam com 16 bits por pixel, totalizando 65.536 cores. Imagens geradas neste modo apresentam superfícies com variações de cor através de faixas, e não contínuas. Também utilizam o dithering para simular um número maior de cores, usando as poucas cores disponíveis. Melhor ainda é quando a placa opera com 32 bits, possibilitando gerar cores mais reais, sem lançar mão do dithering. A figura 49 mostra um pequeno trecho de uma cena em duas situações. À esquerda temos a imagem com 16 bits e dithering, e à direita temos a imagem com 32 bits. No detalhe destacado podemos perceber na versão de 16 bits, a mistura de pixels de cores diferentes, mistura esta que não é necessária com o uso de 32 bits.

Figura 8.49 - Imagens com 16 bits/dithering e com 32 bits.

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Apenas olhando mais atentamente conseguimos perceber a diferença entre imagens de 16 e de 32 bits. Os jogos normalmente permitem ao usuário escolher o modo a ser usado. Em geral usar 16 bits resulta em um desempenho duas vezes maior que usar 32 bits. Portanto usar 16 bits é uma simplificação visual aceitável para resolver problemas de baixo desempenho. A figura 49 mostra ainda mais um efeito indesejável, que é a pixelização que ocorre na transição entre texturas diferentes. O contorno da personagem é claramente apresentado na forma de escada, problema que a filtragem não resolve, por melhor que seja a placa de vídeo. A filtragem ocorre apenas no interior de cada textura, mas não é feita nas suas extremidades, pois seria extremamente complexo fazer os cálculos necessários utilizando as várias texturas envolvidas. O efeito é melhorado quando usamos uma resolução mais elevada, mas isto só pode ser feito quando a placa e o processador são de alto desempenho. Z-Buffer Aqui está uma outra função que está presente em todos os chips gráficos, mesmo os mais simples. Trata-se de uma área da memória de vídeo que é usada para manter as coordenadas Z (profundidade) dos elementos gráficos que serão apresentados na tela. Essas informações são calculadas e preenchidas pelo processador, que é o responsável por determinar o posicionamento dos polígonos. Com essas informações, o chip gráfico pode realizar diversas funções que dependem da informação de distância do observador. O chip gráfico pode também ajudar o processador na tarefa de determinar quais são os elementos visíveis e quais têm visão obstruída por outros elementos.

Figura 8.50 - O papel do z-buffer. Na figura 50 vemos a mesma imagem em duas versões: sem e com o z-buffer. Quando o z-buffer está desativado, o posicionamento de imagens pode não funcionar corretamente, fazendo com que elementos que deveriam estar atrás aparecem na frente. Na versão sem o uso do z-buffer na figura 50, parece que a carro está dentro da cerca, quando na verdade a cerca passa à esquerda do carro. Double Buffering O buffer aqui referido é a área de memória de vídeo que é representada na tela. Placas que não possuem este recurso fazem as alterações na própria imagem que aparece na tela. Desta forma, modificações intermediárias podem ser vistas momentaneamente à medida em que a figura é redesenhada, o que é uma imperfeição visual. Com o uso do buffer duplo, este problema não ocorre. Enquanto um buffer está sendo exibido na tela, o outro está sendo calculado e preenchido com a nova posição da figura. Terminado o preenchimento, este segundo buffer passa a ser exibido na tela, já pronto. O primeiro buffer será agora usado para um novo preenchimento. Dessa forma, os dois buffers ficam se alternando na tela, um sendo exibido enquanto o outro está sendo recalculado. Alpha Blending

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Este recuso serve para criar objetos transparentes, como água (com coloração azul ou verde) vidros coloridos, etc. Também pode ser usado para criar efeito de neblina. Em jogos de corridas nos quais existe grande realismo na representação dos carros, a pintura pode ser cromada com a aplicação desta técnica. Também pode ser usado para criar efeitos visuais de ofuscamento por luzes, como as de holofotes, faróis de carros e do sol, como mostra a figura 51. Figura 8.51 Um dos vários efeitos que podem ser criados com o Alpha Blending.

Gourad Shading A figura 52 mostra esta técnica. Uma das etapas da criação de gráficos 3D é o preenchimento de tonalidades sobre os polígonos que formam as figuras, com o objetivo de criar diferentes graus de luminosidade. Isto dá à imagem, o aspecto de tridimensionalidade. A técnica de sombreamento mais simples consiste em preencher um polígono inteiro com uma tonalidade. Isso é o que chamamos de flag shading. O problema é que apesar de simples e de rápida aplicação, este processo deixa transparecer que o sólido é formado por uma série de polígonos, que ficam visivelmente destacados. Uma técnica mais avançada, utilizada pelas placas 3D modernas, é a chamada Gourad shading. Consiste em utilizar os valores nos vértices como referência para interpolar os valores de todos os pixels no interior do polígono. A tonalidade varia linearmente, e assim não notamos mais a presença dos diversos polígonos, temos a sensação de que os objetos são sólidos com curvatura própria.

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Figura 8.52 - Flat shading e Gourad shading. Perspective Correction O aspecto de uma textura não deve ser uniforme em toda a extensão do polígono sobre o qual é aplicada. Deve ser reduzido para as partes localizadas a distâncias maiores. O processador, responsável pelo cálculo das coordenadas dos vértices dos polígonos, tem condições de desenhar cada um deles em perspectiva, mas cabe ao chip gráfico realizar as transformações adequadas também sobre a textura. Imagine que a parede retangular mostrada na figura 53 é um polígono, sobre o qual será aplicada uma textura formada por tijolos. Graças ao cálculo correto das coordenadas dos vértices, feito pelo processador, a parede aparece com o formato correto. Se a textura fosse aplicada de maneira uniforme, sem levar em conta a perspectiva, o resultado seria ruim, com pouco realismo, como mostra a parte direita da figura. Todos os tijolos apareceriam com o mesmo tamanho, o que não corresponde à realidade. A parte esquerda da figura utiliza correção de perspectiva. Toda a textura é remanejada, sendo comprimida nas partes mais distantes, resultando em maior realismo. A correção de perspectiva está presente em praticamente todas as placas de vídeo 3D (exceto em alguns modelos antigos), e sem ela, a qualidade dos gráficos é muito prejudicada.

Figura 8.53 - Correção de perspectiva. Uma placa de vídeo 3D deve oferecer, no mínimo, os seguintes recursos: • • • •

Texture Mapping Z-Buffer Bi-linear filtering Prespective Correction

Esses recursos estão presentes em todas as placas de vídeo modernas, até nas mais simples. Altamente desejáveis para obter melhor qualidade de imagem são os recursos: • • • • • •

Mip Mapping Tri-linear filtering Dithering Double Buffering Alpha Blending Gourad Shadding

Alguns desses recursos podem não estar presentes nas placas 3D mais simples. APIs gráficas: Direct3D, OpenGL e Glide

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As primeiras placas 3D tinham um sério problema: falta de uma interface de software padrão. Quando comprávamos uma placa 3D, eram fornecidos alguns programas configurados especificamente para utilizar os recursos desta placa. Eram programas que não funcionavam com outros modelos de placas 3D, placas estas que não eram compatíveis com outros programas 3D. Não existia portanto uma “linguagem” comum entre os programas e as placas, assim o seu uso era muito restrito. Na medida do possível, os fabricantes de placas 3D ajudavam os produtores de software a adaptarem seus programas às suas placas, mas era uma tarefa bastante complexa. Um grande destaque teve a 3DFx, fabricante de chips gráficos de alto desempenho. Criaram um padrão chamado Glide, um conjunto de funções através das quais os programas poderiam ter acesso às funções das suas placas de vídeo. Este tipo de padrão de acesso é o que chamamos de API (Application programming interface). Vários produtores de programas gráficos, sobretudo de jogos, produziram softwares utilizando o Glide, sendo assim as placas equipadas com chips 3DFx fizeram muito sucesso. Atualmente existem, além da Glide, duas outras APIs bastante difundidas: a Direct3D e a OpenGL. A Direct3D faz parte do pacote DirectX, da Microsoft, e é mais utilizada para jogos. A OpenGL é uma API mais utilizada por programas 3D profissionais, mas recentemente tem sido também muito utilizada por jogos. Podemos então encontrar programas 3D específicos para uma dessas três APIs. A maioria dos programas pode operar com pelo menos duas, e alguns podem funcionar com as três. As APIs presentes em um determinado computador dependem da placa de vídeo e dos drivers instalados: a) Glide Esta API só está presente nas placas de vídeo que utilizam os chips da 3DFx (Voodoo). b) Direct3D Todas as placas de vídeo 3D podem utilizar esta API. Placas de vídeo compatíveis com o Windows devem ter suporte para o Direct3D, a Microsoft obriga que isto ocorra para que o produto possa exibir o logotipo “Designed for Windows”. c) OpenGL A maioria das placas de vídeo 3D possuem juntamente com seus drivers, a API OpenGL. Ela é instalada automaticamente durante o processo de instalação da placa de vídeo. Existem algumas placas 3D que não são acompanhadas do OpenGL. Neste caso podemos obter o OpenGL a partir de fabricantes de software especializados. Eles produzem versões compatíveis do OpenGL, capazes de funcionar com a maioria das placas de vídeo do mercado.

DirectX Durante o reinado do Windows 3.x e até do Windows 95, criar jogos para o ambiente Windows era uma tarefa bastante ingrata. O Windows não era muito receptivo aos jogos, graças à sua lenta interface gráfica. Era mais rápido movimentar dados na memória de vídeo em baixa resolução, no modo MS-DOS. Até aproximadamente 1997, a maioria dos jogos de ação operavam sob o MS-DOS. A situação começou a mudar quando a Microsoft criou o DirectX, um método padronizado para acesso direto e rápido aos recursos de hardware. Com ele é possível acessar em alta velocidade a memória de vídeo, bem como ter acesso às funções 3D da placa de vídeo. Graças a este padrão, foi possível a criação de milhares de jogos para o ambiente Windows, compatíveis com a maioria das placas 3D do mercado. DirectX é composto de 5 grupos de funções: a) Direct Draw É usado para acesso direto à placa de vídeo, em modo bidimensional.

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b) Direct 3D Usado para acesso direto aos recursos tridimensionais das placas de vídeo. c) Direct Sound Usado para acesso direto ao hardware da placa de som d) Direct Input Permite acesso direto a dispositivos de entrada, como joystick, teclado e mouse. e) Direct Play Usado para acesso direto ao hardware em jogos por modem, rede ou portas seriais. Periodicamente são lançadas novas versões do DirectX, que são distribuídas pela Microsoft por diversos meios. Um desses meios de distribuição é a Internet, através do endereço http://www.microsoft.com/directx. O próprio Windows é fornecido com o DirectX, e através do recurso Windows Update, você pode obter versões mais novas através da Internet, à medida em que se tornam disponíveis. Também é possível obter o DirectX juntamente com as placas de vídeo. Essas placas são fornecidas com seus drivers, e ainda com o DirectX. Muitos jogos também são acompanhados do DirectX. Ao final da instalação do jogo ou dos drivers da placa de vídeo, é perguntado se desejamos instalar o DirectX. Em caso de dúvida podemos responder que SIM, pois caso já esteja instalada uma versão mais nova, a instalação de uma versão mais antiga não terá efeito. De qualquer forma, para não perder tempo, é bom saber a versão do DirectX existente no seu computador. Para isso basta executar o programa dxdiag.exe (Iniciar / Executar / dxdiag.exe). Será apresentado um quadro como o da figura 54, no qual podemos conferir a versão do DirectX. Neste exemplo, trata-se da versão 8.0.

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Figura 8.54 Checando a versão do DirectX instalada no computador.

Porque DirectX? O DirectX é um conjunto de drivers que fazem com que programas possam fazer acessos diretos a dispositivos de hardware, mas de uma forma padronizada, de modo que funcione com qualquer hardware. Jogos para MS-DOS tipicamente fazem acesso direto ao hardware, mas antes precisam ser configurados, sendo informado o modelo da placa de vídeo e o modelo da placa de som. Os módulos do DirectX permitem o acesso direto ao hardware, sem que para isto os programas precisem saber quais são os modelos das placas instaladas. Dizemos que os módulos do DirectX são APIs (Application Program Interface). Por exemplo, o Direct3D é uma API através da qual programas podem fazer acessos aos recursos tridimensionais das placas de vídeo. Os jogos, por exemplo, não precisam saber qual é o modelo da placa de vídeo instalada, e nem serem configurados em função disso. Esta configuração é deixada para o Direct3D. Se não existissem APIs como o Direct3D, programadores de jogos teriam que criar suas próprias APIs, ou seja, conjuntos de funções de software que permitem o acesso aos dispositivos de hardware. Isso realmente ocorreu no passado, quando não existiam APIs gráficas padronizadas. Com o uso de APIs como o Direct3D, programadores de jogos, por exemplo, podem se preocupar apenas com a criação dos jogos, sem se preocupar com o funcionamento da placa de vídeo e outros módulos de hardware.

Montagem mecânica Podemos dividir a montagem de PCs em duas partes: a que exige conhecimentos superficiais e a que exige conhecimentos avançados. Os conhecimentos superficiais são os mais fáceis, que variam pouco de um computador para outro. Podemos citar alguns exemplos desses conhecimentos superficiais: •

Como encaixar e aparafusar placas

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• • •

Como encaixar os conectores Como configurar jumpers Como fixar um cooler no processador

Conhecimentos deste tipo serão ensinados neste capítulo. Acredite, muitas pessoas que montam computadores consideram que saber montar um PC é ter esses conhecimentos. É possível montar um PC com segurança tendo apenas esses conhecimentos quando o processo de montagem é repetitivo. Na linha de montagem de um grande fabricante de computadores, por exemplo, os operários têm apenas esses conhecimentos. Por outro lado, quando é preciso especificar a configuração de um computador em função das aplicações que ele vai ter, conhecer sobre compatibilidade, ajustes na configuração do sistema operacional e outras etapas mais complexas, é preciso muito além dos conhecimentos “mecânicos”. Consideramos que um bom montador de PCs não deve ter apenas os conhecimentos mecânicos, mas sim os conhecimentos mais profundos de software e hardware. Ainda assim, é preciso dominar bem a parte mecânica. Vamos então ver detalhadamente como cada uma dessas conexões são realizadas, uma etapa que precisa ser dominada por quem quer ser um bom montador de PCs.

Power Switch ATX Em equipamentos antigos, o botão liga/desliga servia para ativar e desativar o fornecimento de corrente elétrica. Equipamentos modernos ficam ligados o tempo todo, e a chave “liga/desliga” serve para colocar e retirar os circuitos do estado de standby. Isto é válido nos modernos aparelhos de TV, VCR, aparelhos de som, e de certa forma, para computadores. Uma fonte de alimentação ATX fica ligada o tempo todo, enquanto estiver conectada à tomada da rede elétrica. A chave liga/desliga em sistemas ATX serve para dizer a fonte: “passe a operar com plena carga”. A figura 1 mostra o botão liga-desliga (power switch) de um gabinete ATX, e também o conector correspondente. Este pequeno conector está na extremidade de um par de fios que sai da parte traseira do power switch. Figura 9.1 Botão ligadesliga de um gabinete ATX e o seu conector para ligar na placa de CPU.

O conector deve ser ligado em um ponto apropriado da placa de CPU, de acordo com as instruções do seu manual. Esta conexão está exemplificada na figura 2.

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Figura 9.2 Conexão do botão ligadesliga em uma placa de CPU ATX.

Ligação da fonte na placa de CPU ATX Na figura 3 vemos a conexão da fonte de alimentação ATX, em uma placa de CPU ATX. Tanto a placa de CPU como a fonte ATX possuem conectores de 20 vias para esta ligação. Devido à diferença entre os formatos dos pinos (alguns são quadrangulares, outros são pentagonais), é impossível fazer esta conexão de forma invertida. Em ambos os conectores existem travas de plástico. Essas travas se encaixam quando os conectores são acoplados. Para retirar o conector, é preciso apertar a trava existente no conector superior. Figura 9.3 - Conectando uma fonte alimentação em uma placa de CPU ATX.

A) Trava no conector da fonte B) Trava no conector da placa de CPU C) Para desencaixar os conectores, é preciso pressionar a trava no ponto indicado

Ligação da fonte nos drives e disco rígido Essas conexões são as mesmas, tanto em fontes AT como em ATX, tanto em dispositivos novos quanto nos modelos antigos. Você já conhece os conectores existentes na fonte, próprios para a alimentação dos drives de disquetes, disco rígido, drive de CD-ROM e demais dispositivos que possam ser chamados de drives. Na figura 4 vemos a conexão da fonte no disco rígido. Observe o tipo de conector da fonte que é usado nesta ligação. Normalmente as fontes possuem três ou mais desses conectores. Todos eles são idênticos, e você pode ligar qualquer um deles em qualquer dispositivo que possua este tipo de conector. Devido ao seu formato pentagonal achatado, este conector não permite ligação errada. Se tentarmos ligá-lo em uma posição invertida, o encaixe não poderá ser feito.

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Figura 9.4 - Conectando a fonte de alimentação no disco rígido Na figura 5 vemos como ligar a fonte de alimentação em um drive de disquetes de 3½”. Preste muita atenção nesta conexão, pois se você tentar encaixá-lo “de cabeça para baixo”, ou então deslocado para o lado, a conexão será feita, e quando você ligar o computador, o drive queimará.

Figura 9.5 - Conectando a fonte de alimentação em um drive LS-120 Use a figura 6 como referência para fazer esta ligação corretamente. Figura 9.6 Orientação correta da ligação do conector para drives de disquetes de 3½”.

Além de encaixar conectores, existem situações em que você precisará fazer o inverso, ou seja, desencaixar conectores. A regra geral para desconectar corretamente, é puxar sempre o conector, e não os fios. Ocorre que determinados conectores possuem travas que impedem ou dificultam a desconexão. Se você tiver dificuldade para desconectar, não puxe com muita força, pois você poderá danificar o conector existente no drive. Use uma chave de fenda para destravar os conectores, facilitando assim a desconexão. A chave de fenda deve ser introduzida como mostra a figura 7.

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Figura 9.7 Às vezes é preciso de uma chave de fenda para desconectar a fonte de um drive de disquetes de 3½”.

A conexão da fonte de alimentação no drive de CD-ROM é similar à já mostrada para o disco rígido, pois é utilizado o mesmo tipo de conector.

Figura 9.8 - Conectando a fonte de alimentação em um drive de CD-ROM.

Display digital O display digital é um dispositivo que se tornou comum no início dos anos 90, foi utilizado durante toda a década, e no seu final, começou a cair em desuso. Trata-se de um mostrador digital que indica o clock do processador. Este mostrador é um enfeite, ou seja, o computador não depende dele para funcionar. Ele também não é um medidor, ou seja, não indica necessariamente o clock verdadeiro do processador. É apenas um pequeno “letreiro luminoso” que mostra um número qualquer, programado pelo técnico que montou o computador. Muitos usuários foram enganados por este display, por pensarem que ele indicava necessariamente o clock verdadeiro. Compravam computadores lentos mas ficavam satisfeitos com a indicação de um clock rápido neste display. Mesmo sendo um dispositivo que está caindo em desuso pela sua inutilidade, quando montamos um computador usando um gabinete com display, devemos ao menos programa-lo com o clock correto. Figura 9.9 Displays digital.

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Displays digitais antigos possuíam apenas dois dígitos, capazes de indicar valores até 99 MHz. Surgiram modelos com “dois dígitos e meio”, o que significa que possuíam um dígito “1” para representar as centenas, podendo mostrar valores até 199 MHz. Finalmente surgiram modelos com 3 dígitos que podem ser programados até 999 MHz. Um display atual deveria apresentar 4 dígitos, necessários para indicar valores a partir de 1000 MHz. Para que um display digital funcione, é preciso que esteja ligado na fonte de alimentação. É preciso também que esteja programado para apresentar o número correto. Por exemplo, em um PentiumIII/800, devemos programar o display para que apresente o número 800. Para fazer esta programação, devemos consultar as instruções existentes no manual do gabinete, que é uma pequena folha onde é explicada a programação dos números desejados. Figura 9.10 Exemplo de manual de um display digital.

A figura 10 mostra o exemplo do manual de um display. Este modelo possui três dígitos: centenas, dezenas e unidades. Observe que existem três grupos de jumpers para representar esses três dígitos (indicados como x100, x10 e x1). Cada grupo é formado por 7 jumpers, e cada um desses 7 jumpers corresponde a um dos 7 segmentos que formam cada dígito no display. Por isso, os displays são chamados de “display de 7 segmentos”. Os segmentos são designados pelas letras A, B, C, D, E, F e G. Para formar os números, basta acender e apagar os segmentos apropriados. Por exemplo, para formar o número 2, é preciso acender os segmentos A, B, G, E e D, e deixar os demais apagados. Cada segmento é aceso ou apagado de acordo com o posicionamento do jumper correspondente. Veja no diagrama da figura 10 que existem dois pontos designados como “G” e “5V”. Nesses dois pontos, devemos ligar um pequeno conector de duas vias que parte da fonte de alimentação. Esses dois pontos possuem as tensões G=terra, e +5 volts, fornecendo assim, a corrente elétrica para que o display acenda. O fio no qual existe o conector de duas vias que deve ser ligado no display, é composto por um par vermelho (+5) e preto (terra). Em geral, fica localizado em um prolongamento de um outro conector da fonte. A figura 11 mostra um display digital, visto pela parte interna do gabinete. Existem nele diversos jumpers que servem para programar o número a ser mostrado. Junto com o gabinete, é fornecida uma pequena folha com as instruções para esta configuração (figura 10).

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Figura 9.11 Um display digital, visto pelo interior do gabinete.

Se você achar difícil manusear esses jumpers, pode remover o display, passando assim a ter acesso mais fácil. A figura 12 mostra um display já destacado do gabinete. Antes de removê-lo (basta retirar os parafusos que o prendem), anote a posição e a orientação dos fios que nele estão ligados (veja a figura 11). Figura 9.12 Um display digital, frente e verso.

Cabos flat Existe uma regra simples para fazer qualquer conexão de cabo flat: O fio vermelho do cabo flat deve ser encaixado no pino 1 do conector Identificar o fio vermelho é muito fácil. Todos os cabos flat possuem o seu fio número 1 pintado, ou então listrado de vermelho. Resta então saber identificar o pino 1 de cada tipo de conector. A figura 13 mostra a conexão de um cabo flat em um drive de disquetes de 3½”. Podemos ver no conector, na parte direita, o número 33, que em geral é facilmente visualizado. Este conector possui 34 pinos, sendo que em uma extremidade encontramos os pinos 1 e 2, e na outra extremidade encontramos os pinos 33 e 34. Se sabemos qual é o lado onde está o pino 33, o lado oposto tem o pino 1, e com ele deve ser alinhado o fio vermelho do cabo flat.

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Figura 9.13 - Ligando o cabo flat em um drive de disquetes de 3½”.

Não use regras empíricas, como “o fio vermelho fica sempre do lado esquerdo”, pois existem exceções. A única regra precisa é a que manda ligar o fio vermelho no pino 1 do conector. Na figura 14 vemos a conexão de um cabo flat IDE em um drive de CD-ROM. Como mostra a figura, o drive possui (em geral) uma numeração estampada na sua parte traseira, indicando os pinos 1 e 2 em uma extremidade, e 39 e 40 na outra extremidade. Caso você tenha dificuldades para identificar o pino 1, consulte as indicações em geral impressas na parte traseira do drive, e também encontradas no seu manual. Figura 9.14 - Ligando o cabo flat em um drive de CD-ROM.

Na figura 15 temos a conexão de um cabo flat em um disco rígido IDE. Observe que o disco rígido não possui indicação do seu pino 1. Entretanto, existem diversas formas de identificá-lo. Figura 9.15 Conectando o cabo IDE no disco rígido.

flat

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Uma forma de descobrir a numeração dos pinos de um conector é consultando a serigrafia da placa de circuito. A serigrafia nada mais é que as inscrições existentes nas placas, em geral em tinta branca. Às vezes é preciso utilizar uma lupa para ler essas inscrições. A figura 16 mostra a serigrafia próxima ao seu conector, vemos claramente os números 39/40 em uma extremidade, e 1/2 na outra. Figura 9.16 Em geral é possível identificar a posição do pino 1 através da serigrafia.

Nem sempre existe serigrafia, ou inscrições na parte traseira do drive. Quando isso ocorre, precisamos consultar o manual. A figura 17 mostra a parte traseira de um drive LS-120 (disquetes de 120 MB). Não existem indicações no drive, mas seu manual mostra claramente a posição do pino 1 do seu conector. Figura 9.17 O manual do LS-120, e dos demais dispositivos IDE, informa a posição do pino 1.

Existe mais uma forma de localizar o pino 1 em conectores localizados tanto nas interfaces quanto nos dispositivos IDE. Em geral esses conectores possuem uma fenda localizada na sua parte central, como mostra a figura 18. Quando esta fenda está orientada para baixo, os pinos 1 e 2 estarão orientados para a esquerda. Figura 9.18 A posição da fenda no conector fêmea, quando voltada para baixo, indica que o pino 1 está para a esquerda.

Além de ligar os cabos flat nos diversos tipos de drives citados aqui, é preciso saber ligá-los também nas suas interfaces, ou seja, nos conectores apropriados da placa de CPU. Continua sendo válida a regra do fio vermelho, ou seja, o fio vermelho do cabo flat deve ficar alinhado com o pino 1 do conector. Precisamos então localizar nos conectores das placas, a posição dos respectivos pinos 1.

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Figura 9.19 Conectores para drives de disquete e interfaces IDE em uma placa de CPU.

Algumas vezes o conector do cabo flat e os conectores existentes na placa de CPU são feitos de tal forma que a conexão invertida é evitada. Observe os conectores mostrados na figura 19. Cada um deles possui uma fenda na sua parte central, como já havíamos mostrado na figura 18. Certos conectores usados em cabos flat possuem uma saliência que se encaixa exatamente nesta fenda. Se tentarmos encaixar o conector ao contrário, a saliência não permitirá a conexão. Figura 9.20 A maioria dos cabos flat possuem uma saliência para evitar o encaixe na posição invertida.

A figura 20 mostra um conector de um cabo flat, no qual existe uma saliência que impede o encaixe invertido. Infelizmente, nem todos os cabos flat possuem conectores com esta saliência. Desta forma, o usuário precisa realmente identificar a posição do pino 1, evitando assim o encaixe invertido. Além de saber identificar a posição do pino 1, é preciso também saber identificar as interfaces. O conector da interface para drives de disquete é um pouco mais curto que os conectores das interfaces IDE. Possui apenas 34 pinos. Os conectores IDE possuem 40 pinos. Portanto, na figura 19, o conector mais curto é o da interface para drives de disquetes, e os dois maiores são os das interfaces IDE. Além disso, é preciso identificar qual das duas interfaces IDE é a primária, e qual é a secundária. Muitas vezes esta indicação é feita na serigrafia, como no exemplo da figura 21. Ao lado dos conectores, temos as indicações IDE 1 (primária) e IDE 2 (secundária). Figura 9.21 - É preciso identificar qual das interfaces IDE é a primária e qual é a secundária.

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A figura 22 mostra um cabo flat encaixado corretamente na interface IDE primária. Figura 9.22 Conectando o cabo flat IDE na placa de CPU.

Como vimos, nem sempre o conector do cabo flat possui a saliência que se encaixa na fenda existente nos conectores da placa de CPU. Quando isso ocorre, devemos identificar o pino 1 por outros meios. Podemos verificar se o número 1 está indicado na serigrafia, ou então consultar o diagrama existente no manual da placa de CPU. Para facilitar ainda mais, apresentamos na figura 23, a numeração dos pinos desses conectores. De acordo com a figura, quando olhamos esses conectores com a fenda central voltado para baixo, o pino 1 estará orientado para a esquerda. Figura 9.23 Numeração de pinos de conectores IDE e da interface para drives de disquete da placa de CPU.

Em caso de dúvida, consulte o manual da placa de CPU, onde sempre estarão as indicações necessárias. A figura 24 mostra um trecho de um manual, no qual está descrita a numeração dos pinos das interfaces IDE e da interface para drives de disquete. Figura 9.24 O layout da placa de CPU, existente no seu manual, também facilita o encaixe correto dos cabos.

Cooler

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As placas de CPU modernas possuem uma conexão de 3 pinos para o cooler do processador. Este tipo de conexão com 3 pinos possui um controle de velocidade. Desta forma a placa de CPU pode ligar o ventilador apenas quando a sua temperatura está muito elevada, ou desliga-lo quando o computador estiver em estado de espera. Figura 9.25 - Placas de CPU modernas possuem uma conexão para alimentar o cooler do processador (CPU FAN)

A figura 26 mostra a conexão para o cooler do processador em uma placa de CPU. O conector fêmea de 3 vias, que faz parte do ventilador, deve ser ligado ao conector macho de 3 vias, existente na placa de CPU. Observe que os três orifícios do conector fêmea são mais próximos de uma das suas faces laterais. Este formato dificultará o encaixe na posição errada. Figura 9.26 Ligando o cooler do processador na placa de CPU.

Instalação de módulos DIMM É simples o processo de colocação e retirada de um módulo DIMM. Apenas temos que tomar cuidado para não forçá-lo para os lados, o que poderia danificá-lo. Também é preciso fazer coincidir as suas duas fendas com as saliências do seu soquete. A figura 27 mostra as fendas e saliências. Figura 9.27 Saliências nos soquetes DIMM encaixam em fendas existentes no módulo.

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Figura 9.28 Instalando um módulo DIMM.

Para encaixar o módulo DIMM, devemos posicioná-lo sobre o soquete, e a seguir forçá-lo para baixo, como mostra a figura 28. Este movimento deve ser feito com muito cuidado e muita firmeza. Se o encaixe estiver muito difícil precisaremos aplicar mais força, mas com cuidado para não deixar o módulo escorregar para as laterais (ou melhor, para frente ou para trás, segundo a orientação da figura 28). Se o módulo for acidentalmente flexionado poderá quebrar, ou pior ainda, poderá quebrar ou danificar os contatos do seu soquete, o que provavelmente inutilizaria a placa de CPU. Aqui todo cuidado é pouco. Quando o encaixe é feito, duas pequenas alças plásticas existentes no soquete são encaixadas em duas fendas laterais existentes no módulo, como mostra o detalhe à direita na figura 28. Essas alças também servem como alavancas, possibilitando a extração do módulo de forma bem fácil. A figura 29 mostra a extração de um módulo DIMM pela atuação nas alças laterais do seu soquete. Basta forçar as alavancas como mostra a figura, e o módulo levantará. Depois disso, terminamos de puxá-lo por cima, mas com cuidado para não tocar nos seus chips e partes metálicas. Figura 9.29 Extraindo um módulo DIMM.

Painel frontal do gabinete Todos os gabinetes possuem um painel frontal com LEDs e chaves, além de um pequeno alto-falante. Do outro lado desses LEDs e chaves, na parte interna do gabinete, partem diversos fios com conectores nas suas extremidades. Esses conectores devem ser ligados na placa de CPU, em pontos descritos no seu manual. A figura 30 mostra um trecho do manual de uma placa de CPU, no qual estão descritas as conexões para o painel. Essas informações são a princípio suficientes para fazer as conexões com o painel, mas vamos detalhá-las um pouco mais, tornando-as mais fáceis. É importante notar que você poderá encontrar pequenas diferenças nessas conexões, ao examinar modelos diferentes de placas de CPU.

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Figura 9.30 O manual da placa de CPU traz as instruções para as conexões com o painel do gabinete.

Conexão do alto-falante Todos os gabinetes para PC possuem, na sua parte frontal, um pequeno alto-falante. Não se trata de um alto-falante ligado nas caixas de som. É um simples alto-falante, conhecido como PC Speaker. Este altofalante emite apenas sons simples, como BEEPS. Mesmo que você passe o tempo todo utilizando as caixas de som que são acopladas na placa de som, o PC Speaker é muito importante. É através dele que o computador informa a ocorrência de eventuais falhas de hardware durante o processo de boot. Quando corre tudo bem, o PC Speaker emite um simples BEEP antes de dar prosseguimento ao carregamento do sistema operacional. Quando ocorre algum problema, como por exemplo, uma falha na memória, são emitidos vários BEEPS com diferentes durações. Normalmente os manuais das placas de CPU apresentam uma tabela chamada BEEP Error Code, através da qual, podemos identificar qual é o problema, de acordo com a seqüência de BEEPS emitidos. O PC Speaker é ligado a dois fios, na extremidade dos quais poderá existir um conector de 4 vias, ou dois conectores de 1 via. Na placa de CPU, encontraremos um pequeno conector de 4 pinos, com a indicação speaker. Quando tivermos dificuldades para localizar este conector, podemos contar com a ajuda do manual da placa de CPU, que traz um diagrama que mostra todas as suas conexões. Apesar do conector existente na placa de CPU possuir 4 pinos, apenas os dois extremos são usados. Por isso, caso o PC Speaker possua dois conectores simples, devemos ligá-los no primeiro e no quarto pino da placa. Esta ligação não possui polaridade, ou seja, se os fios forem ligados de forma invertida, o PC Speaker funcionará da mesma forma.

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Figura 9.31 Conexão do alto-falante.

Conexão do RESET Olhando pela parte interna do painel frontal do gabinete, podemos ver os dois fios que partem da parte traseira do botão de Reset. Do botão de Reset partem dois fios, na extremidade dos quais existe um pequeno conector de duas vias. Este conector não tem polaridade, ou seja, pode ser ligado invertido sem alterar o funcionamento do botão de Reset. Na placa de CPU você encontrará um conector de duas vias com a indicação “RESET”, ou “RST”, ou “RESET SW”, ou algo similar, para realizar esta conexão. Sua ligação está mostrada na figura 32. Figura 9.32 Conexão do botão RESET.

Conexão do Hard Disk LED Todos os gabinetes possuem no seu painel, um LED indicador de acesso ao disco rígido (HD LED). Este LED é aceso sempre que o disco rígido realizar operações de leitura e gravação. Normalmente é um LED vermelho, e normalmente na sua parte posterior estão ligados dois fios, sendo um vermelho em um branco. Como nem sempre os fabricantes seguem padrões nas cores desses fios, convém conferir quais são as cores no seu caso. Na extremidade desse par de fios, existe um conector de duas vias, do mesmo tipo existente no botão de Reset. Na placa de CPU você encontrará pinos com a indicação HD LED para realizar esta conexão. Esta conexão poderá ter dois aspectos: um conector de 2 pinos, ou um de 4 pinos, com o terceiro pino retirado. Se na sua placa a configuração tiver 4 pinos com um terceiro retirado, ligue o LED entre os dois primeiros, como mostra a figura 33.

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Figura 9.33 Conexão do HD LED.

Esta conexão possui polaridade, ou seja, se for realizada de forma invertida, o LED não acenderá. Felizmente, esta ligação invertida não causa dano algum. Muitas vezes, o manual indica um dos pinos com o sinal “+”. Este deve corresponder ao fio vermelho. Se com esta ligação, o LED não funcionar (espere o boot para que o disco rígido seja acessado), não se preocupe. Desligue o computador e inverta a polaridade desta ligação, e o LED funcionará. Conexão do Power LED e Keylock Vamos estudar essas duas conexões juntas, pois muitas placas de CPU apresentam um único conector, com 5 pinos, nos quais são feitas ambas as conexões. O Power LED, localizado no painel frontal do gabinete, normalmente é de cor verde. Da sua parte posterior partem dois fios, normalmente um verde e um branco. Na extremidade deste par de fios, poderá existir um conector de 3 vias (a do meio não é utilizada), ou dois conectores isolados de 1 via cada um. Neste caso, a ligação deve ser feita entre os pinos 1 e 3 deste conector. O Keylock é uma fechadura elétrica existente no painel frontal do gabinete. Através de uma chave apropriada, também fornecida junto com o gabinete, podemos abrir ou fechar. Quando colocamos esta chave na posição fechada, a placa de CPU deixará de receber os caracteres provenientes do teclado. Isto impede, pelo menos de forma grosseira, que outras pessoas utilizem o computador na nossa ausência. Na parte traseira desta fechadura, existem dois fios, na extremidade dos quais existe um pequeno conector de duas vias. Na placa de CPU encontramos um conector de 5 pinos para a ligação do Keylock e do Power LED. Esses pinos são numerados de 1 a 5 (consulte o manual da placa de CPU para checar a ordem desta numeração, ou seja, se o pino 1 é o da esquerda ou o da direita). Nos pinos 1 e 3 ligamos o Power LED, e nos pinos 4 e 5 ligamos o Keylock. A ligação do Keylock não tem polaridade, mas a do LED tem (assim como ocorre com qualquer tipo de LED). Se o LED não acender, basta desligar o computador e inverter a ligação. O Keylock é sempre ligado entre os pinos 4 e 5, e o Power LED é sempre ligado entre os pinos 1 e 3, mas como mencionamos, o Power LED pode apresentar dois tipos de conector (um triplo ou dois simples).

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Figura 9.34 Conexão do Power LED.

Keylock

Você poderá encontrar algumas placas de CPU, bem como gabinetes, que não possuem mais o keylock. Este é o caso da placa cujo diagrama está mostrado na figura 30. Podemos constatar que a conexão para o Power LED está presente, mas não existe Keylock. A razão para esta extinção é simples. Ao inibir o funcionamento do teclado, o Keylock não está oferecendo uma proteção eficaz para o computador. Afinal de contas, a maioria dos comandos do Windows e outros sistemas operacionais modernos podem ser realizados sem o uso do teclado, apenas com o mouse. Além do mais, existem mecanismos de segurança mais eficazes, como por exemplo, o uso de uma senha definida no CMOS Setup.

Conexão do monitor O cabo de vídeo do monitor possui em sua extremidade, um conector DB-15 macho, que deve ser ligado no conector DB-15 fêmea da placa de vídeo. A figura 35 mostra esta conexão. Figura 9.35 Conectando o monitor na placa de vídeo.

Conexão do mouse e teclado O teclado é ligado na parte traseira do computador, através da qual é acessada a parte traseira da placa de CPU. Na figura 36, vemos a conexão do teclado em uma placa de CPU padrão AT.

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Figura 9.36 Conexão do teclado.

Na figura 37, vemos a conexão do teclado em uma placa de CPU padrão ATX. Tome cuidado, pois o conector do teclado e o do mouse são idênticos. Nas placas de CPU modernas existe um código de cores. O conector do teclado é lilás e o do mouse é verde. Figura 9.37 Conexão do teclado em uma placa de CPU ATX.

Em algumas placas, o conector para mouse PS/2 fica localizado sobre o conector de teclado, em outras é o conector de teclado que fica localizado sobre o conector do mouse. Esses conectores são idênticos. Para tirar a dúvida, siga o código de cores (teclado=lilás / mouse=verde) ou consulte o diagrama existente no manual da placa de CPU, como o que mostra a figura 38. Figura 9.38 Diagrama de conexões na parte traseira de uma placa de CPU ATX.

A conexão para mouse sempre pode ser feita em uma interface serial (COM1 ou COM2), como mostra a figura 39. Este tipo de conexão está disponível em placas de CPU de qualquer tipo, seja AT ou ATX.

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Figura 9.39 Conexão do mouse em uma porta serial (COM1 ou COM2).

Nas placas de CPU padrão ATX, podemos optar para ligar o mouse no conector para mouse PS/2, como mostra a figura 40. Desta forma, deixamos as duas interfaces seriais livres para outras conexões. Por exemplo, podemos usar a COM1 para ligar uma câmera digital, e a COM2 para conectar dois micros, permitindo transferências de dados, sem que para isto seja necessário ter uma rede instalada. Figura 9.40 Conexão para mouse PS/2 em uma placa de CPU ATX.

Existem teclados com conectores de dois tipos: DIN e PS/2. Da mesma forma, encontramos placas de CPU ATX (com conectores de teclado PS/2) e AT (com conectores de teclado DIN). Quando o tipo de conector no teclado é diferente do conector existente na placa de CPU, precisamos utilizar adaptadores. A figura 41 mostra adaptadores para teclado, de dois tipos, marcados com A e B. Figura 9.41 Adaptadores para teclado.

O tipo indicado na figura como “A” possui um conector PS/2 macho e do outro lado, um conector DIN fêmea. Deve ser usado para ligar teclados DIN em placas de CPU ATX (que possuem conector tipo PS/2). O adaptador indicado como “B” possui de um lado, um conector PS/2 fêmea, e do outro, um conector DIN macho. Este adaptador é usado para ligar teclados PS/2 em placas de CPU AT (dotadas de conector DIN). Tome muito cuidado ao comprar este conector, pois como existem dois tipos, é comum a confusão. Da mesma forma existem adaptadores de mouse, convertendo de DB-9 para PS/2 e vice-versa. Infelizmente nem todos os modelos de mouse funcionam através desses adaptadores, portanto a melhor

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coisa a fazer é adquirir um mouse com conector do mesmo tipo daquele usado pela sua interface, dispensando o uso de adaptadores. Figura 9.42 Adaptador para mouse.

Encaixando uma placa de expansão É claro que existem placas de CPU com “tudo onboard”, que permitem montar um PC sem utilizar placas de expansão. Ainda assim casos como este são minoria. Todo técnico ou montador de PCs deve estar apto a conectar e desconectar placas de expansão. O encaixe de uma placa de expansão está ilustrado na figura 43. Usamos como exemplo uma placa PCI, mas o mesmo princípio é usado para placas ISA e AGP. Alinhe a placa sobre o slot e aplique movimentos alternados até que a placa fique totalmente encaixada. Esses movimentos alternados são ilustrados na figura 44.

Figura 9.43 Encaixando uma placa de expansão em um slot. 1 - Coloque a placa apoiada sobre o slot, mas ainda sem forçar 2 - Force a placa para baixo, primeiro em uma extremidade 3 - Force a placa para baixo, na outra extremidade 4 - Repita as etapas 2 e 3, até que aos poucos a placa fique totalmente encaixada

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Figura 9.44 Encaixando uma placa de expansão em um slot

Depois que a placa estiver totalmente encaixada, devemos fixá-la no gabinete através de um parafuso, como mostra a figura 45. Figura 9.45 Aparafusando expansão.

uma

placa

Para retirar a placa, devemos puxá-la em movimentos alternados, como mostra a figura 46. Devemos ter cuidado para não tocar com as mãos, os circuitos da placa que está sendo retirada. Figura 9.46 Retirando uma placa de expansão.

Encaixando o processador no soquete ZIF 276

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O encaixe de processadores em soquetes ZIF é bastante simples. Isto engloba todos os processadores quer usam o Socket 7 (Pentium, Pentium MMX, K5, K6, 6x86, 6x86MX, C6), o AMD Duron e as versões novas do Athlon, bem como as versões novas do Celeron e Pentium III, e ainda o Pentium 4. Antes de mais nada, devemos evitar a todo custo, tocar nas “perninhas” do processador, caso contrário poderemos danificá-lo com eletricidade estática. O outro detalhe importante é identificar a orientação do processador no seu soquete. A figura 47 mostra que um dos cantos do soquete possui uma configuração de furos diferente das dos três outros cantos. Isto varia de um processador para outro. No Soquete 7, apenas um canto é diferente dos outros três, enquanto nos soquetes para Pentium III, Celeron, Athlon e Duron existem dois cantos como o mostrado na figura 47. Figura 9.47 - Checando a orientação do soquete ZIF.

Os processadores também possuem um ou dois dos seus cantos com uma configuração diferente, como mostra a figura 48. Ao instalar o processador no soquete, devemos fazer com que esses cantos coincidam. Figura 9.48 Checando a orientação do processador.

A figura 49 mostra a instalação do processador no seu soquete. Inicialmente levantamos a alavanca. Colocamos a seguir o processador no seu soquete, observando a sua orientação correta. Podemos agora abaixar a alavanca e travá-la.

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Figura 9.49 - Instalando um processador em um soquete ZIF.

Encaixando processadores de cartucho Já não são mais fabricados processadores com formato de cartucho, mas ainda é possível encontrar alguns deles no comércio. Você também precisará lidar com eles, caso vá trabalhar em manutenção ou upgrades. Os processadores que usam formato de cartucho são: • • • •

Pentium II As primeiras versões do Celeron As primeiras versões do Pentium III As primeiras versões do Athlon

Os conectores usados por esses processadores não são chamados de soquetes, e sim, de slots. Os processadores Pentium II, Pentium III e Celeron citados acima usam o Slot 1, enquanto o Athlon no formado de cartucho usa o chamado Slot A. Ambos os tipos de slots possuem uma saliência (figura 50) que é encaixada em uma fenda existente no conector existente no processador. Figura 9.50 Saliência existente no Slot 1 e no Slot A.

A figura 51 mostra o processo de encaixe do Pentium II no seu slot. Observe que pelo padrão, a inscrição “Pentium II” (o mesmo vale para os demais processadores) deve ficar voltada para a parte traseira da placa de CPU. Encaixamos o processador no seu mecanismo de retenção e aplicamos força para baixo, para que o encaixe seja feito no slot. Não podemos esquecer que, além de encaixar o processador no seu slot, precisamos ainda ligar o seu cooler no conector apropriado da placa de CPU.

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Figura 9.51 - Encaixando um processador Pentium II no seu slot. Em algumas hastes de fixação de processadores, existem travas que devem ser posicionadas para cima ou para baixo durante o processo de colocação e retirada do processador. Coloque a trava para cima, fixando o processador após o encaixe. Desloque a trava para baixo antes de colocar ou retirar o processador do seu slot. Figura 9.52 processador.

Trava

A retirada dos processadores de cartucho dos seus slots é um pouco difícil. Teria que ser feita a 4 mãos, ou então com uma ferramenta extratora especial. O procedimento dependerá das hastes de fixação do processador. Quando existem travas, como no caso da figura 52, basta destravá-las e puxar o processador para cima com cuidado. Em certos tipos de haste, temos que forçar para dentro, duas alças plásticas localizadas na sua parte interior, ao mesmo tempo em que puxamos o processador cuidadosamente para cima (figura 53). Figura 9.53 Retirando processador.

Sustentação de processadores de cartucho Os processadores de cartucho são muito grandes, principalmente o Pentium II e o Athlon. O Pentium III utiliza um cartucho mais fino, mas todos esses processadores se tornam pesados quando adicionamos a eles, coolers grandes e pesados, necessários para a refrigeração dos modelos que dissipam mais

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potência. Por isso muitas placas de CPU são acompanhadas de suportes e mecanismos de fixação especiais. Figura 9.54 - Mecanismo de retenção para processadores de cartucho.

A figura 54 mostra um tipo de mecanismo de retenção para processadores de cartucho. Este mecanismo deve ser encaixado sobre o soquete Slot 1 da placa de CPU. São ainda fornecidas duas peças menores, dotadas de parafusos. Essas peças devem ser encaixadas por baixo da placa de CPU, em furos localizados próximos das extremidades do Slot 1. A figura 55 mostra esses furos. Em alguns casos, essas peças já vêm de fábrica encaixadas nesses furos, em outros o usuário precisa fazer o seu encaixe. Figura 9.55 Furos por onde serão encaixadas as peças que servirão para aparafusar o mecanismo de retenção do processador.

A figura 56 mostra como essas peças são encaixadas nesses furos, por baixo da placa de CPU. Depois de encaixadas, seus parafusos ficarão à amostra, ao lado do soquete do processador, como mostra a figura.

Figura 9.56 Encaixando as peças fixação do mecanismo de retenção do processador.

que

contém

parafusos

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O mecanismo de retenção do processador deve ser então alojado sobre o seu slot, como mostra a figura 57. Este mecanismo possui 4 parafusos que devem ser usados para a fixação, evitando que se solte. Figura 9.57 Aparafusando o mecanismo de retenção do processador.

Existem modelos que ao invés de usarem parafusos, possuem pinos plásticos que devem ser forçados para baixo (figura 58). Figura 9.58 Fixação através pinos plásticos.

Os dissipadores de calor e ventiladores acoplados ao processadores em formato de cartucho podem ser muito pesados. Por isso algumas placas de CPU são fornecidas juntamente com um suporte apropriado, mostrado na figura 59. Figura 9.59 Suporte do dissipador/ventilador .

Quando a placa de CPU é acompanhada deste suporte, ele deve ser encaixado em furos existentes na placa de CPU, ficando em posição paralela ao slot do processador. Neste suporte existem pinos que devem ficar orientados no sentido do soquete, como mostra o detalhe à direita na figura 60.

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Figura 9.60 dissipador.

Fixando

suporte

A seguir, encaixamos neste suporte, os dois pinos plásticos que o acompanham, como mostra a figura 61. Figura 9.61 Encaixando os pinos plásticos.

Este tipo de suporte para o dissipador utiliza ainda uma outra peça plástica, que deve ser encaixada sobre os seus pinos, como mostra a figura 62. Figura 9.62 Terminando a montagem do suporte do dissipador.

Dependendo do tipo de cooler usado, a instalação suporte do dissipador/ventilador é opcional. Seu uso é mais importante quando o processador utiliza um grande dissipador, ao invés de um pequeno ventilador.

Coolers x soquetes Todos os processadores que são encaixados em soquetes ZIF têm dimensões externas idênticas, são quadrados com cerca de 5 cm de largura. Seus coolers são portanto bastante similares, a diferença fica por conta do maior tamanho, usado para os processadores que dissipam mais calor. Os primeiros processadores Pentium utilizavam um cooler mais simples e incompatível com os processadores atuais. A figura 63 mostra a visão lateral do Pentium e do cooler que utilizava. A parte superior do Pentium era totalmente plana e se ajustava perfeitamente a este tipo de cooler, que tem uma chapa de alumínio plana e pequenas alças laterais que faziam a fixação ao processador. Este

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sistema de fixação não pode ser usado nos processadores modernos. Além disso, não permite que seja aplicada pressão suficiente entre o cooler e o processador, o que prejudica a transferência térmica. Figura 9.63 Visão lateral do Pentium e do cooler que utilizava.

Na figura 64, vemos um outro tipo de cooler, usado nos dias atuais. Ao invés de possuir as 4 garras plásticas que o fixam no processador, possui duas alças metálicas que o fixam diretamente no soquete. Figura 9.64 Cooler apropriado para os processadores modernos.

O sistema de fixação utilizado pelo cooler mostrado na figura 63 é inadequado para os processadores modernos. Seu grande problema é que só serve para o Pentium comum, até 166 MHz. Os outros processadores são mais altos, possuem chapas metálicas na sua parte superior, o que impede a sua fixação pelas 4 pequenas garras plásticas (veja as figuras 65, 66, 67, 68 e 69). O microventilador mostrado na figura 64 não é fixado no processador, e sim no soquete. Desta forma, processadores com alturas diferentes podem ser fixados sem problemas. Figura 9.65 - O Pentium MMX (ocorre o mesmo com o Pentium-200, não MMX) possui uma pequena chapa metálica na sua face superior.

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Figura 9.66 - Os processadores Cyrix também possuem uma chapa metálica na sua face superior.

Figura 9.67 - Uma chapa metálica ocupa toda a extensão da face superior do AMD K6, K6-2 e K6III.

Figura 9.68 - Visão lateral dos processadores AMD Athlon e Duron.

Figura 9.69 - Visão lateral dos processadores Intel Pentium III e Celeron com encapsulamento FC-PGA.

Nas figuras 70 e 71 vemos em detalhe, a alça para fixação do cooler usado para todos os processadores modernos citados aqui. No soquete existem duas alças plásticas, nas quais fazemos a fixação através das garras metálicas existentes no cooler. Figura 9.70 - O soquete possui alças plásticas nas suas partes laterais, para fixação do cooler.

Na figura 71 vemos em detalhe, as duas alças metálicas presas no soquete do processador.

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Figura 9.71 - As alças metálicas do microventilador são presas nas alças plásticas do soquete.

Acessórios do gabinete Todos os gabinetes para PC são acompanhados de uma pequena caixa onde existem dezenas de pequenas peças usadas para a montagem do computador. Podemos vê-la na figura 72. São vários parafusos, além de diversos outros acessórios usados principalmente na fixação das placas. Figura 9.72 Caixa de acessórios que acompanha os gabinetes.

As dezenas de parafusos que acompanham o gabinete são de tipos diferentes. Infelizmente a indústria padronizou parafusos diferentes para os diversos módulos envolvidos na montagem de um PC. Por exemplo, o parafuso usado para fixar o disco rígido é diferente do usado para fixar o drive de 3½”. Para não perder tempo durante a montagem do micro, é recomendável identificar antes qual é a função de cada parafuso. Todos eles são parafusos do tipo PHILIPS, ou seja, possuem em sua cabeça, uma fenda em forma de “x”. Para apertá-los, devemos usar uma chave PHILIPS tamanho médio. Aliás, uma boa idéia é adquirir um estojo de ferramentas para micros. Podemos encontrá-lo em praticamente todas as revendas de material para informática, e lá estarão algumas ferramentas muito úteis (figura 73). Figura 9.73 Algumas ferramentas usadas na montagem de PCs.

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Algumas ferramentas deste estojo são indispensáveis. Outras são tão úteis que por si só justificam a compra do jogo completo. Por exemplo, existe uma pinça com três pequenas garras, muito boa para segurar parafusos. É a melhor forma de colocar com facilidade um parafuso em seu lugar antes de apertá-lo. Existem também chaves próprias para prender parafusos hexagonais, como os que fixam os conectores das interfaces seriais em gabinetes padrão AT (3/16”). Figura 9.74 Chaves de fenda.

Em certos casos, os parafusos fornecidos com o gabinete possuem uma cabeça PHILIPS hexagonal. Isto significa que podem ser manuseados, tanto com uma chave PHILIPS, como com uma chave hexagonal. Normalmente os estojos de ferramentas possuem chaves hexagonais de 3/16” e de ¼”, próprias para os parafusos envolvidos na montagem de um PC. Existe ainda uma pinça ideal para retirar e colocar jumpers nas placas. Podemos ver essas ferramentas em detalhes nas figuras 73, 74 e 75. Figura 9.75 Pinças.

Parafusos Separe todos os parafusos que você recebeu junto com o gabinete. Você poderá observar que são divididos em duas categorias (veja a figura 76) Figura 9.76 Parafusos de classes 1 e 2. Observe que o de classe 2 é mais “gordinho” e tem menor número de voltas.

Classe 1: Esses parafusos são usados para os seguintes dispositivos: • • • •

Drive Drive Drive Drive

de 3½” (*) de 5 1/4” de CD-ROM LS-120

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•

Placas de expansão (**)

Classe 2: Usados para os seguintes dispositivos: • •

Disco rígido Tampa traseira do gabinete (**)

OBS(**): As furações para parafusos existentes no drive de disquetes nem sempre são padronizadas. Você deve, a princípio, tentar usar os parafusos de classe 1. Se forem muito finos para a furação existente, use parafusos classe 2. OBS(**): As furações para parafusos existentes nos gabinetes nem sempre são padronizadas. Você deve, a princípio, tentar usar os parafusos de classe 1. Se forem muito finos para a furação existente, use parafusos classe 2. Figura 9.77 - Placas de expansão são fixas ao gabinete, a princípio com parafusos classe 1; se forem inadequados, use os de classe 2..

Figura 9.78 - Drives de CD-ROM são fixados ao gabinete através de parafusos classe 1.

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Figura 9.79 - Drives de disquete de 3½” são fixados ao gabinete através de parafusos classe 1.

Figura 9.80 - Para fixar o disco rígido ao gabinete, usamos parafusos classe 2.

As figuras 77, 78, 79 e 80 mostram alguns pontos onde são utilizados os parafusos de classes 1 e 2 apresentados aqui. A figura 81 mostra a parte interna de um gabinete, no qual estão presentes um drive de CD-ROM, um drive de disquetes de 3½” e um disco rígido. Todos são fixados ao gabinete através de parafusos laterais. É suficiente utilizar dois parafusos de cada lado. Figura 9.81 Fixação dos drives.

Existem ainda parafusos bem diferentes, mostrados na figura 82. São usados para fixar a placa de CPU ao gabinete. Um deles, mostrado na parte direita da figura, é um parafuso metálico hexagonal. Deve ser aparafusado em locais apropriados na chapa do gabinete, e sua rosca poderá ser de Classe 1 ou Classe 2. Esta despadronização não causa problema, pois sempre serão fornecidos parafusos compatíveis com os furos existentes no gabinete. Em alguns casos, esses furos existentes no gabinete já possuem a rosca necessária para a fixação desses parafusos. Em alguns casos, esses furos não possuem rosca, e são fornecidas porcas próprias para esta fixação. Após ser colocada a placa de CPU, é introduzido um outro parafuso (parte esquerda da figura 82), juntamente com uma arruela isolante. Este outro parafuso

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também poderá ser de Classe 1 ou 2. Convém checar qual é o tipo de parafuso utilizado antes de dar início à montagem. Figura 9.82 - Parafusos para fixar a placa de CPU ao gabinete.

Na figura 83 vemos como fixar a placa de CPU ao gabinete, utilizando os parafusos mostrados na figura 82. Primeiro fixamos ao gabinete, os parafusos hexagonais (figura 82, parte direita). Devemos utilizar os furos da chapa do gabinete que possuem correspondência com os furos da placa de CPU. Depois colocamos a placa de CPU no gabinete e fazemos a sua fixação, usando os parafusos apropriados (figura 82, parte esquerda). Figura 9.83 - Fixação da placa de CPU no gabinete através de parafusos hexagonais.

Tampa plástica frontal Os gabinetes são acompanhados de tampas plásticas para serem usadas nos locais vagos reservados para a instalação de drives. Por exemplo, um gabinete pode ter local para a instalação de dois drives de 3½”, mas podemos instalar apenas um. Neste caso, o outro local deve ser tampado. Da mesma forma, existem locais para a instalação de dois drives de CD-ROM. Caso não usemos os dois locais, devemos fechar os que ficaram sem uso com essas tampas plásticas. A figura 84 mostra esses dois tipos de tampas. Devem ser introduzidas por pressão, pela parte frontal do gabinete. Figura 9.84 Tampas frontais.

plásticas

Tampas traseiras Os gabinetes possuem, na sua parte traseira, oito fendas onde se alojam os conectores traseiros das placas de expansão. Como nem sempre utilizamos todas essas 8 posições, é conveniente tampar as que

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não estiverem em uso. Para isto são usadas tampas metálicas apropriadas, como as mostradas na figura 85. Devemos prender essas tampas usando a princípio parafusos de classe 1. Se não servirem, usamos parafusos de classe 2. Figura 9.85 Tampas traseiras.

Chaves para trancar o teclado Muitos gabinetes são acompanhados de um par de chaves para trancar o teclado (Keylock). Este recurso é útil para o usuário que quer evitar, ou pelo menos dificultar, que outros usem o computador na sua ausência. Neste caso, o usuário deve ser cuidadoso para não perder as chaves. Caso as chaves sejam perdidas, será preciso desligar a conexão “Keylock” na placa de CPU. Muitos gabinetes não possuem mais este recurso, pois a sua eficácia ficou bastante reduzida depois da popularização do Windows, já que a maioria dos seus comandos não exige o uso do teclado. Figura 9.86 Chaves para (Keylock).

trancar

teclado

Espaçadores plásticos A placa de CPU é presa ao gabinete por dois processos: Parafusos metálicos hexagonais (já apresentados na figura 82) e espaçadores plásticos (figura 87). Esses espaçadores plásticos devem ter inicialmente a sua parte superior encaixada em furos apropriados na placa de CPU. Sua parte inferior deve ser encaixada em fendas existentes no gabinete. Podemos observar esses furos na figura 88. Figura 9.87 Espaçadores plásticos.

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Figura 9.88 Furos e fendas na chapa do gabinete, para fixação da placa de CPU.

O encaixe dos espaçadores é um pouco difícil de fazer. Inicialmente devemos checar quais são as fendas existentes no gabinete que estão alinhadas com furos na placa de CPU. Encaixamos espaçadores plásticos nos furos da placa de CPU que possuem fendas correspondentes na chapa do gabinete. A seguir colocamos a placa no seu lugar, de forma que todos os espaçadores plásticos encaixem simultaneamente nas respectivas fendas. A figura 89 mostra o detalhe do encaixe de um espaçador na sua fenda. Figura 9.89 Detalhe do encaixe de um espaçador plástico em uma fenda do gabinete.

Após acoplar a placa de CPU, devemos olhar no verso da chapa onde a placa foi alojada, para verificar se todos os espaçadores encaixaram-se perfeitamente nas suas fendas. Cada espaçador plástico deve estar alinhado com a fenda, como indicado em “A” na figura 89. Estando todos alinhados, movemos a placa de forma que todos os espaçadores fiquem encaixados nas fendas metálicas como indicado em “B” na figura 89. Furos de fixação da placa de CPU Como vimos, a fixação da placa de CPU é feita por espaçadores plásticos e por parafusos metálicos hexagonais. Devemos contudo, tomar muito cuidado com o uso desses parafusos. Inicialmente devemos identificar quais são os furos existentes na chapa do gabinete, próprios para a recepção desses parafusos. A seguir, devemos checar quais são os furos da placa de CPU que têm correspondência com esses furos da chapa do gabinete. Observando atentamente os furos existentes na placa de CPU, podemos verificar que existem dois tipos, ambos mostrados na figura 90: • •

Furo normal Furo metalizado

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Figura 9.90 Furo normal e furo metalizado.

O furo metalizado pode ser usado para fixação através de parafusos metálicos, ou de espaçadores plásticos. O furo normal deve ser usado apenas para fixação por espaçadores plásticos. Se usarmos um parafuso metálico em um furo sem metalização, este parafuso poderá arranhar a camada de verniz da placa, provocando o contato entre as trilhas de circuito impresso, resultando em um curto circuito que danificará a placa. Normalmente dois parafusos metálicos são suficientes para garantir uma boa fixação da placa, mas mesmo quando usamos apenas um parafuso metálico, os espaçadores plásticos ajudarão a garantir uma boa fixação. Resta ainda ressaltar que em placas de CPU e gabinetes padrão ATX, a fixação é feita quase que exclusivamente por diversos parafusos hexagonais metálicos. Painel traseiro do gabinete ATX As placas de CPU padrão ATX possuem um painel traseiro, no qual ficam os conectores de várias das suas interfaces: seriais, paralela, teclado, etc. Os gabinetes ATX são acompanhados de uma pequena chapa metálica, na qual este painel se encaixará. A instalação desta chapa é mostrada nas figuras 91 e 92. Primeiramente devemos encaixar a chapa pela parte interna do gabinete (figura 91). Depois aparafusamos a chapa ao gabinete. Quando a placa de CPU for instalada no gabinete, os conectores existentes na sua parte traseira ficarão encaixados nesta chapa (figura 92). Figura 9.91 Chapa metálica para painel das interfaces de uma placa de CPU ATX. Deve ser encaixada pela parte interna do gabinete.

Figura 9.92 A chapa deve ser aparafusada no gabinete, e nela se encaixarão os conectores da placa de CPU.

Fixação do Pentium 4 A montagem de computadores equipados com o Pentium 4 possui algumas diferenças básicas. A fonte de alimentação e o gabinete devem ser adequados. Gabinetes para Pentium 4 devem possuir 4 furos, nos quais se encaixam 4 parafusos hexagonais que ficam alinhados com o soquete do processador.

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Figura 9.93 Fixação adicional em um gabinete ATX para Pentium 4.

As placas de CPU para Pentium 4 também são acompanhadas de duas peças plásticas (mecanismo de retenção) e dois clips metálicos (clips de retenção), mostrados na figura 94. As duas peças plásticas servem para fixar a placa de CPU ao gabinete, através dos 4 parafusos mostrados na figura 93. Os clips devem ser presos nessas peças plásticas e fazem a fixação do cooler sobre o processador. Figura 9.94 Peças para fazer a fixação do Pentium 4 e do seu cooler.

Depois que os 4 parafusos hexagonais estão fixos na chapa do gabinete, instalamos e aparafusamos a placa de CPU, deixando livres apenas os 4 parafusos em torno do processador. A seguir instalamos os dois mecanismos de retenção, como mostra a figura 95. Ambos devem ser aparafusados. Figura 9.95 O mecanismo de retenção (as duas peças plásticas mostradas na figura 94) deve ser aparafusado à placa e ao gabinete.

Podemos agora instalar o processador no seu soquete e fixar o cooler através dos dois clips metálicos, como mostra a figura 96. É imprescindível o uso de pasta térmica entre o processador e o cooler.

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Figura 9.96 Fixando o cooler através dos clips de retenção.

As fontes de alimentação para o Pentium 4 também precisam ser adequadas. Elas devem seguir à nova especificação ATX, chamada ATX12V. A principal diferença é a presença de um conector de alimentação adicional com +12 volts e capaz de fornecer alta corrente. O uso deste conector é uma tendência nas placas de CPU modernas. Até agora, as tensões necessárias aos processadores modernos (em geral inferiores a 2 volts) eram geradas a partir das tensões de +3,3 volts e +5 volts, disponíveis no conector padrão ATX. Esta geração de voltagem é feita a partir de conversores DC/DC, que são circuitos que geram uma tensão contínua, a partir de uma outra tensão contínua de valor diferente. Ocorre que os conversores DC/DC com entrada de +12 volts são mais eficientes que aqueles que usam entradas de +3,3V e +5V. A partir de +12 volts é possível operar com maior rendimento e menor aquecimento. Fontes ATX12V possuem ainda um conector adicional com as voltagens de +3.3V e +5V, fornecendo assim maior corrente para essas voltagens. Todas as fontes ATX12V possuem este conector auxiliar, mas existem fontes ATX não “ATX12V” que também possuem este conector auxiliar. Os três conectores são mostrados na figura 97. Figura 9.97 Conectores de uma fonte ATX12V.

As placas de CPU para Pentium 4 possuem os três tipos de conexões para fontes ATX12V, como mostra a figura 98.

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Figura 9.98 Os três conectores de alimentação de uma placa de CPU para Pentium 4.

À medida em que os anos passam, jumpers e dip switches são cada vez menos usados. Há poucos anos atrás era preciso configurar diversos jumpers para instalar uma simples placa de expansão. Atualmente as placas de CPU ainda utilizam alguns jumpers, bem como discos rígidos e drives de CD-ROM. Muitas das opções de configurações de hardware existentes nas placas de CPU, que antes eram programadas através de jumpers, hoje são definidas no CMOS Setup. Não pense entretanto que um bom técnico ou montador de PCs pode passar sem conhecer jumpers. Os conceitos técnicos envolvidos na configuração de jumpers e dip switches são os mesmos utilizados em configurações do CMOS Setup. Figura 10.1 Jumpers e dip switches

Nem sempre as placas e drives vêm prontos para serem usados. Na maioria das vezes é preciso configurar seus jumpers. Isto ocorre particularmente com placas de CPU, discos rígidos e demais dispositivos IDE. Placas de expansão modernas não utilizam jumpers (com raríssimas exceções), bastará encaixá-las no slot, e estarão prontas para funcionar. Neste capítulo veremos como programar os jumpers que definem os clocks e a voltagem de operação dos processadores, além de outros jumpers das placas de CPU. Veremos ainda como configurar jumpers de dispositivos IDE.

Jumpers de placas de CPU Antes de colocar em funcionamento uma placa de CPU, é preciso instalar o processador e configurar seus jumpers. Esses jumpers definem várias opções de funcionamento. Por exemplo: • • • •

Clock interno do processador Clock externo do processador Voltagem do processador Tipo do processador

Note que na maioria dos casos, sobretudo com placas de CPU e processdores modernos, a maioria dessas configurações é automática, não sendo necessário programar jumpers, nem mesmo o CMOS Setup. Por exemplo, processadores AMD K6-2, K6-III e modelos mais antigos, necessitam que seja programada a sua voltagem de operação. Processadores Pentium II e superiores, bem como o Athlon e o Duron, não precisam de programação de voltagem. Eles indicam automaticamente para a placa de CPU a voltagem necessária. A programação do clock interno pode ser feita por jumpers em vários casos, mas a maioria dos processadores modernos não permite que seja definida esta configuração. Dizemos

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que são processadores “travados”. Isto evita que vendedores inescrupulosos instalem, por exemplo, um Pentium III/800 e o coloquem para funcionar a 1000 MHz. Mesmo com os processadores “travados” que não aceitam configurar seu clock interno e outros tipos de programação automática, é importante que tenhamos conhecimento sobre todos os tipos de configuração, mesmo as que não podem ser alteradas manualmente. Processadores diferentes exigem voltagens de operação diferentes, configurações de jumpers diferentes, e clocks diferentes. Se um processador for instalado com uma configuração de jumpers errada, podemos até mesmo danificá-lo, na pior das hipóteses. Na melhor das hipóteses, o erro na configuração pode não danificá-lo mas deixá-lo em funcionamento errático, apresentando travamentos e outras anomalias. O manual da placa de CPU sempre trará as instruções para a correta configuração dos seus jumpers. Em certos casos, algumas das configurações não são feitas por jumpers, mas por itens do CMOS Setup. Seja qual for o caso, o manual da placa de CPU sempre trará as instruções apropriadas. Podemos encontrar nas placas de CPU, jumpers que se encaixam em um par de pinos, e jumpers que se encaixam em dois pinos, escolhidos dentro de um grupo de 3 ou mais pinos. Quando existem apenas dois pinos, temos duas configurações possíveis: ON ou CLOSED: quando OFF ou OPEN: quando o jumper está removido

jumper

está

instalado

É comum encontrar jumpers com apenas um dos seus contatos encaixados. Esta opção é eletricamente equivalente a OFF, pois quando apenas um dos pinos está encaixado, não existe o contato elétrico. É usado desta forma apenas para que o jumper não seja perdido. Figura 10.2 Formas de configurar um jumper.

Quando temos grupos com 3 ou mais pinos, estes são numerados. As instruções existentes nos manuais dizem para encaixarmos um jumper entre 1-2, 2-3, etc, de acordo com a finalidade. É comum também encontrar a opção OPEN, ou seja, sem jumper.

Configurando a voltagem do processador Todos os processadores modernos, com raríssimas exceções, operam com duas voltagens: Interna e externa, também chamadas de CORE e I/O. Voltagem interna: usada na maior parte dos circuitos, inclusive no núcleo do processador. Voltagem externa: usada nos circuitos que fazem comunicação com a memória, chipset e com circuitos externos em geral. Por questões de compatibilidade, os processadores operam quase sempre com a voltagem externa fixa em 3,3 volts. Internamente utilizam voltagens menores, trazendo como principal benefício, a menor

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geração de calor. Um dos primeiros processadores a utilizar este sistema foi o Pentium MMX, operando externamente com 3,3 volts e internamente com 2,8 volts. Atualmente a maioria dos processadores novos opera com voltagem interna inferior a 2 volts. Existem processadores nos quais a configuração de voltagem é automática. Esses processadores informam à placa de CPU o valor da voltagem interna que necessitam. O usuário não precisa se preocupar com esta configuração, e normalmente nem existem nas suas placas de CPU, opções de configuração dessas voltagens. A tabela abaixo mostra quais são os processadores que têm configuração de voltagem manual e quais têm configuração automática. Processador

Configuração voltagem Pentium 4 Automática Pentium III Automática Pentium II Automática Celeron Automática Athlon Automática Duron Automática K6-III Manual K6-2 Manual K6 Manual Cyrix M III Manual Cyrix M II Manual Cyrix 6x86MX, Manual 6x86 WinChip Manual Pentium MMX Manual Pentium Manual

Observe entretanto que o fato de usarmos um processador com configuração automática, não quer dizer necessariamente que não precisamos nos preocupar com jumpers. Existem placas de CPU que podem ser configuradas para ignorar a programação automática de voltagem definida pelo processador, e utilizar uma voltagem definida pelo usuário. Este procedimento é usado quando usuários mais ousados obrigam o processador a operar acima das suas especificações. Isto é uma espécie de “envenenamento”, conhecido como overclock. Como todo tipo de envenenamento, é arriscado e nem sempre funciona. Neste livro não ensinaremos a fazer overclock, pois consideramos uma prática não recomendável. Aqueles interessados no assunto podem encontrar informações detalhadas em www.tomshardware.com. Figura 10.3 Programação da voltagem interna para o processador Athlon em uma placa de CPU. Observe a opção CPU DEFAULT, que é a recomendada.

A figura 3 mostra um exemplo de configuração de voltagem interna do processador Athlon, em uma placa de CPU Asus K7V. A opção recomendada é a CPU Default, que resulta na voltagem correta,

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informada pelo próprio processador. As outras opções são usadas pelos adeptos do overclock, e permitem utilizar voltagens entre 1.3 volts e 2.0 volts. Antes de instalar um processador devemos verificar se a placa de CPU possui configuração de voltagem interna para o processador, e caso tenha, esta configuração deve ser deixada na opção automática. Enquanto algumas placas de CPU oferecem a opção de descartar a configuração automática de voltagem para os processadores que possuem esta capacidade, todas as placas de CPU para processadores mais antigos que não fazem configuração automática de voltagem apresentam jumpers ou dip switches para esta configuração, que é obrigatória. No manual da placa de CPU existirão instruções para esta programação. A figura 4 mostra o exemplo de programação de voltagem interna do processador, em uma certa placa de CPU com Socket 7. As placas para Socket 7 produzidas a partir de 1998 normalmente permitem escolher voltagens entre 2.0 volts e 3.5 volts, o que garante a compatibilidade com maior número de processadores. Placas de CPU mais antigas podem oferecer apenas duas ou três opções de voltagem, compatíveis com os processadores da sua época, e as ainda mais antigas podem operar com voltagem fixa. Figura 10.4 Programação de voltagem interna do processador em uma placa de CPU com Socket 7.

Ao programar a voltagem interna de um processador que necessite deste tipo de programação, podemos sempre consultar as especificações indicadas na face superior deste processador. A figura 5 mostra como exemplo o processador AMD K6, no qual está indicado que a voltagem interna é 3.2 volts (CORE). Figura 10.5 Informações de configuração indicadas na face superior de um processador.

A maioria dos processadores possui esta indicação. Nos raros casos em que não possui, é possível descobrir esta informação por outros métodos. Considere por exemplo um processador AMD K6-2/550 AGR. Através do seu manual podemos entender o significado das letras “AGR” usadas como sufixo. A

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figura 6 foi extraída do manual do K6-2, e nela vemos que a letra “G” indica que a voltagem do núcleo deve ser de 2,3 volts (a média da faixa 2,2V-2,4V). Figura 10.6 Nos manuais dos fabricantes existem indicações de voltagem, baseadas no sufixo do processador.

Em certos processadores antigos, descobrir a voltagem correta pode ser difícil pelo fato de não existirem indicações. Um exemplo é o Pentium P54C (modelos anteriores ao Pentium MMX). Este processador era produzido em duas versões: STD e VRE. A versão VRE era programada com 3,4 volts, e a versão STD com 3,3 volts. É possível descobrir a versão através da numeração do chip, como mostra a figura 7. Basta verificar a letra existente após a “/”. Se for “S”, trata-se de uma versão STD, e se for “V”, trata-se de uma versão VRE. Em caso de dúvida, para ambos os casos pode ser usada a tensão de 3,4 volts, já que atende aos requisitos da versão VRE, e também da versão STD, que funciona com voltagens entre 3,1 e 3.6 volts. Figura 10.7 Identificando o Pentium P54C.

Configurando o clock externo do processador Cada processador foi projetado para operar com um determinado clock externo. Em praticamente todas as placas de CPU, este clock não é configurado automaticamente. Cabe ao montador do PC fazer esta programação. Isto é válido tanto nas placas de CPU antigas para Pentium e Pentium MMX, como nas placas para processadores mais modernos como Pentium III, Pentium 4 e Athlon. A figura 8 mostra a programação do clock externo em uma placa de CPU para Pentium 4. Através de dip switches podem ser escolhidos valores entre 100 e 133 MHz. O valor correto para este processador é 100 MHz, mas os adeptos do overclock podem utilizar valores mais elevados. Note que não existe configuração default ou automática para este clock. Sempre será preciso indicá-lo corretamente.

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Figura 10.8 Programação de clock externo em uma placa de CPU para Pentium 4.

Quanto ao Pentium 4, você encontrará muitas informações sobre o seu “clock de 400 MHz”. Na verdade é utilizado um clock externo de 100 MHz, e são feitas 4 transferências a cada clock, o que dá um resultado similar ao de um clock de 400 MHz. Entretanto para efeito de programação de clock externo da placa de CPU, o valor que vigora é mesmo 100 MHz. Todas as placas de CPU possuem configurações de clock externo. A figura 9 mostra o exemplo de outra placa de CPU, a K7V, para processadores Athlon. Note que são oferecidas as opções de 100 MHz (o normal para este processador), e ainda os valores de 103, 105 e 110 MHz. Figura 10.9 Programação de clock externo em uma placa de CPU para Athlon.

Da mesma forma como os “400 MHz” do Pentium 4, você encontrará indicações sobre um clock de 200 ou 266 MHz do Athlon e do Duron. Na verdade os clocks utilizados são 100 e 133 MHz, respectivamente. Como são feitas duas transferências a cada clock, tudo se passa como se fossem mesmo clocks de 200 e 266 MHz, mas para efeito de programação dos clocks externos das suas placas de CPU, os valores que vigoram são 100 e 133 MHz, respectivamente. Note ainda que não estamos afirmando que o Duron usa 100 MHz e o Athlon usa 133 MHz. Ambos os processadores são produzidos com clocks de 100 MHz. As versões mais novas do Athlon operam com 133 MHz externos (266 MHz com DDR). Novas versões do Duron também utilizarão os 133 MHz externos. A figura 10 mostra um outro exemplo de programação de clock externo, o da placa P3V4X. Dependendo do processador instalado, clocks diferentes devem ser usados. Para os processadores Celeron o clock externo é de 66 MHz. Para processadores Pentium III são usados 100 MHz ou 133 MHz, dependendo da versão. Note que além desses valores, são oferecidas varias opções para overclock. Com 68, 75, 80 e 83 MHz é feito overclock no Celeron. Com 103, 105, 110, 112, 115, 120 e 124 MHz é feito overclock nos

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processadores Pentium III que operam externamente com 100 MHz. Com 140 e 150 MHz é feito overclock nas versões do Pentium III que exigem 133 MHz. Aliás, é bom parar de falar em overclock antes que algum leitor fique incentivado a faze-lo, e depois de queimar seu processador, venha reclamar que teve a idéia por causa deste livro. Figura 10.10 Configuração de clock externo em uma placa para Pentium II / Pentium III / Celeron.

Note nas figuras 8, 9 e 10 que quando programamos o clock externo do processador, estamos também programando o clock da memória DRAM e o clock do barramento PCI. O clock PCI padrão é de 33 MHz, desde que o processador esteja operando com seu clock correto. Quando é usado overclock, o clock PCI aumenta proporcionalmente. Também o clock da DRAM é vinculado ao clock externo do processador, tanto é que nas figuras anteriores temos indicações de clock para “CPU/DRAM”. Existem entretanto placas de CPU com chipsets que permitem utilizar clocks diferentes para o processador e para a DRAM. O processador pode usar clock externo de 100 MHz e a DRAM operar com 133 MHz, por exemplo. A figura 11 mostra um exemplo de configuração de clock externo em uma placa de CPU com Socket 7, na qual vemos que é permitida a operação da memória de forma assíncrona, ou seja, usando um clock diferente do usado pelo processador. Figura 10.11 Configurando o clock externo em uma placa de CPU com Socket 7.

Note que nem todas as placas são tão flexíveis no que diz respeito à programação do clock externo. Placas de CPU mais antigas podem suportar no máximo 100 MHz. Placas ainda mais antigas podem

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chegar até 66 MHz apenas. Lembramos que os barramentos dos processadores só evoluíram de 66 para 100 MHz no início de 1998, um avanço relativamente recente.

Configurando o clock interno do processador Esta é uma configuração que nem sempre está disponível, sobretudo quando são usados processadores modernos. O clock interno é formado pela composição entre o clock externo e um multiplicador. Por exemplo, com clock externo de 100 MHz e multiplicador 5x, chegamos ao clock interno de 500 MHz. Nos processadores antigos, o multiplicador era sempre definido através de jumpers ou dip switches. Em alguns casos o multiplicador era escolhido pelo CMOS Setup. O correto é escolher o multiplicador de acordo com o clock do processador. Por exemplo, em um K6-2/450, o correto é usar o clock externo de 100 MHz e o multiplicador 4,5x. Se fosse usado o multiplicador 4x, este processador iria operar a 400 MHz. Se fosse usado 5x, ele iria operar a 500 MHz. O uso de um clock mais baixo sempre funciona, mas não é de interesse. Para que fazer o processador ficar mais lento? Raramente isso é necessário. Já a operação com clock mais elevado nem sempre funciona. Para falar a verdade, normalmente não funciona. É uma questão de sorte. Quando funciona, o processador perde confiabilidade, esquenta demais e pode ter sua vida útil extremamente reduzida. Infelizmente muitos vendedores desonestos passaram a fazer overclock nos processadores dos PCs que vendiam. Pior ainda, muitos distribuidores passaram a falsificar os processadores através de remarcação. Um processador podia ter indicado o clock de 233 MHz, que era apagado e substituído por 266 ou 300. A Intel foi o primeiro fabricante a “travar” seus processadores. Eles passaram a utilizar um multiplicador fixo e correto, ignorando a programação feita pela placa de CPU. Um processador Pentium III/500, por exemplo, deve ser programado com 100 MHz externos. Seu multiplicador é fixo em 5x, e mesmo que a placa de CPU seja programada para usar outros valores, serão ignorados e substituídos por 5x. Dizemos que um processador é “travado” quando utiliza sua própria configuração de multiplicador, ignorando a configuração da placa de CPU. Dizemos que o processador é destravado quando aceita configurações de multiplicador pela placa de CPU, através de jumpers ou do CMOS Setup. Os processadores “destravados” são: • • • • •

AMD K6, K6-2, K6-III Cyrix M II, 6x86, 6x86MX WinChip Pentium, Pentium MMX Primeiras versões do Pentium II

Os processadores “travados” são: • • •

Pentium II, Pentium III, Pentium 4 Celeron Athlon e Duron

OBS: Existem algumas versões do Athlon e do Duron que são destravadas. Existem ainda métodos para destravar processadores, mas deixamos isso para os sites e publicações que incentivam o overclock.

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Figura 10.12 Programação de multiplicadores.

A figura 12 mostra um exemplo de programação de multiplicadores, extraído do manual de uma placa de CPU. Trata-se de uma placa para Socket 7, cujos processadores aceitam todos a programação manual do multiplicador. Podemos observar que existem configurações para: 1.5x / 2x / 2,5x / 3x / 4,5x / 5x / 5,5x Devemos sempre programar o multiplicador de acordo com o processador a ser instalado. Por exemplo, para um K6-2/550, usamos o multiplicador 5,5x, bem como o clock externo de 100 MHz. Figura 10.13 Programação de multiplicadores em uma placa de CPU para Athlon.

Mesmo quando uma placa de CPU é específica para processadores “travados”, sempre estarão disponíveis as configurações para definir o multiplicador, mesmo que o processador as ignore. A figura 13 mostra as configurações em uma placa de CPU para processadores Athlon e Duron. Esses processadores operam com clocks externo de 100 MHz. Seus “200 MHz” são obtidos pelo uso das duas transições de cada período de clock (Double Data Rate). Portanto a forma correta de programar um Athlon/900, por exemplo, é usar o clock externo de 100 MHz e o multiplicador 9x. Versões mais novas do Athlon e do Duron usam o “clock externo de 266 MHz”. Na verdade este clock deve ser programado na placa de CPU como 133 MHz. Os multiplicadores atuam sobre este valor para obter o clock interno. Observe que a presença das configurações de multiplicadores é muito oportuna para aqueles que destravam seus processadores para realizar o overclock.

Outros jumpers de placas de CPU Além dos jumpers que definem a voltagem de operação e os clocks, existem outros menos importantes, mas que também precisam ser revisados. Jumper para descarga do CMOS

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Todas as placas de CPU possuem um jumper que é usado para habilitar o fornecimento de corrente da bateria para o chip CMOS. Muitas vezes, para não gastar a bateria enquanto a placa ainda está sendo vendida, os fabricantes deixam este jumper desabilitado. Antes de montar o seu PC, verifique qual é este jumper, e programe-o na opção Normal, para que o chip CMOS receba corrente da bateria. A figura 14 mostra um exemplo desta configuração. Figura 10.14 Jumper CMOS.

para

descarga

Flash BIOS As placas de CPU modernas possuem seu BIOS armazenado em um tipo especial de ROM, chamado Flash ROM. Sua principal característica é que, ao contrário das ROMs comuns, podem ser reprogramadas pelo usuário, utilizando softwares apropriados, fornecidos pelo fabricante da placa de CPU. Este recurso é usado para permitir atualizações do BIOS, que muitos fabricantes de placas de CPU oferecem através da Internet. Existem Flash ROMs com voltagens de programação de 5 volts, e outras com voltagens de programação de 12 volts. Não altere este jumper, deixe-o como veio de fábrica. Ele não deve ser programado pelo usuário, e sim pelo fabricante. É o fabricante quem escolhe qual tipo de Flash ROM será instalada (5 volts ou 12 volts), e programa este jumper de acordo. A figura 15 mostra um exemplo desta programação. Figura 10.15 Programando a voltagem de programação da Flash ROM.

Voltagem da SDRAM A maioria das memórias SDRAM opera com tensão de 3,3 volts, mas existem alguns modelos de 5 volts. A maioria das placas de CPU aceita apenas SDRAMs de 3,3 volts, mas existem algumas que possuem jumpers através dos quais podemos selecionar entre as duas tensões possíveis. A figura 16 mostra um exemplo desta programação. Figura 10.16 Exemplo de programação da voltagem de operação da SDRAM.

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A figura 17 mostra um típico módulo SDRAM com encapsulamento DIMM/168. O chanfro indicado com uma seta serve para impedir que um módulo seja encaixado em um soquete com voltagem errada. Quando o chanfro está centralizado, trata-se de um módulo de 3,3 volts. Módulos de 5 volts possuem o chanfro deslocado para a esquerda. Pelo menos você não precisa ficar preocupado em danificar um módulo, ou ter problemas de mau funcionamento devido ao encaixe do módulo errado. Este sistema de chanfros garante que apenas o módulo apropriado pode ser encaixado. Figura 10.17 Módulos SDRAM DIMM/168 e seu chanfro indicador de voltagem.

Tipo e voltagem da memória DDR Também as memórias DDR SDRAM podem ser encontradas em versões diferentes. Quanto às voltagens, a maioria delas é de 2,5 volts, mas existe a previsão do lançamento de novos módulos de 1.8 volts. Esses módulos utilizam soquetes diferentes, assim como ocorre com a SDRAM. Da mesma forma, encontramos dois tipos de módulos: Unbuffered DDR (os mais comuns) e Registered DDR. Placas de CPU que suportam DDR em geral possuem um jumper para a indicação do tipo de módulo DDR, como mostra a figura 18. Figura 10.18 Indicando o tipo de DDR SDRAM.

A figura 19 mostra a diferença entre os dois tipos de módulos DDR. A versão registered possui além dos chips de memória, um grupo de chips (registradores) próximos ao conector. A figura mostra também a posição do chanfro em função da voltagem do módulo. Figura 10.19 - Identificando o tipo de módulo DDR.

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Jumpers de dispositivos IDE Se você vai instalar um disco rígido IDE, novinho em folha, como o único dispositivo da interface IDE primária, então não precisa se preocupar com a sua configuração de jumpers. A configuração de fábrica é adequada para este tipo de instalação (Master, sem Slave). Já o mesmo não pode ser dito quando você pretende instalar dois discos rígidos, ou então quando pretende instalar outros dispositivos IDE, como drives de CD-ROM, drives LS-120 ou ZIP Drive IDE. Nem sempre a configuração com a qual esses dispositivos saem da fábrica é adequada à instalação direta, sem que o usuário precise revisar os seus jumpers. Vamos então apresentar os jumpers dos dispositivos IDE, e como devem ser programados para cada modo de instalação. Um disco rígido IDE pode ter seus jumpers configurados de 3 formas diferentes: Master

Esta é a configuração com a qual os discos rígidos saem da fábrica. O drive está preparado para operar como Master (ou seja, o primeiro dispositivo de uma interface), sem Slave (ou seja, sem estar acompanhado de um segundo dispositivo na mesma interface). A princípio, o disco IDE ligado como Master na interface IDE primária será acessado pelo sistema operacional como drive C. Slave O disco rígido é o Slave, ou seja, o segundo dispositivo IDE ligado a uma interface. A princípio, um dispositivo IDE ligado como Slave da interface IDE secundária, será acessado pelo sistema operacional como drive D. Drive is Master, Nesta configuração, o disco rígido é o Master, ou seja, o primeiro dispositivo de Slave Present uma interface IDE, porém, existe um segundo dispositivo IDE ligado na mesma interface. Como vemos, não basta indicar para um disco rígido que ele opera como Master, é preciso também avisar, através dos seus jumpers, que existe um Slave ligado na mesma interface. A princípio, quando existem dois dispositivos IDE ligados na interface IDE primária, o Master será acessado pelo sistema operacional como drive C, e o Slave como drive D. Note que quando fizemos referência às letras recebidas pelos drives, tomamos cuidado de dizer “a princípio”. A razão disso é que essas letras podem mudar, através de configurações de software. Por exemplo, um drive de CD-ROM pode ter sua letra alterada para qualquer outra, ao gosto do usuário. As configurações de outros dispositivos IDE (drive de CD-ROM, LS-120, ZIP Drive IDE, etc) são parecidas, exceto pelo fato de não utilizarem a configuração Slave Present. Portanto, as configurações válidas para esses dispositivos são as seguintes: Master

Slave

Usada quando o drive é o primeiro dispositivo ligado a uma interface IDE. No caso desses drives, não importa se existe ou não um segundo dispositivo ligado na mesma interface. A configuração do Master será a mesma, com ou sem Slave. Usada quando o drive é o segundo dispositivo ligado em uma interface IDE.

Vejamos alguns exemplos de conexões de discos rígidos e dispositivos IDE e suas respectivas configurações. Exemplo 1 Suponha que existe um disco rígido ligado na interface IDE primária, e um drive de CD-ROM ligado na interface IDE secundária. Os jumpers devem ser configurados da seguinte forma: Conexão Primary Master Primary Slave

Dispositivo Disco rígido -

Configuração One drive Only -

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Secondary Master Secondary Slave

Drive de CD-ROM -

Master -

Exemplo 2 Suponha agora dois discos rígidos IDE ligados na interface IDE primária, e na secundária, um drive de CD-ROM IDE ligado como Master, e um ZIP Drive IDE ligado como Slave. Os jumpers devem ser configurados da seguinte forma: Conexão Primary Master

Dispositivo Disco rígido

Primary Slave Secondary Master Secondary Slave

Disco rígido Drive de CD-ROM ZIP Drive

Configuração Drive is Master, Slave Present Drive is Slave Master Slave

Exemplo 3 Nesta configuração, façamos a ligação de um disco rígido IDE e um drive de CD-ROM ligados na interface IDE primária, e um segundo disco rígido IDE ligado na interface secundária. Conexão Primary Master

Dispositivo Disco rígido

Primary Slave Secondary Master Secondary Slave

Drive de CD-ROM Disco rígido -

Configuração Drive is Master, Slave Present Slave One drive Only

Certas configurações devem ser evitadas, apesar de funcionarem. Por exemplo, devemos evitar ligar um drive de CD-ROM ou outros dispositivos, na mesma interface onde está o disco rígido. Este tipo de ligação pode resultar na redução do desempenho do disco rígido. Se você vai ligar outros dispositivos IDE além de discos rígidos, é melhor deixar a interface IDE primária para discos rígidos, e a interface IDE secundária para os outros dispositivos. Também não é recomendado ligar um disco rígido IDE como Slave, em uma interface na qual o Master não é um disco rígido. Por exemplo, um drive de CD-ROM como Master e um disco rígido como Slave. Este tipo de configuração muitas vezes não funciona, e deve ser evitada. Agora que você já sabe como os discos rígidos e dispositivos IDE devem ser instalados, resta saber como configurar os seus jumpers. Todos os discos rígidos possuem jumpers através dos quais pode ser escolhida uma entre as três configurações possíveis (Master sem Slave, Slave e Master com Slave). No manual do disco rígido você sempre encontrará as instruções para configurar esses jumpers.

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Figura 10.20 Jumpers rígido.

disco

A figura 21 mostra um exemplo de tabela de configurações de jumpers, da forma como é encontrada nos manuais dos discos rígidos. Considere esta figura apenas como exemplo, pois discos rígidos diferentes normalmente utilizam tabelas de configurações diferentes. Tome como base as instruções de instalação existentes no manual do seu próprio disco rígido. Figura 10.21 Tabela de configurações de jumpers para um disco rígido.

No exemplo da figura 21, vemos que a configuração (1) é a que chamamos de “Drive is Master” ou “One drive Only”. Na figura, esta configuração é chamada de Single (sozinho). Se o drive está sozinho, significa que é Master, e que não existe Slave instalado. A configuração (2), indicada na figura como Dual Master, é o que chamamos aqui de “Drive is Master, Slave Present”. Se a configuração é Dual, significa que existem Master e Slave instalados, portanto, podemos dizer que existe um Slave presente. A configuração (3), indicada como Dual Slave, é o que chamamos de “Drive is Slave”. Obviamente, só configuramos drives como Slave quando existem dois dispositivos instalados na mesma interface. A tabela da figura 21 mostra ainda uma quarta opção, que é a Cable Select. Esta configuração raramente é usada, e necessita de um cabo flat IDE especial. Com esta opção, não é preciso alterar jumpers do disco rígido para fazer a sua instalação. Basta ligá-lo na extremidade do cabo, e será automaticamente reconhecido como Master, ou ligá-lo no conector do meio do cabo, para que seja automaticamente reconhecido como Slave. Apesar de praticamente não ser usada, é bom que você saiba da existência desta configuração. Os fabricantes de discos rígidos estão propondo a sua adoção como padrão. Desta forma, o disco rígido teria uma instalação Plug and Play, ou seja, sem a necessidade de configurar jumpers. Observe que nem sempre é preciso indicar para um disco rígido se existe um Slave presente. Alguns modelos utilizam a mesma configuração para o Master, não importando se está sozinho ou

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acompanhado de um Slave. A figura 22 mostra a configuração de jumpers de um disco rígido que tem esta característica. Observe que a configuração para Master está descrita como “ Master Drive in dual drive system or Only Drive, in single drive system”. Figura 10.22 Outro exemplo de tabela de configuração de jumpers de um disco rígido.

Na maioria dos discos rígidos, você encontrará instruções para configurar os jumpers nas 4 modalidades: Drive is Master, no Slave Drive is Slave Drive is Master, Slave Present Cable Selected Entretanto, é possível que você se depare com algum disco rígido com um manual dotado de instruções menos claras. Essas instruções abreviadas dizem respeito a dois jumpers que devem ser usados para configurar o disco: MS (Master/Slave): Indica se o disco irá operar SP (Slave Present): Indica ao Master se existe um Slave instalado

como

Master

Slave

Você encontrará modelos em que o jumper MS encaixado faz o drive operar como Master, e desencaixado faz o drive operar como Slave. Pode encontrar ainda drives que fazem o inverso, ou seja, o jumper MS encaixado deixa o drive operar como Slave, e desencaixado operar como Master. Da mesma forma, o jumper SP poderá indicar que existe Slave, mas em certos, modelos, este jumper pode precisar ser desencaixado para indicar que existe Slave. De um modo geral, o jumper MS poderá estar na posição Master (que poderá ser encaixada ou desencaixada) ou Slave. O jumper SP poderá também estar na posição Present ou Absent (ou seja, sem slave). As configurações desses jumpers serão então as seguintes: Configuração Master Slave Master Slave

Jumper MS sem Master

Jumper SP Absent

com Master

Present

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Slave

Absent

Se o manual do seu disco rígido for mal explicado e simplesmente mostrar quais são os jumpers MS e SP, sem explicitar quais configurações devem ser usadas para cada caso, tome como referência a tabela acima. Não esqueça que a configuração de fábrica é Master sem Slave. Observe ainda que no Slave, não faz sentido usar o jumper Slave Present, pois só é levado em conta pelo Master. A tabela recomenda usar neste caso, a opção Absent, mas Present também deverá funcionar. Jumpers em drives de CD-ROM A figura 23 mostra os jumpers de um drive de CD-ROM IDE. Observe que não existe o jumper Slave Present, apenas jumpers que o definem como Master ou Slave. Existe também a opção Cable Select, comum em vários dispositivos IDE, mas ainda pouco usada. Muitos drives de CD-ROM são configurados como Slave na fábrica, e portanto não funcionam ao serem instalados sozinhos, sem um Master. É preciso fazer uma revisão nos seus jumpers, programando-os corretamente. Figura 10.23 - Jumpers de um drive de CD-ROM IDE.

A figura 24 mostra as configurações de jumpers de um drive LS-120. Assim como ocorre em qualquer dispositivo IDE, temos as configurações Master, Slave e Cable Select. Figura 10.24 Jumpers de um drive LS-120.

Na figura 25 vemos os jumpers para um ZIP Drive IDE. Observe que a configuração de fábrica é Slave. Por isso, nem sempre podemos instalar diretamente um dispositivo IDE sem revisar os seus jumpers. A configuração de fábrica não funcionaria se este drive fosse instalado como Master. Assim como ocorre com todos os dispositivos IDE, as configurações possíveis são Master, Slave e Cable Select.

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Figura 10.25 Jumpers de um ZIP Drive IDE.

Todos os dispositivos IDE, até os menos populares, possuem jumpers para selecionamento Master/Slave. A figura 11.26 mostra as configurações de uma unidade de fita IDE, modelo DI30 (30 GB), fabricada pela Onstream. Figura 10.26 Jumpers de uma unidade de fita Onstream DI30.

Gravadores de CDs, drives de DVD, discos rígidos, drives de CD-ROM, unidades de discos removíveis, enfim, diversos tipos de dispositivos IDE, são todos configurados da mesma forma. Todos possuem jumpers Master/Slave, e cada interface IDE pode controlar um (Master) ou dois (Master e Slave) desses dispositivos.

Outros jumpers de placas de CPU Placas de expansão modernas normalmente não possuem jumpers, com raríssimas exceções. Uma dessas poucas exceções é a placa Sound Blaster PCI 128. Esta placa possui duas saídas sonoras, e cada uma permite ligar um par de caixas de som. A placa possui dois jumpers através do qual podemos escolher se essas saídas irão operar com baixa potência (Line OUT) ou alta potência (Speaker Out). Usando a opção de baixa potência, podemos ligar as saídas sonoras em um amplificador, ou então em caixas de som com amplificação própria. Usando a opção de alta potência, podemos ligar essas saídas diretamente em caixas de som passivas, ou seja, sem amplificação. Isto irá ligar os amplificadores de potência existentes na placa. Várias outras placas de expansão também podem apresentar alguns jumpers, mas sua configuração é normalmente muito fácil. Se em placas de expansão modernas é difícil encontrar jumpers, em placas de CPU é bastante comum encontrar vários outros tipos de jumpers além dos já descritos neste capítulo. Sobre toda esta miscelânea de jumpers diferentes que podem ser encontrados nas centenas ou milhares de modelos de placas de CPU, saiba o seguinte:

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1) Normalmente a configuração de 2) Antes de alterar um jumper, leia atentamente o manual

fábrica

indicada

Seria muito difícil detalhar todos os jumpers de todas as placas de CPU. Por maior que seja a sua experiência, você sempre encontrará novidades. Para ilustrar e facilitar o seu trabalho, vamos apresentar alguns exemplos de jumpers encontrados em algumas placas de CPU. Keyboard power on Muitos teclados possuem uma tecla Power, que pode ser usada para ligar ou desligar o computador. Quando esta tecla está presente, ela pode desligar o computador, mas não funcionará para ligá-lo. Se o computador estiver totalmente desligado, o teclado não poderá enviar à placa de CPU o código da tecla, e não poderá comandar a função Power on. Várias placas de CPU possuem entretanto um jumper que pode ser usado para manter o teclado ligado, mesmo com o computador desligado, fazendo com que a sua tecla Power possa ser usada para ligar o computador. Figura 10.27 - Exemplo de jumper para habilitar a tecla Power do teclado.

BIOS write protect Todas as placas de CPU modernas podem ter seu BIOS reprogramado, o que é muito útil para atualizações. Existem entretanto vírus de computador que acessam as funções de gravação do BIOS e apagam todo o seu conteúdo. Milhares de computadores já foram atacados por este vírus. Por isso vários fabricantes de placas de CPU adicionaram jumpers para habilitar e desabilitar a gravação do BIOS. Quando retiramos o jumper, o comando de gravação não chega à Flash ROM, ficando assim protegida. Devemos instalar este jumper apenas quando fizermos a atualização do BIOS. Figura 10.28 Habilitando e desabilitando gravação do BIOS.

Internal buzzer Todas as placas de CPU possuem uma conexão (SPEAKER) para o alto falante existente no gabinete. Muitas placas entretanto possuem um pequeno alto falante (buzzer) que substitui o existente no gabinete. Essas placas podem ter um jumper para habilitar ou desabilitar este alto falante.

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Figura 10.29 Habilitando o placa de CPU.

alto

falante

AC ’97 Enable/Disable Muitas placas de CPU possuem circuitos de áudio integrados, dispensando o uso de uma placa de som. Normalmente essas placas permitem desabilitar os seus circuitos de áudio, permitindo a instalação de uma placa de som avulsa. Figura 10.30 Habilitando e desabilitando os circuitos de áudio onboard.

CPU Voltage Setting Algumas placas de CPU possuem jumpers ou chaves adicionais para aumentar a voltagem para o núcleo do processador, e para aumentar a voltagem de funcionamento do chipset, memórias e barramentos. O aumento de voltagem é usado quando é feito overclock. Deixe esses jumpers ou chaves nas suas opções default. Os leitores que querem arriscar o uso do overclock, ensinado em www.tomshardware.com, verão que uma das providências a serem tomadas é o aumento das voltagens. Isto significa, por exemplo, usar 3,4 volts onde deveria ser 3,3 volts. Algumas placas de CPU permitem adicionar 0,1 ou 0,2 volts às tensões normais, como no exemplo da figura 31. Outras placas possuem opções de 3,3 volts, 3,4 volts e 3,5 volts para a voltagem externa, enquanto a interna deve ser aumentada manualmente. Figura 10.31 - CPU Voltage Setting, usado para overclock.

Vídeo onboard Existem placas nas quais o vídeo onboard nunca pode ser desabilitado. Existem outras nas quais ele é desabilitado automaticamente quando uma placa de vídeo é instalada. Existem outras onde, ao ser instalada uma placa de vídeo, podemos selecionar através do CMOS Setup, qual dos dois “vídeos” é o primário e qual é o secundário. Finalmente, encontramos placas onde o vídeo onboard pode ser totalmente desatilitado, através de um jumper (figura 32) ou do CMOS Setup.

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Figura 10.32 - Habilitando desabilitando o vídeo onboard.

VGA frame buffer A maioria das placas de CPU com vídeo onboard utiliza parte da memória principal como memória de vídeo. É a chamada memória de vídeo compartilhada. Uma parte da memória DRAM que seria destinada ao processador é utilizada como memória de vídeo. Algumas dessas placas de CPU podem opcionalmente utilizar chips de memória independentes para formar a memória de vídeo. Essas placas possuem um jumper para indicar se a memória de vídeo é independente ou compartilhada. Figura 10.33 - Indicando a memória de vídeo compartilhada.

Freqüência do barramento AGP Sem utilizar overclock, o barramento AGP deve operar com 66 MHz. Os modos AGP 2x e AGP 4x utilizam, respectivamente, duas e quatro transferências a cada clock, portanto a freqüência é sempre 66 MHz, tanto em 1x, como em 2x e 4x. Muitas placas de CPU ajustam automaticamente a freqüência do barramento AGP para 66 MHz, outras precisam que isto seja ajustado manualmente. Existem placas nas quais este ajuste é feito através de uma fração do clock do barramento externo do processador. Para barramentos de 66 MHz, a relação é de 1:1. Para barramentos de 100 MHz, a relação é de 2:3, e para barramentos de 133 MHz, a relação é de 1:2. Figura 10.34 - Indicando freqüência do barramento AGP.

Modo de segurança Algumas placas de CPU possuem um jumper chamado safe mode (modo de segurança). Quando o processador é destravado, ou seja, aceita programação do clock interno, uma programação indevida dos multiplicadores através do CMOS Septup pode impedir o computador de funcionar, e desta forma nem mesmo o CMOS Setup pode ser utilizado. Ao ativarmos o modo de segurança, o processador irá operar

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com um clock baixo, e desta forma podemos ter acesso ao CMOS Setup para corrigir a programação errada. Feita a correção, desativamos o modo de segurança para que o computador volte a funcionar com a velocidade correta. Figura 10.35 - Modo de segurança.

Não esqueça do CMOS Setup Muitos dos tópicos apresentados neste capítulo dizem respeito a jumpers e chaves de configuração, mas lembre-se que a maioria das configurações de hardware também podem ser definidas pelo CMOS Setup. Ao montar um computador, utilize sempre a configuração default para o CMOS Setup. Sempre existirá um comando para o carregamento dessas opções default. Posteriormente os itens do CMOS Setup podem ser revisados para obter mais eficiência, segurança e desempenho.

Hora de comprar as peças e montar o PC! Você já sabe as peças necessárias à montagem de um PC. A configuração escolhida dependerá da aplicação que terá o computador. Aqui vão algumas dicas importantes. Identifique para que o computador vai ser utilizado. Dependendo da aplicação, poderá ser necessária uma configuração mais avançada. PCs para aplicações simples como processamento de texto e acesso à Internet podem utilizar vídeo onboard, terem processadores mais simples, uma modesta quantidade de memória e um disco rígido de capacidade média. PCs utilizados para aplicações profissionais devem ter uma placa de vídeo melhor, de resolução mais alta, e com recursos 3D, caso sejam usados para aplicações de engenharia, CAD e computação gráfica em geral. Esses PCs também precisam de processadores velozes e generosas quantidades de memória, bem como um disco rígido de alto desempenho. É fundamental o uso de um dispositivo de backup, já que em uma aplicação profissional, dados perdidos poderão representar um grande prejuízo. PCs para serem utilizados com jogos 3D de última geração devem ter uma configuração também avançada, parecida com a dos PCs para uso profissional, e preferencialmente deve ter uma boa placa de som com áudio 3D. Qualidade dos componentes Outra questão importante é a qualidade dos componentes utilizados. Existem no mercado brasileiro, componentes de alta qualidade e preços mais elevados, e também componentes de qualidade inferior e preços mais baixos. Se quiser mais detalhes sobre as melhores marcas e modelos, consulte o nosso Guia do comprador de PCs, em www.laercio.com.br. Eletricidade estática Por melhor que seja a qualidade dos componentes, tudo pode ser colocado a perder se eles não forem manuseados corretamente. Todos os dias, milhares de chips, placas, discos rígidos, memórias e outros componentes são danificados por descargas eletrostáticas (ESD). Veremos portanto neste capítulo, os cuidados que você deve tomar para não danificar as peças do computador com a eletricidade estática.

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Dificuldades mecânicas Quem sabe montar um PC, a princípio sabe montar todos. Existem pequenas diferenças em relação ao formato do gabinete. Encontramos gabinetes horizontais e verticais (também chamados de desktop e torre, respectivamente), existem diferenças nos métodos de fixação da placa de CPU, na disposição interna dos drives. Felizmente a diversidade de gabinetes não resulta em dificuldades muito grandes, e para a felicidade dos montadores de PCs, a maioria das etapas da montagem são idênticas. De qualquer forma, antes de detalhar a montagem de PCs, faremos uma apresentação dos principais tipos de gabinetes, o que tornará a montagem ainda mais fácil. As etapas da montagem Dividimos a montagem do PC em etapas independentes. São elas: 1) Preparação da placa de CPU, gabinete e drives Nesta etapa vamos instalar as memórias, o processador e o cooler, além de revisar os jumpers da placa de CPU. Desta forma não precisaremos fazer alterações depois que a placa estiver instalada no gabinete. 2) Fixação da placa de CPU no gabinete Veremos aqui os diferentes métodos usados para fixar a placa de CPU no gabinete. Existem os espaçadores plásticos e os parafusos metálicos, existem formas diferentes de posicionar a placa, dependendo do tamanho do gabinete. 3) Fixação dos drives e do disco rígido Drive de disquetes, disco rígido, drive de CD-ROM e até um ZIP Drive interno, devem ser aparafusados ao gabinete. Todos esses drives possuem furos laterais para a colocação dos parafusos que os prenderão ao gabinete. 4) Fixação das placas de expansão Esta é a hora de fixar a placa de vídeo, caso a placa de CPU não utilize vídeo onboard. Certos conectores auxiliares que acompanham algumas placas de CPU também devem ser instalados nesta etapa. Recomendamos que placas de som, modem e rede sejam instaladas depois da instalação do sistema operacional. 5) Conexão dos cabos Cabos flat que interligam as diversas placas e drives, bem como os cabos de alimentação e demais cabos envolvidos são ligados nesta etapa. 6) CMOS Setup Aqui declaramos a data e a hora, os parâmetros do disco rígido e várias opções de funcionamento do hardware. 7) Formatação do disco rígido Somente depois de realizadas a partição e a formatação lógica o disco rígido estará pronto para receber dados, inclusive para a instalação do sistema operacional. 8) Ajustes finais

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Esta é a hora de configurar o display digital, organizar os cabos e checar se tudo está funcionando. O computador estará pronto para a instalação do sistema operacional. Logo começaremos a apresentação dessas etapas da montagem, mas antes vamos aos tópicos preliminares, sem os quais toda a montagem pode ser colocada a perder.

Cuidado com a eletricidade estática O computador novinho em folha já veio com alguns problemas de mau funcionamento. O outro, depois de alguns meses de uso, passou a apresentar defeito na memória. Qual é o usuário que nunca viu essas coisas acontecerem? Esses são apenas alguns exemplos de problemas inexplicáveis existentes em PCs novos ou com poucos meses de uso. As descargas eletrostáticas (ESD) que ocorreram quando os componentes foram tocados com as mãos pelos vendedores, técnicos e usuários, foram as responsáveis por esses defeitos. Tais problemas seriam evitados se essas pessoas tomassem os devidos cuidados, o que por sinal não dá trabalho algum. Vejamos então o que são as descargas eletrostáticas, os problemas que causam e como evitá-las. Como ocorrem as descargas eletrostáticas As descargas eletrostáticas ocorrem quando tocamos placas e chips com as mãos. Quando o vendedor coloca uma placa na vitrine, ou quando cola e escreve aquela etiqueta da garantia, ou quando ele retira ou coloca uma placa, chip ou disco rígido na embalagem. Ocorre quando o técnico ou o usuário segura as peças para fazer a instalação. Os vendedores e técnicos deveriam tomar cuidado. Afinal as peças que estão manuseando não pertencem a eles, e sim ao usuário que irá comprá-las. O que são as descargas eletrostáticas Todos se lembram de um belo dia, lá por volta da sexta série do primeiro grau, quando na aula de ciências é apresentada uma experiência com eletricidade estática. Esfregamos uma caneta nos cabelos ou no casaco, tornando-a eletrificada. A caneta passa a atrair para si, pequenos pedacinhos de papel. Os elétrons acumulados na caneta são os responsáveis por esta atração. Quaisquer materiais, quando friccionados entre si, produzem quantidades maiores ou menores de eletricidade estática. Ao se levantar de uma cadeira forrada com material plástico, retirar um casaco de lã ou mesmo ao andar por um carpete, o corpo humano acumula cargas suficientes para gerar uma tensão de alguns milhares de volts. Certamente você já deve ter tomado algum dia, um choque ao abrir a porta de um automóvel, ou mesmo uma porta comum. Tensões estáticas superiores a 3000 volts são percebidas por nós, na forma de um pequeno choque. Tensões mais baixas não chegam a provocar choques, por isso tendemos a não acreditar nas descargas eletrostáticas. Para danificar um chip de memória ou um processador, bastam algumas dezenas de volts. Os estragos causados pelas descargas eletrostáticas Descargas eletrostáticas podem causar dois tipos de falhas: catastróficas e latentes. As falhas catastróficas são as mais fáceis de serem percebidas. A placa, chip ou disco rígido simplesmente não funcionam, mesmo quando novos. O usuário compra um módulo de memória, o vendedor o toca com as mãos. Talvez tenha queimado. O usuário vai instalar o módulo e a memória não funciona. Sendo imediatamente percebida esta falha, o usuário pode ir à loja e solicitar a troca (azar do dono da loja). As falhas latentes são bem piores. O equipamento funciona aparentemente bem, mas depois de alguns meses, semanas ou até dias, a falha é manifestada, de forma permanente ou intermitente. Se ocorrer fora do período de garantia, o azar será do usuário. Os fabricantes avisam Todos os chips, placas e discos rígidos possuem avisos dos seus fabricantes, alertando sobre os perigos da eletricidade estática. Todos os fabricantes, sem exceção, dão este aviso. Infelizmente 99% dos

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vendedores e usuários, além da maioria dos técnicos, ignoram sumariamente esses avisos. A vida de um componente eletrônico começa na fábrica com todos os cuidados, de onde sai protegido por embalagens anti-estáticas. A seguir sofre inúmeras descargas durante a venda e instalação, e se não tiver sorte, termina com falhas catastróficas ou latentes, além de sofrer reclamações de usuários devido a travamentos. Quem está errado? O fabricante? Ou aqueles que não tomam cuidado? O usuário precisa conhecer os perigos da eletricidade estática e cobrar aos técnicos e vendedores para que tenham cuidado. Simplesmente não deveriam comprar em lojas nas quais os vendedores ignoram a eletricidade estática. Cabe a você, um futuro produtor de PCs, tomar os devidos cuidados com a eletricidade estática. Figura 11.1 Etiquetas com advertências sobre a eletricidade estática.

Influência da umidade relativa do ar É errado pensar que as descargas eletrostáticas só ocorrem quando o clima é seco. Andar em um carpete pode gerar tensões de 3500 volts se a umidade relativa do ar estiver baixa, ou de apenas 1500 volts se a umidade estiver alta. Esta tensão é mais que suficiente para danificar qualquer chip. Porque não sentimos choque Felizmente não sentimos choque na maior parte das descargas eletrostáticas. Tendemos a não acreditar no perigo devido à ausência de choque. A duração das descargas é tão pequena (bilionésimos de segundo) que não permite estabelecer uma corrente elevada, mesmo sendo a tensão tão alta. Ainda assim é suficiente para danificar os minúsculos transistores que formam os chips. Podemos entender isso através de uma analogia com o fogo. Acenda uma vela e mova o dedo rapidamente sobre o fogo. Se mantivéssemos o dedo parado sobre o fogo, sofreríamos uma queimadura, mas se o passarmos por apenas uma fração de segundo, o calor não será suficiente para causar qualquer sensação de dor. Faça agora a mesma coisa com um fio de cabelo. Por mais rápido que você o passe sobre a chama, ele sempre irá queimar. O mesmo ocorre com as descargas eletrostáticas: a sua duração não é suficiente para causar choque mas dá e sobra para queimar os transistores que formam os chips. Como proteger os circuitos É muito fácil evitar as descargas eletrostáticas. Não dá trabalho algum, é só uma questão de cuidado. Vendedores devem manter os produtos dentro das suas embalagens anti-estáticas. Ao retirá-los da embalagem, devem sempre segurar as placas pelas bordas, sem tocar nos chips e conectores. Um disco rígido deve ser segurado pela sua carcaça, e não pela placa de circuito. Processadores devem ser seguros sem que toquemos nos contatos metálicos. Quando um vendedor coloca aquela “etiqueta da garantia”, deve fazê-lo sem tocar nos circuitos. Técnicos e usuários devem tomar os mesmos cuidados, mas como manuseiam os componentes durante muito tempo, precisam ainda realizar uma descarga de

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segurança. Para isso basta tocar com as duas mãos um corpo metálico, como o gabinete ou a fonte do computador, antes de realizar as instalações de hardware. Um bom laboratório de manutenção deve ter pulseiras anti-estáticas para os seus técnicos.

Figura 11.2 - Pulseira anti-estática e sua utilização. O ideal é que você utilize a pulseira anti-estática ao manusear componentes de hardware. Além disso, é preciso seguir as regras apresentadas aqui: 1) Antes de manusear os equipamentos, toque suas duas mãos em uma janela metálica, não pintada. Se isto não for possível, toque com as duas mãos a fonte de alimentação do computador. Se a fonte for pintada, toque em outra parte do interior do gabinete que seja de metal, e não pintada (figura 3). Repita esta descarga a cada 15 minutos. Figura 11.3 Descarregando a eletricidade estática.

2) Segure as placas pelas suas bordas laterais. A figura 4 mostra a forma correta e a forma errada de segurar uma placa. Um disco rígido deve ser segurado pela sua carcaça metálica. A figura 5 mostra a forma correta e a forma errada de segurar um disco rígido. Módulos de memória e processadores também devem ser segurados pelas laterais, sem tocar nos seus contatos metálicos. Figura 11.4 Forma certa e errada de segurar uma placa.

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Figura 11.5 Forma certa e errada de segurar um disco rígido.

Dicas sobre compras Em várias lojas, grandes ou pequenas, oficiais ou informais, no Brasil ou no exterior, você pode encontrar à venda as peças necessárias à montagem de um PC. É preciso entretanto tomar cuidado para não cair em certas armadilhas. Você precisa conhecer algumas dicas a respeito do fornecedor, acessórios e procedência do material. O fornecedor Para ter maior segurança sobre o bom funcionamento das peças, é recomendável que sejam compradas em um fornecedor local, de sua confiança, ou sobre o qual você tenha boas referências. Muitos usuários são tentados a abrir o jornal e telefonar para dezenas de fornecedores desconhecidos, com o objetivo de comprar as peças mais baratas. Acabam comprando placas, disco rígido, drives, gabinetes e memórias em diversos fornecedores diferentes. Corre-se desta forma um certo risco de incompatibilidades. Se o disco rígido apresentar algum defeito, o seu fornecedor dirá que o disco está bom, e que o defeito está na sua interface, localizada na placa de CPU. O fornecedor da placa de CPU dirá o contrário. Este é um exemplo no qual “o barato sai caro”.’ Cheque também, antes da compra, se o seu fornecedor presta serviço de suporte técnico em caso de dificuldades na montagem. Podemos dizer que quando o usuário realiza a montagem cuidadosamente de acordo com as instruções deste livro e todas as peças estão em perfeitas condições, a chance de que tudo funcione bem é de quase 100%. Entretanto, não está totalmente descartada a possibilidade de ocorrerem dúvidas e problemas durante a montagem. Neste ponto, o papel do fornecedor é importantíssimo. Evite comprar material em fornecedores leigos, que não têm condições de prestar suporte em caso de problemas. Não basta dizer que realizará trocas em caso de problemas, pois é possível que todas as peças estejam em boas condições e mesmo assim o usuário tenha dúvidas. O melhor tipo de fornecedor neste caso é aquele que, além de vender as peças separadamente, também faz a montagem de micros, o que é uma demonstração de competência técnica. Muitos são tentados a comprar peças diretamente no exterior, durante uma viagem. É comum também o caso daqueles que pedem a um amigo que viaja ao exterior para comprar algumas “pecinhas” para montar seu PC. Aqui existem dois problemas em potencial. Se todas as peças forem adquiridas corretamente e não apresentarem problemas, sem dúvida a aquisição terá valido a pena, mas não é possível ter, a priori, certeza absoluta de que não ocorrerão problemas. Se por exemplo, o disco rígido estiver defeituoso, será um grande transtorno levá-lo de volta à loja onde foi comprado para realizar a troca. Muitos usuários acabam por perder desta forma as peças baratas adquiridas nessas viagens. Ao pedir a um amigo para que traga material do exterior, é muito comum a compra de peças erradas e a falta de acessórios, como por exemplo, os manuais que acompanham as placas. Para acomodar essas peças na bagagem, muitos as retiram das suas caixas protetoras, que em geral ocupam muito volume. Essas peças acabam sofrendo danos durante o transporte. No Rio de Janeiro, um bom lugar para encontrar material de informática é no Edifício Avenida Central. Em São Paulo, podemos citar as lojas da rua Santa Ifigênia e imediações. Em outras cidades, podemos também encontrar com facilidade tais revendas. Se você quer comprar através dos correios, ou se está

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no Rio de Janeiro, recomendo a Computer Designers (www.cdr.com.br). É uma empresa pequena mas competente, na qual tenho comprado meus equipamentos nos últimos anos. Manuais, disquetes e acessórios Sem dúvida, esta é a principal fonte de insucesso. Todas as placas são acompanhadas de manuais técnicos. Sem esses manuais, é até possível que o usuário consiga montar o PC, mas no caso de futuras expansões, certamente ocorrerão problemas. Assim como ocorre com todas as placas, os discos rígidos também são acompanhados de um pequeno manual, onde existem instruções para a sua instalação. Muitas vezes esta instalação pode ser feita sem a presença do manual, mas o usuário não poderá, por exemplo, realizar a futura instalação de um segundo disco rígido, já que para isto será preciso alterar alguns jumpers de configuração. Muitos modelos de disco rígido possuem estampadas na sua própria carcaça (figura 6), um resumo das instruções do seu manual, desta forma suprindo a sua falta, pelo menos em parte. Figura 11.6 Muitos discos rígidos possuem estampadas na sua carcaça, as instruções sobre a programação dos seus jumpers.

O gabinete também deve ser acompanhado de um manual, que consiste em uma pequena folha. Com essas instruções é possível instalar e configurar os números que serão mostrados no display digital. Além dos manuais, alguns módulos são acompanhados de CDs ou disquetes contendo drivers e utilitários. Por exemplo, as placas de vídeo são acompanhadas dos drivers de vídeo, DirectX e utilitários. Em alguns casos são também acompanhadas de jogos. Modems são acompanhados de drivers e programas de comunicação, como por exemplo, software para transmissão e recepção de fax. Placas de som são acompanhadas de drivers e diversos aplicativos, como programas para reprodução de CDs, editores de som, etc. De um modo geral, todas as placas são acompanhadas de drivers, mas isto não ocorre apenas com as placas. Impressoras, scanners, joysticks e até monitores são acompanhados de drivers. A procedência do material Antigamente, produto importado era sinônimo de “produto caro e de altíssima qualidade”. Hoje não podemos afirmar a mesma coisa. Existem produtos importados da Ásia com baixíssimos preços e baixíssima qualidade. Em parte, isto ocorre com algumas peças para computador. A princípio, a maioria das peças para computador vindas do Japão, Korea, Cingapura, Tailândia, Taiwan, China continental e demais países da Ásia são de boa qualidade, mas existem muitas de qualidade inferior. As peças, placas e equipamentos produzidos nos Estados Unidos são de melhor qualidade. Entretanto, muitos fabricantes americanos possuem fábricas na Ásia, o que mostra que também lá existem produtos de alta qualidade. Não é desabonador o fato de um equipamento ter sido produzido na Ásia, e também não é necessário procurar desesperadamente por peças “Made in USA”. O problema é que existem as peças de qualidade inferior. São peças não aprovadas no controle de qualidade, ou peças recondicionadas, ou que são fabricadas por empresas que não as desenvolveram, e simplesmente copiaram a partir de produtos de

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outros fabricantes. Não existe uma regra geral para diferenciar um componente bom de um ruim. O que existe são pistas que devem ser seguidas: 1) Em geral, todos os equipamentos produzidos nos Estados Unidos, ou mesmo produzidos na Ásia por empresas americanas, são de qualidade superior. 2) As melhores placas de CPU são as fabricadas pela Intel, Supermicro, FIC, Asus, Soyo, MSI, A-trend, Open e Tyan. Abit e Gigabyte também são consideradas aceitáveis, apesar de muitos usuários já terem passado por problemas com certos modelos. Placas de fabricação da PC Chips e Tomato são de má reputação, apesar de serem muito utilizadas no Brasil, devido aos seus baixos preços. 3) Quanto aos discos rígidos, é difícil falar em melhores e piores. Freqüentemente fabricantes de boa reputação produzem modelos problemáticos que deixam bastante a desejar. A Seagate sempre foi um grande fabricante, mas já passou por fases problemáticas. O mesmo ocorreu com a Western Digital, que sempre foi de primeira linha, mas passou por sérios problemas com seus modelos entre 4 GB e 10 GB, muitos deles apresentando defeitos. Quantum e Maxtor (recentemente esses dois fabricantes se uniram) têm passado por uma boa fase. Por outro lado, certos fabricantes não têm conseguido manter um padrão de qualidade e confiabilidade. É o caso da Fujitsu e da Samsung. 4) Uma grande confusão ocorreu no mercado de placas de vídeo, a partir de 1999. A Diamond, considerada por muitos como a melhor fabricante de placas de vídeo, foi comprada pela S3, produtora de chips gráficos. Isso fez cair bastante a sua competência. Antes a Diamond utilizava chips gráficos de vários fabricantes, como Nvidia, 3DFx e S3. Passou então a produzir apenas placas com chips da S3. Os resultados não foram bons, e a S3 acabou sucateando a antiga Diamond, ficando apenas com algumas de suas linhas de produtos. A 3DFx, grande fabricante de chips gráficos 3D de alto desempenho, tornouse também uma fabricante de placas, mas teve grandes prejuízos e acabou sendo parcialmente adquirira pela sua maior concorrente, a Nvidia. Este sim é o fabricante que tem tido mais sucesso recentemente. Seus chips gráficos têm excelente desempenho e seus preços são acessíveis. Têm sido utilizados por diversos fabricantes de placas de vídeo. 5) Os monitores Samsung e LG, muito comuns no Brasil, são de boa qualidade. Também são os fabricados pela Sony, NEC, Philips, Viewsonic entre outros. 6) Impressoras produzidas pela Epson, HP, Canon e Lexmark, muito comuns no Brasil, são de boa qualidade. 7) Kits multimídia produzidos pela Creative Labs (Sound Blaster) são os mais recomendáveis. Você também pode comprar separadamente a placa de som e o drive de CD-ROM. Drives da Creative, LG, Sony e Teac são de boa qualidade. 8) As placas fax/modem da US Robotics e 3COM são muito bem conceituadas. Se você comprar um modem com DSP (processador de sinais digitais), essas são as marcas mais confiáveis. Se optar por um Winmodem, optar por um modelo da US Robotics não é garantia de bons resultados. Em outras palavras, um Winmodem da US Robotics é tão limitado e deficiente quanto os de outros fabricantes. Entre os limitados e baratos Winmodems, os da Lucent têm apresentado bons resultados. Modems da PCTel são muito baratos, mas são os que recebem mais queixas dos seus usuários. Calma e atenção Não monte o computador com pressa e nem com ansiedade. Não faça como o sujeito que chegou em casa às 11 horas da noite com as peças tão esperadas e começou a montar o PC madrugada a dentro. Este montador ansioso nem quis jantar. Teve dificuldades e acabou indo dormir às 4 horas da manhã sem ter conseguido montar o computador. No dia seguinte, fez tudo novamente, com a calma e atenção necessárias e finalmente conseguiu montar seu PC.

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Tenha calma e atenção, e evite a pressa e a ansiedade. Reserve um horário tranqüilo, em um bom espaço, e sem crianças por perto. Confira se todas as peças estão corretas, separe todos os cabos, manuais, parafusos, ferramentas e tudo o que você precisar para montar o PC. Se você não tiver calma e atenção, poderá fazer alguma ligação errada, o que pode até mesmo causar dano às peças.

O que acompanha cada peça Ao comprar as diversas peças envolvidas na montagem de um PC, é preciso exigir os seus manuais, disquetes, cabos e demais acessórios. Este material será necessário para obter sucesso na montagem. Mesmo micros que são vendidos prontos devem ser acompanhados dos manuais e disquetes de suas placas. Vejamos então o que deve acompanhar cada módulo. Placa de CPU Este é o módulo que possui o maior número de acompanhantes. São eles: • • • • • • • •

Manual da placa de CPU 2 cabos flat IDE Cabo flat para drives Cabos das interfaces seriais e paralelas (nas placas padrão AT) Conectores VGA (em placas AT com vídeo onboard) Conectores de som (em placas AT com som onboard) CD com software de apoio e drivers da placa de CPU Mecanismos de fixação do processador

O manual da placa de CPU traz todas as informações necessárias à sua montagem, instalação de memórias, instalação de um novo processador e como realizar o CMOS Setup. São ainda fornecidos os cabos flat para dar acesso às interfaces IDE e interface de drives. Placas padrão ATX possuem as interfaces seriais e paralelas acessíveis por conectores na sua parte traseira, mas as do padrão AT possuem conectores auxiliares para essas interfaces. Placas de CPU ATX com vídeo onboard possuem um conector VGA (DB-15) localizado na sua parte traseira. Já as placas AT com vídeo onboard utilizam uma extensão VGA. Da mesma forma, placas ATX com som onboard possuem na sua parte traseira as conexões de áudio e do joystick. As placas de CPU AT, quando possuem som onboard, são acompanhadas de um conector de som, como o mostrado na figura 7. Figura 11.7 Conectores para som, que acompanham placas de CPU AT com som onboard.

As placas de CPU modernas são ainda acompanhadas de um CD-ROM com software de apoio. Podemos encontrar diversos tipos de software: • •

Drivers de vídeo para Windows e outros sistemas, no caso de placas de CPU com vídeo onboard. Drivers de som, para placas de CPU com som onboard.

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• • • • • •

Drivers de rede, para placas de CPU com “rede onboard” Drivers de modem, para placas de CPU com modem onboard Driver Ultra DMA AGP Miniport Driver Drivers do chipset Software para monitoração de temperatura e voltagem.

Assim como ocorre com qualquer placa de vídeo e placa de som, as placas de CPU que englobam circuitos de vídeo e som necessitam de drivers apropriados para que esses circuitos funcionem. As placas de CPU cujas interfaces IDE são capazes de operar nos modos ATA-33, ATA-66 e ATA-100 são acompanhadas de um driver que ativa esses modos de operação. As versões mais recentes do Windows possuem drivers similares, mas quando a placa de CPU possui um chipset mais novo, não suportado pelo Windows, é preciso utilizar o driver que o fabricante fornece neste CD. Muitas placas são acompanhadas de um software de monitoração, através do qual vários itens do seu funcionamento são checados: temperatura do processador, temperatura do interior do gabinete, velocidade de rotação dos coolers, quantidade de memória livre, espaço em disco, tensões geradas pela fonte, tensões que alimentam o processador, etc. Quando são detectadas condições críticas, este software informa ao usuário, que pode providenciar o fechamento dos programas em execução antes que o problema se torne mais sério, ou até mesmo desligar o computador. Desta forma é reduzida a chance de perda de dados. Placa de vídeo Esta placa em geral é acompanhada do seguinte material: • • •

Manual da placa CD-ROM com drivers SVGA e utilitários Algumas são acompanhadas de jogos e outros softwares

Nem sempre o manual é necessário para a montagem do computador, mas sempre existem informações técnicas valiosas. Por exemplo, certas placas permitem a instalação de mais memória de vídeo. Podem ser expandidas de 1 MB para 2 ou 4 MB. As instruções para esta expansão estão explicadas no seu manual. Existem também tabelas que mostram os modos gráficos que a placa pode utilizar. Tais informações podem ser úteis para regular o funcionamento da placa, com o objetivo de aproveitar melhor os recursos do monitor. No CD-ROM que acompanha a placa de vídeo, é possível encontrar, além de utilitários que permitem o seu controle, drivers para habilitar o seu funcionamento em vários sistemas operacionais. Disco rígido O disco rígido é em geral acompanhado de: • •

Manual Disquete com driver LBA

O manual é sempre muito importante. Certos modelos de disco rígido possuem estampadas na sua carcaça um resumo das informações mais importantes do seu manual. O disquete com o driver LBA é necessário apenas para fazer a instalação em PCs com BIOS antigos. As antigas versões de BIOS disponíveis não eram capazes de operar diretamente com discos rígidos com capacidades acima de 504 MB. Os fabricantes de discos rígidos passaram então a fornecer um disquete com um software que adiciona a função LBA (Logical Block Address), permitindo o uso de discos IDE com até 8,4 GB. As atuais placas de CPU já possuem no BIOS a função LBA, e portanto podem acessar discos IDE acima de 504

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MB, sem a necessidade do uso deste driver. Por isso, muitos fabricantes deixaram de fornecer este disquete, mas oferecem este software através da Internet. Depois que a função LBA foi implantada, os BIOS dos PCs passaram a permitir acessos a discos rígidos de até 2 GB. Logo surgiram discos com capacidades acima de 1 GB, e a nova barreira ficou próxima. Novas alterações na função LBA tornaram o BIOS capaz de acessar discos com capacidades maiores que 2 GB, podendo chegar até 8,4 GB. Surgiram então discos com 2,5 GB, 3 GB, 4 GB. Já no início de 1998, discos de 4 GB eram comuns, e começavam a chegar ao mercado, modelos de 6 GB e 8 GB, aproximando-se então da barreira dos 8,4 GB. Os BIOS das placas de CPU desta época já incluíam suporte para discos rígidos com capacidades acima de 8,4 GB. Por outro lado, se for necessário utilizar um disco com capacidade maior que esta, em PCs com BIOS que só permitem chegar a 8,4 GB, será preciso instalar um software de apoio que acompanha o disco rígido. São programas como o Disk Manager e o EZ Drive, os mesmos que no final de 1994 permitiam aos PCs com BIOS antigos, ultrapassar a barreira dos 504 MB. Se a sua placa de CPU é nova (posterior a jan/1998), certamente o seu BIOS já permite acessar discos com mais de 8,4 GB, e você não precisará utilizar o disquete que o acompanha, ou então fazer uma atualização de BIOS. OBS.: Os fabricantes de placas de CPU oferecem atualizações de BIOS, através da Internet. As memórias ROM que são usadas nas placas de CPU modernas são do tipo Flash ROM, ou seja, podem ser reprogramadas eletricamente pelo próprio usuário, através de software apropriado, fornecido pelo seu fabricante. Se você conhece o endereço do site na Internet do fabricante da sua placa de CPU, pode fazer o download da nova versão de BIOS para a sua placa. Sua placa de CPU passará então a contar com novos recursos, como por exemplo, o suporte a discos IDE com mais de 8,4 GB. Drive de CD-ROM Praticamente todos os drives de CD-ROM são acompanhados de um manual, além de um disquete com drivers que permitem o seu funcionamento no modo MS-DOS. Este é um erro freqüentemente cometido por quem instala um drive de CD-ROM pela primeira vez. Não é preciso, e nem é recomendável utilizar o driver existente neste disquete, pois o Windows já possui seus drivers nativos para controlar o drive de CD-ROM. Confira então o material que acompanha o seu drive: • • • • •

Manual Disquete com driver para MS-DOS Cabo de áudio Cabo flat IDE Parafusos de fixação

Monitor Junto com o monitor é fornecido um manual com características técnicas. Em geral o monitor não requer nenhum tipo especial de configuração. Basta conectá-lo à placa SVGA e estará pronto para funcionar. Entretanto, as informações do seu manual são extremamente úteis. Por exemplo, existem indicações sobre as suas freqüências horizontais e verticais de funcionamento, o que facilita a regulagem da placa SVGA para obter a melhor imagem possível no monitor. Os monitores modernos são Plug-and-Play. São detectados pelo Windows, e a seguir seus drivers são instalados. O que esses drivers fazem é basicamente informar ao Windows as freqüências e resoluções suportadas, bem como o funcionamento dos modos de economia de energia. Alguns monitores são acompanhados de um disquete com seus drivers. Se o Windows não tiver drivers para o seu monitor, você pode usar os existentes neste disquete. Mouse

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Para funcionar em ambiente Windows, o mouse não requer, em geral, nenhum software especial. Mesmo assim, algumas vezes o mouse é acompanhado de um disquete com um software que permite o uso de seus três botões, já que os drivers para Windows em geral dão acesso a apenas dois botões. Também é fornecido neste disquete um “driver de mouse para DOS”. Ele é necessário para fazer com que possa ser usado sob o MS-DOS, sem a presença do Windows, como por exemplo, em jogos antigos. Gabinete Muitos gabinetes possuem na sua parte frontal, um display digital para indicar o clock do processador. O valor mostrado neste display deve ser programado pelo próprio usuário, através de instruções existentes no manual do gabinete. Normalmente este manual consiste em uma única folha com as instruções para a ligação do display na fonte de alimentação, na placa de CPU, e para a programação de seus números. Drive de disquete Drivers de disquete não são acompanhados de manual algum. Não necessitam de configurações especiais, nem drivers. Basta conecta-los no computador e declara-los no CMOS Setup, e estarão prontos para funcionar. Também não são fornecidos com parafusos ou cabos. Os parafusos acompanham o gabinete, e o cabo flat acompanha a placa de CPU. Teclado Teclados também não são acompanhados de manuais ou drivers, mas existem algumas exceções. Os chamados teclados multimídia são fornecidos com um CD-ROM contendo um software que habilita o funcionamento dos seus botões especiais (Play, Stop, Volume, etc.). Modem, placa de rede, placa de som Todas essas placas são fornecidas com manual e um CD ou disquete com drivers e utilitários. Além do driver, o modem é acompanhado de programas de comunicação. Um cabo telefônico padrão RJ-11 também acompanha o modem. Placas de rede são acompanhadas de drivers e em alguns casos, programas de gerenciamento e diagnóstico de rede. Placas de som são acompanhadas de drivers, aplicativos sonoros e em alguns casos, jogos. Algumas placas de som são também acompanhadas de um cabo de áudio para ligação com o drive de CD-ROM.

Conexão das partes A conexão das partes que formam um PC é bastante simples, seja no caso de placas de CPU AT, seja no caso de placas de CPU ATX, seja em gabinetes horizontais ou verticais, grandes ou pequenos. Vamos inicialmente mostrar como as diversas peças são interligadas, e na próxima seção veremos como ficam posicionadas no gabinete. Conexão das partes em um sistema padrão AT Podemos ver as conexões na figura 8. Nesta figura estamos representando um PC completo, com exceção do gabinete. No centro de tudo está a placa de CPU. Nela estão ligados diversos dispositivos: • • • • • • • •

Teclado Mouse - na interface COM1 Impressora - na interface paralela Drive de disquetes Disco rígido Drive de CD-ROM Painel frontal do gabinete Fonte de alimentação

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Figura 11.8 - Ligações em uma placa de CPU AT O teclado é ligado diretamente no conector existente na parte traseira da placa de CPU. O mouse é ligado em uma das interfaces seriais existentes na placa de CPU (COM1 e COM2), sendo que normalmente é ligado na COM1. A impressora é ligada na LPT1, a interface paralela existente na placa de CPU. Tanto o drive para disquetes como o disco rígido e o drive de CD-ROM são ligados nas respectivas interfaces existentes na placa de CPU, através de cabos flat apropriados. O ideal é ligar o disco rígido na interface IDE primária, e o drive de CD-ROM na interface IDE secundária. Na placa de CPU é feita a conexão da placa SVGA, na qual é ligado o monitor. Quando a placa de CPU tem vídeo onboard, é usado um conector auxiliar para ligar a saída de vídeo da placa de CPU até um conector DB-15, a ser instalado na parte traseira do gabinete. A fonte de alimentação é ligada à tomada da rede elétrica, e possui uma saída para a ligação da tomada do monitor. Existem saídas para fornecer corrente para a placa de CPU, os drives e o disco rígido. Conexão das partes em um sistema padrão ATX Podemos ver as conexões na figura 9. Observe que as conexões são muito parecidas com as de um sistema AT, exceto pelo formato da placa de CPU, e pelas conexões existentes na sua parte traseira. No centro de tudo está a placa de CPU. Nela estão ligados diversos dispositivos: • • • • • • •

Teclado Mouse Impressora Drive de disquetes Disco rígido Painel frontal do gabinete Fonte de alimentação

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Figura 11.9 - Ligações em uma placa de CPU ATX. O teclado é ligado diretamente no conector existente na parte traseira da placa de CPU. Neste tipo de placa, é usado um conector de teclado padrão PS/2. O mouse é ligado em uma das interfaces seriais existentes na placa de CPU (COM1 e COM2), ou então na interface para mouse padrão PS/2. A impressora é ligada na LPT1, a interface paralela existente na placa de CPU. Tanto o drive para disquetes de 3½” como o disco rígido e o drive de CD-ROM são ligados nas respectivas interfaces existentes na placa de CPU, através de cabos flat apropriados. Ainda na placa de CPU é feita a conexão da placa SVGA, na qual é ligado o monitor. Esta placa poderá ser do tipo PCI ou AGP, mas preferencialmente AGP nos sistemas em que é necessário um bom desempenho 3D. Quando a placa de CPU possui vídeo onboard, o monitor é ligado no conector VGA existente na parte traseira da placa de CPU, junto aos demais conectores. A fonte de alimentação é ligada à tomada da rede elétrica, e possui uma saída para a ligação da tomada do monitor. Existem saídas para fornecer corrente para a placa de CPU, os drives e o disco rígido.

Etapa 1: Preparação da placa de CPU, gabinete e drives Começamos agora a montagem propriamente dita. Esta é uma etapa mais de preparação do que de montagem. Mãos à obra! 1) Abra o gabinete, o que normalmente é feito pela remoção de parafusos localizados na sua parte traseira.

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Figura 11.10 Abrindo o gabinete.

2) Conecte a fonte de alimentação na chave liga-desliga (nos gabinetes AT). Normalmente esta conexão já vem feita de fábrica, mas caso não esteja feita, use as instruções existentes na etiqueta da fonte de alimentação para ligar os 4 fios da chave liga-desliga. Figura 11.11 - Ligando a fonte de alimentação AT na chave liga-desliga do gabinete. Na fonte de alimentação existe uma etiqueta com as instruções.

3) Conecte o display do gabinete na fonte de alimentação. Figura 11.12 - Ligação do display na fonte de alimentação.

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4) Identifique os conectores do painel do gabinete: Reset, Speaker, etc. Normalmente os nomes estão indicados no conector interno, mas caso não estejam, será preciso seguir os fios até o painel para descobrir qual é o Reset, qual é o Speaker, etc. Figura 11.13 Identificando os conectores do painel.

5) Separe os manuais das placas, do gabinete e do disco rígido. 6) Identifique no manual da placa de CPU onde estão explicadas as conexões do painel frontal do gabinete. Identifique na própria placa de CPU quais são esses pontos de conexão. Figura 11.14 Instruções para conectar o painel do gabinete na placa de CPU.

7) Identifique no manual da placa de CPU onde está explicado o CMOS Setup. 8) Separe os parafusos que acompanham o gabinete. A maioria deles recai em duas categorias distintas, que aqui chamamos de Classe 1 e Classe 2. Figura 11.15 Parafusos gabinete.

9) Correlacione os furos existentes no gabinete com os furos existentes na placa de CPU. Identifique quais furos usarão parafusos hexagonais e quais usarão espaçadores plásticos. Coloque espaçadores plásticos nos furos apropriados da placa de CPU. Note que existem alguns espaçadores plásticos que

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possuem rosca na parte inferior, como se fossem parafusos de plásticos. Esses espaçadores devem ser instalados no gabinete, e a placa de CPU será posteriormente encaixada sobre eles. Figura 11.16 Furos do gabinete.

10) Prenda no gabinete os parafusos hexagonais que irão fixar a placa de CPU. Figura 11.17 Fixando os parafusos hexagonais.

11) Retire todas as 8 lâminas que tampam as fendas da parte traseira do gabinete, para que possam ser alojadas as placas de expansão. Em alguns casos, esta providência pode não ser necessária, pois alguns fabricantes fornecem as lâminas em separado, dentro da caixa onde ficam os parafusos e demais acessórios. Figura 11.18 Retirando as lâminas traseiras do gabinete.

12) Com a ajuda de uma chave de fenda, abra as fendas localizadas na parte traseira do gabinete, próprias para a fixação dos conectores das interfaces seriais e da paralela (nos gabinetes AT).

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Figura 11.19 Fendas para os conectores das portas seriais e paralelas.

13) Configure os jumpers da placa de CPU que definem o clock interno e externo, e a voltagem do processador. Cheque se os demais jumpers da placa precisam ser reconfigurados. Habilite o jumper que ativa o fornecimento de corrente da bateria para o CMOS. Figura 11.20 Configure os jumpers da placa de CPU.

14) No caso de placas de CPU para processadores em forma de cartucho (Slot 1 ou Slot A), faça a montagem das bases de sustentação do processador e do dissipador. Figura 11.21 Mecanismo sustentação cartucho.

de do

15) Instale o processador no seu soquete.

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Figura 11.22 Instalando processador.

16) Acople o cooler no processador. Aplique um pouco de pasta térmica entre o processador e o cooler. Figura 11.23 - Cooler acoplado no processador.

17) Identifique no manual da placa de CPU onde é explicada a instalação de memórias. Instale as memórias na placa, de acordo com as instruções do seu manual. Preencha inicialmente o banco 0, normalmente indicado como DIMM-0 no manual da placa de CPU. Figura 11.24 Instale as memórias.

18) Identifique na placa de CPU os conectores nos quais serão encaixados cabos flat. São os conectores das interfaces IDE e da interface de drives. No caso de placas de CPU padrão AT, existem ainda os conectores da interface paralela e das seriais. Observe que existem dois conectores IDE, e caso você utilize apenas uma das interfaces IDE existentes na placa de CPU, deve ser dada preferência à interface primária. Em todos os conectores que receberão cabos flat, identifique a posição do pino 1, através de inspeção visual direta ou através do diagrama desenhado no manual da placa de CPU.

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Figura 11.25 Conectores IDE e do drive de disquetes.

19) Identifique os cabos flat que você irá usar: o da interface IDE, o da interface de drives, das seriais e da paralela. Observe o fio vermelho de cada um desses cabos, que deverão corresponder ao pino 1 dos respectivos conectores. Figura 11.26 Cabos flat IDE.

20) Identifique no drive de disquetes, no disco rígido e no drive de CD-ROM, a posição do pino 1 de seus conectores. Isto pode ser feito por inspeção visual direta. No caso do disco rígido, podemos ainda consultar o seu manual, onde normalmente existe um desenho que traz, entre outras informações, a localização do pino 1. Figura 11.27 Verifique a posição do pino 1.

21) Teste os parafusos que serão usados para fixar o drive de disquetes, o disco rígido e o drive de CDROM. Basta colocar os parafusos nas suas partes laterais. Feito isto, separe esses parafusos para que sejam usados no momento da fixação.

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Figura 11.28 Teste parafusos.

22) Teste os parafusos que serão usados para fixar as placas de expansão. Basta colocá-los nos seus locais e depois retirá-los. Separe-os para que sejam usados no momento oportuno. Figura 11.29 Teste os parafusos para fixar as placas de expansão.

23) Identifique os conectores que partem da fonte de alimentação. Observe que existem conectores de 4 pinos para alimentar os drives e o disco rígido. No caso de fontes AT, existem dois conectores de 6 pinos para alimentar a placa de CPU. No caso de fontes ATX, a placa de CPU é alimentada por um conector de 20 pinos. As fontes ATX12V possuem ainda dois conectores adicionais, um para 12V e outro para as tensões de +5V e +3,3V. Este tipo de fonte é mais usada em PCs equipados com o Pentium 4, mas estão se tornando bastante comuns e usadas também em outras plataformas. Figura 11.30 Conectores da fonte de alimentação.

24) Cuidado para não cortar as mãos nas arestas metálicas do interior do gabinete. 25) Muitas fontes de alimentação possuem na sua parte traseira uma chave seletora 110 volts / 220 volts. Posicione esta chave de acordo com a voltagem da sua rede elétrica. Se você esquecer este detalhe poderá perder muito tempo quebrando a cabeça, ou na pior das hipóteses pode queimar a fonte e as placas do computador.

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Figura 11.31 Chave 110/220.

26) Em muitos gabinetes existe um display digital que serve para indicar o clock do processador. Entretanto, este display não é um medidor de clock, ou seja, não mostra de forma automática o clock. O que o display faz é exibir números fixos. Cabe ao montador do PC, a responsabilidade de programar os números que serão exibidos no display. Esta tarefa é um pouco complicada e demorada, por isto, podemos a princípio deixar o display com os números vindos de fábrica, e programá-lo depois que tudo estiver funcionando. Não se preocupe, pois a exibição de números errados no display não irá afetar em nada o funcionamento do computador, já que o display é apenas um enfeite. No final deste capítulo daremos exemplos de programação de displays. 27) Será preciso abrir caminho para introduzir a placa de CPU. Em gabinetes horizontais, podemos em geral colocá-la no lugar sem obstrução de partes do gabinete. Em gabinetes tipo mini-torre, em geral será preciso retirar uma das tampas da sua parte inferior, através da remoção de parafusos (figura 32). Em certos modelos de gabinete, a tampa inferior é fixa, mas a peça onde são alojados o disco rígido e o drive de disquetes é removível, através de um parafuso (figura 33). Finalmente, existem gabinetes torre que possuem uma tampa lateral removível. Esta tampa é removida para permitir a fixação da placa de CPU (figura 34). Uma vez fixada a placa de CPU, esta tampa é aparafusada novamente ao gabinete. Existem ainda casos de gabinetes muito espaçosos que não requerem nenhum tipo de remoção para dar passagem à placa de CPU. Você deverá observar o seu gabinete e verificar se a placa de CPU pode ser introduzida diretamente ou se é preciso abrir caminho através de um dos métodos mostrados aqui. Figura 11.32 Retirando a tampa inferior do gabinete torre para dar espaço à introdução da placa de CPU.

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Figura 11.33 Removendo o painel interno dos drives de 3½” para dar espaço à introdução da placa de CPU.

Figura 11.34 Gabinete torre com tampa lateral removível.

28) No caso de gabinetes AT, ligue o display na fonte de alimentação. Feito isto, você poderá ligar a fonte na rede elétrica e ligar o gabinete. Verifique se o display digital está aceso. Não se preocupe com o número que for mostrado. Caso o display acenda, significa que tanto o display como a chave liga-desliga estão corretamente acoplados à fonte. Feito este teste, desligue o gabinete e desconecte a fonte da rede elétrica. 29) É muito importante lembrar que a montagem deve ser feita com o computador desligado da tomada. A tomada deve ser ligada na rede elétrica apenas ao término da montagem. Se for necessário alterar alguma conexão, devemos, antes de mais nada, desligar o computador através da chave ligadesliga. Para uma segurança ainda maior, podemos desligar a tomada da rede elétrica. Qualquer conexão ou remoção de placas, cabos e chips deve ser realizada com o computador desligado. Interior dos gabinetes Nesta primeira etapa da montagem, você já estará lidando com o gabinete. Existem gabinetes de vários tipos e tamanhos. Essas diferenças são um pequeno obstáculo para quem quer aprender a montar um computador, mas não chega a ser uma dificuldade séria. Apesar de todas as diferenças, os diversos modelos de gabinetes são bastante parecidos. Os principais tipos de gabinetes são: AT horizontal AT mini-torre AT midi-torre AT torre grande ATX horizontal ATX mini-torre ATX midi-torre ATX torre grande

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Quando um gabinete é muito compacto, a montagem não chega a ficar difícil, porém é mais trabalhosa. Ficamos com menos espaço para trabalhar, e freqüentemente precisamos retirar peças para ter acesso às placas e conectores. Por exemplo, em certos gabinetes é preciso retirar a fonte de alimentação para ter acesso ao processador.

Figura 11.35 - Diferenças entre um gabinete horizontal e um vertical. A figura 35 mostra a diferença básica entre um gabinete horizontal e um vertical. Quando o gabinete vertical é colocado na posição deitada, ele fica com uma disposição muito semelhante à do modelo horizontal. Em ambos os casos, a parte esquerda é usada para alojar a placa de CPU e as placas de expansão. Na parte direita temos a fonte de alimentação (parte traseira) e os locais para a instalação do drive de CD-ROM, drive de disquetes e disco rígido (parte frontal).

Figura 11.36 - Diferenças entre modelos AT e ATX Também bastante sutis são as diferenças entre gabinetes AT e ATX. A figura 36 mostra dois modelos bastante parecidos. Observe que o modelo ATX possui uma fenda na sua parte traseira, na qual será encaixado o bloco de conectores existente na placa de CPU ATX. Também são diferentes as formas de ligar a fonte de alimentação AT e a fonte ATX. A fonte AT é ligada através de uma chave liga-desliga da qual partem 4 fios que vão diretamente à fonte. A fonte ATX é ligada através de uma chave de baixa corrente, da qual partem dois fios com um pequeno conector que é ligado na placa de CPU. Você poderá ainda ficar surpreso ao encontrar uma combinação bastante estranha, a princípio: gabinete AT com fonte ATX. Eles são destinados a placas de CPU padrão AT que possuem dois conectores de alimentação, sendo um AT e outro ATX. Este tipo de placa pode portanto ser alimentada por uma fonte ATX, mesmo sendo instalada em um gabinete AT.

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Figura 11.37 Conectores de alimentação AT e ATX na mesma placa de CPU.

Muitas vezes os gabinetes compactos oferecem dificuldades para a instalação da placa de CPU. Em alguns modelos mini-torre é preciso remover uma tampa inferior. Em outros casos é preciso retirar a bandeja na qual são fixos o drive de disquetes e o disco rígido. Em outros casos é preciso remover a chapa lateral do gabinete, na qual é montada a placa de CPU. Esses três casos foram mostrados nas figuras 32, 33 e 34 da seção anterior. A figura 38 mostra um outro caso. Trata-se de um gabinete mini-torre ATX, muito baixo para comportar ao mesmo tempo a placa de CPU e a fonte lado a lado. Para que ficasse bem compacto, seu fabricante optou por colocar a fonte sobreposta à placa de CPU. Desta forma é preciso retirar a fonte de alimentação para ter acesso ao processador e às memórias. Figura 11.38 - Neste gabinete é preciso retirar a fonte de alimentação para ter acesos ao processador.

Gabinetes verticais são produzidos com diversas alturas. A diferença entre eles é bastante sutil. O compartimento para a instalação das placas é o mesmo. O que varia é o número de locais para a instalação de drives. Nos gabinetes maiores, os drives e a fonte de alimentação podem ficar mais afastados da placa de CPU. A figura 39 mostra um gabinete torre tamanho grande (full tower). Além de apresentar maior espaço interno, este gabinete possui locais para instalação de vários drives, além de locais para instalação de ventiladores adicionais.

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Figura 11.39 - Gabinete torre grande. Como vemos, existem muito mais semelhanças que diferenças entre os vários modelos de gabinetes. Por isso quem está acostumado a montar PCs com um tipo de gabinete, certamente terá facilidade para fazer o mesmo com outros tipos de gabinetes. Mesmo assim, não se preocupe. Neste capítulo mostraremos as etapas da montagem ilustrando as diversas situações, em função das pequenas diferenças entre os gabinetes.

Etapa 2: Montagem da placa de CPU Neste ponto a placa de CPU já estará com o processador e o cooler instalados (exceto no caso do Pentium 4, que deve ser instalado depois que a placa de CPU já está fixa ao gabinete). As memórias já estão instaladas e os jumpers estão corretamente configurados. Preparação prévia do gabinete Você também já preparou o gabinete para receber a placa de CPU. Podem ter ocorrido diversas situações, dependendo do formato e do tamanho do gabinete: 1) 2) 3) 4)

Remoção Remoção Remoção Remoção

da do da da

bandeja que aloja o disco rígido e o drive de disquetes fundo do gabinete chapa onde a placa de CPU será fixada fonte para abrir caminho para a placa de CPU

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Figura 11.40 Abrindo caminho para a placa de CPU. O processo a ser usado depende do tipo e do tamanho do gabinete.

Existem gabinetes que são tão espaçosos que não precisam de providências especiais para a colocação da placa de CPU. É o caso dos gabinetes torre tamanho grande (full tower ou “torrão”), de alguns gabinetes torre tamanho médio, e alguns gabinetes horizontais. O gabinete neste ponto já deverá estar com os parafusos hexagonais instalados. Alguns gabinetes são acompanhados de parafusos plásticos. Esses parafusos devem ser fixados no gabinete, e a seguir a placa de CPU é encaixada sobre os mesmos. Figura 11.41 Parafusos metálicos hexagonais e parafusos plásticos.

Fixação da placa de CPU Finalmente fixamos a placa de CPU ao gabinete. Normalmente nos modelos ATX, basta apoiar a placa sobre os parafusos metálicos hexagonais e se for o caso, encaixá-la nos parafusos plásticos. Em alguns gabinetes são usados espaçadores plásticos, que devem ser encaixados na placa de CPU e a seguir introduzidos em fendas existentes no gabinete. Use a seguir parafusos com arruelas isolantes para fixar a placa de CPU. Devem ser aparafusados sobre os parafusos metálicos hexagonais.

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Figura 11.42 Espaçadores plásticos devem ser encaixados na placa de CPU e depois introduzidos nas fendas do gabinete.

Figura 11.43 - Parafusos com arruelas isolantes devem ser fixados sobre os parafusos hexagonais. Colocação do painel dos conectores ATX Placas de CPU ATX possuem na sua traseira, um bloco de conectores. Esses conectores devem ser adaptados a uma chapa metálica, contendo encaixes para os mesmos. Em alguns gabinetes, esta chapa metálica é fixa, mas este procedimento é raro, já que podem existir diferentes configurações de conectores. Muitos gabinetes são acompanhados de uma, duas e até três chapas com diferentes furações, visando compatibilidade com as diversas configurações de conectores. Finalmente, muitas placas de CPU são acompanhadas de uma chapa com a furação exata para os seus conectores. Este é o tipo mais indicado a ser instalado. Ao fixar a placa de CPU no gabinete, temos antes que verificar como este painel será montado. Em alguns casos, o painel deve ser colocado no gabinete pela sua parte interna, antes de ser instalada a placa de CPU. Em outros casos o painel é montado e aparafusado pela parte traseira externa do gabinete, o que deve ser feito depois que a placa de CPU já está montada. Figura 11.44 A chapa metálica que cobrirá os conectores de uma placa ATX pode, dependendo do caso, ser montada internamente ou externamente.

Caminho para fixar os drives

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Os drives de disquetes, disco rígido e drive de CD-ROM serão colocados na etapa seguinte, depois que a placa de CPU já está fixa ao gabinete. Entretanto existem alguns casos em que os drives precisam ser instalados antes da placa de CPU. É quando o gabinete é muito compacto e a placa de CPU é muito comprida. Isto ocorre especificamente em gabinetes torre. A placa de CPU pode obstruir uma das partes laterais dos drives, tornando impossível aparafusá-los adequadamente. Muitos montadores de PCs só percebem isso depois que a placa de CPU já está fixa ao gabinete, e por preguiça, acabam aparafusando os drives apenas de um dos lados. O procedimento correto é aparafusar os drives de ambos os lados. Portanto, antes de instalar a placa de CPU no gabinete, verifique se depois que ela estiver fixa será possível acessar ambas as partes laterais de todos os drives. Se você concluir que uma das partes laterais vai ficar inacessível, então instale os drives antes da placa de CPU. Figura 11.45 Às vezes a placa de CPU pode obstruir a parte lateral dos drives. Neste caso os drives devem ser instalados antes da placa de CPU.

Fixação do Pentium 4 (socket 423) O processador Pentium 4, seu mecanismo de retenção e seu cooler devem ser instaldos depois que a placa de CPU está fixada no gabinete. Antes da placa ser instalada, devem ser colocados os 4 parafusos hexagonais mostrados na figura 46. Figura 11.46 Os parafusos hexagonais nos quais serão presos o cooler e o mecanismo de fixação do Pentium 4.

Depois que a placa está no seu lugar, instalamos o mecanismo de retenção e o cooler, como mostra a figura 47. Figura 11.47 Fixando o Pentium 4 e o seu cooler.

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Conexões na placa de CPU Se você precisou retirar a fonte para instalar a placa de CPU, pode aparafusar a fonte de alimentação no seu local definitivo. Conecte a fonte de alimentação na placa de CPU. A figura 48 mostra esta conexão. No caso de fontes ATX, não há perigo de inversão, pois o conector só encaixa da forma correta. No caso de fontes AT, é preciso tomar cuidado para não errar a posição. Ligue os dois conectores de 6 vias que partem da fonte AT ao conector de 12 vias existente da placa de CPU. Faça a ligação de forma que os 4 fios pretos fiquem juntos na parte central do conector. Figura 11.48 Conectando a fonte de alimentação na placa de CPU.

Faça a conexão do RESET e do SPEAKER na placa de CPU. Nos modelos ATX, ligue também o conector Power Switch. Não precisa ligar agora as demais conexões, mas se quiser pode ligá-las também: Power LED, IDE LED e Keylock. Figura 11.49 Ligações para o frontal do gabinete.

Painel

Ligue o cooler frontal do gabinete. Este é um cooler adicional que deve ser usado com os processadores que esquentam muito, tipicamente aqueles que dissipam mais de 30 watts. Todas as placas de CPU modernas possuem uma conexão Chassis FAN, que deve ser usada para este propósito. Não confunda com o conector CPU FAN, que deve ser usado para o cooler do processador.

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Figura 11.50 Ligação do cooler frontal do gabinete.

Figura 11.51 - Tipos de conexões para o cooler do processador. A figura 51 mostra na parte (A), a conexão de um cooler para processador, ligado na placa de CPU. Todos os modelos modernos são deste tipo. Em (B) vemos um modelo de cooler antigo, que era ligado na fonte de alimentação. Rápida checagem e ligação do computador O computador já pode ser ligado pela primeira vez. Ele ainda não vai funcionar, mas você já poderá ver os ventiladores girando, e a seguir o SPEAKER emitirá beeps, indicando a ausência de placa de vídeo. Antes de liga-lo, verifique mais uma vez: • • • • • • •

Fonte de alimentação com a chave 110/220 na posição correta Fonte de alimentação ligada na placa de CPU Conectores Speaker, Reset e Power Switch ligados corretamente Processador instalado e cooler acoplado ao processador Cooler ligado no conector CPU FAN da placa de CPU Coolers de modelos antigos devem ser ligados na fonte de alimentação Módulos de memória corretamente instalados

Feitas essas checagens, o computador pode ser conectado à rede elétrica e ligado. Os coolers irão funcionar e ouviremos um BEEP vindo do PC Speaker. Este BEEP é um código de erro que indica que “a placa de vídeo não está funcionando”. Se a placa de CPU tiver vídeo onboard, outro tipo de erro pode ser apresentado, através de uma seqüência de beeps, indicando “teclado não conectado” ou “erro no acesso a disco”. Seja qual for o tipo de erro, é normal neste ponto. O erro reportado através de BEEPS pelo PC Speaker indica que a placa de CPU está funcionado. Desligue o computador e desconecte-o da rede elétrica.

Etapa 3: Montagem dos drives 345

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Esta etapa não depende do fato do gabinete ser AT ou ATX. As pequenas diferenças dependem muito mais do fato do gabinete ser horizontal e vertical. Mesmo considerando gabinetes do mesmo tipo (horizontal e vertical), pequenas diferenças ainda podem ocorrer, como mostraremos aqui. Gabinetes espaçosos possuem vários locais para a instalação de drives. Gabinetes muito compactos possuem apenas um local para instalar o disco rígido, um para o drive de disquetes e um para o drive de CD-ROM. Escolha os locais corretos, levando em conta a melhor disposição de cabos e a melhor dissipação de calor. Por exemplo, se você utilizar um gabinete espaçoso, deixe um espaço livre entre o disco rígido e o drive de disquetes. Isto facilitará a geração do calor gerado pelo disco rígido. Se o gabinete for muito compacto, provavelmente você não terá escolha. O aquecimento poderá ser maior que o ideal. Nos gabinetes torre, o drive de disquetes e o drive de CD-ROM são introduzidos pela parte frontal, e a seguir aparafusados pelos seus furos laterais. A figura 52 mostra a montagem de um drive de CD-ROM em um gabinete torre. Lembre-se que o drive de CD-ROM utiliza três cabos: cabo de alimentação, cabo flat e cabo de áudio. Se quiser pode conectar o cabo flat IDE e o cabo de áudio na parte traseira do drive de CD-ROM, antes de colocá-lo no gabinete.

Figura 11.52 - Fixando o drive de CD-ROM em um gabinete torre. A figura 53 mostra a instalação do drive de disquetes em um gabinete torre. Assim como ocorre com o drive de CD-ROM, o drive de disquetes deve ser introduzido pela parte frontal e aparafusado por seus furos laterais. Se achar conveniente pode conectar o cabo flat no drive de disquetes antes de introduzilo no gabinete.

Figura 11.53 - Montando o drive de disquetes. A figura 54 mostra a montagem do disco rígido em um gabinete torre. O disco é introduzido pela parte interna e a seguir aparafusado pelas laterais. Tanto para o disco rígido como para o drive de disquete e drive de CD-ROM, devemos utilizar dois parafusos de cada lado para a fixação.

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Figura 11.54 - Montando o disco rígido em um gabinete torre. O processo de montagem em gabinetes torre pode ter pequenas variações. Em certos gabinetes torre muito compactos, é preciso retirar a bandeja na qual são montados o drive de disquetes e o drive de CD-ROM, para dar acesso à placa de CPU. Esses drives podem ser montados na bandeja, e depois de aparafusados, podemos fixar a bandeja ao gabinete. Figura 11.55 Fixando o drive de disquetes e o disco rígido na bandeja removível.

O processo de fixação dos drives em um gabiente horizontal também pode apresentar pequenas variações. Muitas vezes quando fixamos um dos drives, obstruímos o acesso aos parafusos laterais de fixação para os outros drives. É preciso portanto, antes de fixar o disco rígido, o drive de CD-ROM e o drive de disquetes, verificar qual é a melhor ordem para fazê-lo. A figura 56 mostra a montagem de um drive de CD-ROM em um gabinete horizontal. Assim como nos outros casos, usamos dois parafusos de cada lado.

Figura 11.56 - Montando o drive de CD-ROM em um gabinete horizontal. Na figura 57 vemos a montagem de um drive de disquetes em um gabinete horizontal. Note que neste exemplo, quando o drive de disquetes é instalado, os parafusos laterais do drive de CD-ROM (veja a

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figura 56) ficam inacessíveis. Neste caso devemos instalar primeiro o drive de CD-ROM, depois o drive de disquetes.

Figura 11.57 - Montando o drive de disquetes em um gabinete horizontal. Alguns gabinetes horizontais possuem um local para a instalação do disco rígido, debaixo da fonte de alimentação. Não é uma boa idéia instalar o disco rígido neste local, pois há muita interferência eletromagnética da fonte para o disco rígido, o que pode causar problemas no seu funcionamento. Além disso, o ventilador existente na fonte pode produzir vibrações mecânicas que afetam o funcionamento do disco rígido.

Figura 11.58 - Montando o disco rígido sob a fonte de alimentação. Se o gabinete tiver espaço, dê preferência para montar o disco rígido em outro local. Muitos gabinetes possuem mais de um lugar para instalar um disco rígido. Em alguns casos existe um segundo local para instalação de drives de CD-ROM. Você pode então montar o disco rígido em um adaptador de 3 ½” para 5 1/4" (figura 59) e montá-lo em um local destinado a drives de CD-ROM e outros tipos de drives de 5 1/4". Figura 11.59 Disco rígido montado em adaptador para 5 ¼”.

Existem ainda gabinetes que possuem uma bandeja para a montagem do drive de disquetes e do disco rígido. Monte ambos nesta bandeja (figura 60), para depois fixá-la ao gabinete.

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Figura 11.60 Bandeja para fixar o drive de disquetes e o disco rígido.

Etapa 4: Montagem das placas de expansão Esta é mais uma etapa que independe do fato do gabinete ser horizontal ou vertical, AT ou ATX, grande ou pequeno. Em todos os modelos a posição relativa entre a placa de CPU, as placas de expansão e os pontos de fixação no gabinete são semelhantes. As principais placas de expansão que um computador pode ter são: • • • • •

Placa Placa Placa Placa Placa

de vídeo de som de interface de rede fax/modem controladora SCSI

Todas as placas são instaladas fisicamente de forma semelhante. Devem ser encaixadas no slot apropriado e a seguir aparafusadas ao gabinete. A figura 61 mostra o encaixe de uma placa de expansão, e a figura 62 mostra a mesma placa sendo aparafusada ao gabinete. Figura 11.61 Encaixando uma placa de expansão em um slot.

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Figura 11.62 Aparafusando uma placa expansão no gabinete.

Neste momento devemos também instalar dispositivos que não são exatamente placas de expansão, mas também são fixados na parte traseira do gabinete. Por exemplo, muitas placas de CPU com dispositivos onboard são acompanhados de conectores auxiliares que dão acesso às suas interfaces. Podem ser simples conectores, mas em alguns casos são pequenas placas ligadas a um pequeno cabo flat que deve ser encaixado no ponto apropriado da placa de CPU. Siga as instruções do manual para fazer esta conexão corretamente. Figura 11.63 Conectores auxiliares interfaces onboard.

No caso das placas de CPU padrão AT, instale ainda os conectores das interfaces seriais e paralelas. Esses conectores podem ser aparafusados diretamente ao gabinete, nos pontos onde se fixam placas de expansão, ou então podem ser desmontados e instalados em fendas existentes na parte traseira do gabinete. Figura 11.64 Instale os conectores das interfaces seriais e paralela, se estiver usando uma placa de CPU AT.

Distribuição das placas pelos slots

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A escolha dos slots a serem usados é um ponto importante. Para placas AGP, não existe escolha, pois as placas de CPU possuem um único slot AGP. Já os slots PCI são em maior número. Devemos tentar deixar livre o primeiro slot PCI localizado ao lado da placa AGP, se isto for possível. As placas 3D modernas esquentam muito, e deixar uma posição livre ajudará a melhorar a dissipação do calor gerado por este chip. Feche as fendas sem uso Utilize as tampas metálicas que acompanham o gabinete para fechar as fendas traseiras que não estiverem em uso. Se as fendas sem uso ficarem abertas, o fluxo de ar no interior do gabinete, fundamental para a sua boa refrigeração, será prejudicado. Figura 11.65 - Use as tampas metálicas para fechar as fendas sem uso no gabinete.

Mais um teste rápido Neste ponto o computador estará com todas as placas de expansão encaixadas nos seus slots. Figura 11.66 As placas de expansão estão instaladas nos seus slots.

Podemos agora realizar um teste rápido. Ligue o monitor no conector DB-15 da placa de vídeo. Conecte o computador na rede elétrica e ligue-o. Aparecerá na tela inicialmente uma mensagem do BIOS da placa de vídeo, indicando a sua marca e modelo. A seguir aparecerão mensagens do BIOS da placa de CPU, com a indicação do processador, sua quantidade de memória e outras informações de configuração. Neste ponto ocorrerão vários erros, já que o computador não está pronto. Este teste serve

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apenas para checar o funcionamento da placa de vídeo, do processador e da memória. Desligue o computador e desconecte-o da rede elétrica.

Etapa 5: - Conexão dos cabos Neste ponto o computador está com todas as placas em seus lugares. Estão fixados ao gabinete o disco rígido, o drive de CD-ROM e o drive de disquetes. A placa de CPU já está conectada na fonte de alimentação. O computador já foi ligado e já apareceram mensagens do BIOS na tela do monitor. Vamos agora fazer todas as conexões de cabos. Ligações do painel do gabinete Já ligamos o Reset, o Power Switch e o PC Speaker. Se ainda não tiverem sido ligados os demais conectores, ligue-os agora: • • •

IDE LED Power LED Keylock, se existir

Use as instruções do manual da placa de CPU para fazer essas conexões. Figura 11.67 Ligações do painel do gabinete na placa de CPU.

Ligações na fonte de alimentação A fonte de alimentação já foi ligada na placa de CPU. Chegou a hora de ligá-la também no disco rígido, no drive de disquetes e no drive de CD-ROM. Se estiver utilizando outros tipos de drives (por exemplo, um gravador de CDs ou um drive de DVD), ligue-os também na fonte.

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Figura 11.68 - Ligando o disco rígido na fonte de alimentação.

Figura 11.69 - Ligando o drive de CD-ROM na fonte de alimentação.

Figura 11.70 - Ligando o drive de disquetes na fonte de alimentação.

Cabo de áudio do drive de CD-ROM Além do cabo de alimentação e do cabo flat, o drive de CD-ROM precisa ainda ser ligado através de um cabo de áudio até a placa de som (entrada CD-IN). Este cabo transmitirá o som de CDs de áudio. Na

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maioria dos casos este cabo transmite sons analógicos. Todos os drives de CD-ROM modernos possuem na sua parte traseira, conectores para áudio analógico e áudio digital. O cabo de áudio analógico é sempre fornecido juntamente com o drive. Placas de som que possuem entrada para áudio de CD digital são acompanhadas de um cabo de áudio apropriado que pode ser ligado na saída de áudio digital do drive de CD-ROM. Figura 11.71 Ligando a saída de áudio do drive de CD-ROM na entrada correspondente da placa de som.

Obviamente no caso de placas de CPU com som onboard, o cabo de áudio que parte do drive de CDROM deve ser ligado na entrada CD-IN da placa de CPU. Cabos flat Uma vez tendo identificado a interface IDE primária, ligue-a ao disco rígido, utilizando o cago IDE apropriado. Para o funcionamento nos modos ATA-66 e ATA-100, deve ser usado o cabo flat IDE de 80 vias. Para operar em ATA-33, o cabo IDE de 40 fias pode ser usado, mas ele deve ter no máximo 45 centímetros. Se esta regra não for observada, poderão ocorrer erros de acesso ao disco rígido, e mesmo ao drive de CD-ROM. O cabo flat IDE do disco rígido deve ser ligado no conector apropriado do próprio disco, e também na interface IDE primária da placa de CPU.

Figura 11.72 - Conectando o disco rígido na sua interface. A ligação do cabo flat IDE no drive de CD-ROM é feita da mesma forma. Ligue o cabo flat no drive de CD-ROM e na interface IDE secundária, como mostra a figura 68.

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Figura 11.73 - Conectando o drive de CD-ROM na sua interface. Lembre-se que cada interface IDE pode ser conectada a dois dispositivos. Quando apenas um dispositivo é usado, devemos utilizar o conector existente na extremidade do cabo. Se a extremidade de um cabo IDE ficar sem conexão, poderão ocorrer erros no seu funcionamento. Quando dois dispositivos IDE são ligados na mesma interface, utilizaremos os dois conectores do cabo. O que definirá qual deles é o primeiro e qual deles é o segundo (por exemplo, entre dois discos rígidos, qual será C e qual será D) são os jumpers Master/Slave. A posição de cada disco no cabo não tem influência sobre a letra ocupada.

Figura 11.74 - Conectando o drive de disquetes na sua interface. A conexão do drive de disquetes deve ser feita da mesma forma como fizemos para o disco rígido e o drive de CD-ROM. Usamos o cabo flat IDE de 34 vias, próprio para o drive de disquetes. O drive deve ser obrigatoriamente ligado no conector da extremidade do cabo. Teclado, mouse e monitor O computador está quase pronto. Se ainda não tiver feito isso, ligue o monitor no conector DB-15 da placa de vídeo. Figura 11.75 - Ligação do monitor na placa de vídeo.

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Ligue também o teclado e o mouse nos conectores apropriados. Lembre-se que nas placas de CPU ATX existem dois conectores PS/2, sendo um para o teclado (lilás) e um para o mouse (verde). Se a sua placa de CPU for antiga e não utilizar este código de cores, consulte o seu manual para checar qual é o conector do teclado e qual é o do mouse. Figura 11.76 Ligação do teclado.

O mouse que possui conector DB-9 pode ser ligado em uma das duas interfaces seriais da placa de CPU (COM1 ou COM2). Quanto ao teclado, dependendo do tipo do seu conector e do tipo do conector existente na placa de CPU (DIN ou PS/2), pode ser necessário usar um adaptador para esta conexão. Figura 11.77 Ligação do mouse.

Ligar para testar Mais uma vez ligaremos o computador para testá-lo. Desta vez será possível realizar o boot através de um disquete. Ao ser ligado, aparecerão na tela as mensagens do BIOS da placa de vídeo e da placa de CPU, com a indicação do processador, seu clock e a quantidade de memória. Será feito o boot através de um disquete. Este disquete de boot pode ser gerado com o comando FORMAT A: /S. Se preferir pode gerar um disquete de inicialização a partir de um computador que já possua o Windows instalado. Use o Painel de Controle, Adicionar e remover programas, Disco de inicialização. Será feito o boot do sistema operacional Windows, no modo MS-DOS. Ainda não será possível acessar o disco rígido, pois ele precisa ser inicializado, como veremos mais adiante neste capítulo.

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Figura 11.78 - Exemplo de tela apresentada ao fazer um boot por um disquete. Verifique ainda se todos os LEDs do painel frontal do gabinete estão funcionando. Se um LED não acender, será preciso inverter a polaridade da sua ligação na placa de CPU. Antes de inverter a polaridade, desligue o computador para evitar acidentes. Verifique se o botão RESET está operando corretamente. Analisando a configuração de hardware Nem todos os PCs apresentam telas como a da figura 78. Pequenas diferenças podem surgir, portanto ao analisarmos o exemplo da figura 78 estaremos conhecendo a maior parte dos casos. As informações apresentadas nesta tela dizem respeito aos dispositivos de hardware instalados e detectados pelo BIOS, como o processador, memória, interfaces, discos e dispositivos PCI. Vejamos o que significa cada um desses itens. a) CPU Type: AMD Athlon (TM) Aqui é indicado o processador instalado na placa de CPU. No nosso exemplo trata-se de um AMD Athlon. Em geral o nome do processador aparece aqui de forma correta, mas em alguns casos problemas podem ocorrer. Quando o BIOS da placa de CPU é mais antigo que o processador utilizado, a detecção do modelo do processador pode apresentar erro ou não ser possível. Em alguns casos o processador é indicado como desconhecido. Em outros é indicado como sendo um modelo mais antigo. Por exemplo, algumas placas de CPU antigas indicam o K6-2 e o K6-III como sendo simplesmente um K6, ou até mesmo um K5. Este tipo de problema pode ser resolvido com a instalação de uma versão mais recente do BIOS da placa de CPU. b) CPU ID / ucode ID: 0642/00 Todo processador possui um número que identifica o modelo e a versão. Este número é chamado de CPU ID. Algumas placas de CPU podem apresentar esta informação na tela inicial do boot. No nosso

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exemplo é ainda indicada a versão do microcódigo, ou seja, do “software” existente dentro do processador. c) CPU Clock: 900 MHz Está aqui indicado o clock do processador. No nosso exemplo são 900 MHz. Quando o BIOS da placa de CPU é mais antigo que o processador, este clock pode ser indicado de forma errada. O processador não é capaz de informar o seu clock para o BIOS. O valor deste clock é determinado por métodos indiretos. Por exemplo, o BIOS pode realizar um grande número de multiplicações, e de acordo com o tempo total na qual essas operações foram realizadas, o clock do processador pode ser determinado. Se uma placa foi produzida, digamos, para processadores até 1000 MHz, e depois de algum tempo é instalado um processador de 1500 MHz, este processador normalmente irá funcionar, mas seu clock pode ser indicado de forma errada pelo BIOS. Isto não terá influência alguma sobre o funcionamento e a velocidade do processador. O que ocorre é simplesmente a indicação errada do clock pelo BIOS na ocasião do boot. d) Base Memory: 640k Aqui é indicado o tamanho da memória convencional, também chamada de memória base. São os primeiros 640 kB da memória, nos quais são executados a maioria dos programas em ambiente MSDOS. e) Extended Memory: 64512k A memória estendida é toda aquela localizada acima de 1024 kB (ou 1 MB). Nos nosso exemplo estamos usando 64 MB de memória, ou seja, 63 MB de memória estendida (63x1024kB = 64.512 kB). Nas placas de CPU com vídeo onboard, este valor poderá indicar a memória total, mas dependendo da placa, poderá indicar a quantidade de memória que resta, depois de descontada a memória de vídeo. Por exemplo, se são usados 8 MB como memória de vídeo compartilhada, sobrarão dos 63 MB, apenas 55 MB. f) Cache Memory: 256k Aqui é indicada a quantidade de memória cache L2. Atualmente esta cache fica localizada no próprio processador. Processadores antigos não tinham cache L2, e esta era localizada na placa de CPU. Seja qual for o caso, aqui é indicada a quantidade de cache L2, esteja ela no processador ou na placa de CPU. g) Diskette Drive A, B Estão aqui indicados os tipos dos drives de disquete instalados. Ao término da montagem, muitos BIOS programam esses valores como None, e o usuário precisa indicar manualmente, através do CMOS Setup, qual é o tipo de drives A e B instalados. Em outros BIOS, esta programação é feita por default, levando com conta que o drive A é de 1.44 MB, e o drive B está ausente. A maioria dos PCs estão configurados desta forma. h) Primary Master Disk, Primary Slave Disk Aqui são indicados os dispositivos IDE ligados na interface IDE primária. No caso de discos rígidos, normalmente são apresentadas diversas informações, como a capacidade, o número de cabeças, cilindros e setores, o modo LBA, o modo PIO ou Ultra DMA usado na transferência de dados, etc. Outros dispositivos IDE que não sejam discos rígidos podem ser indicados de diversas formas. Muitos BIOS fazem indicações como CD-ROM, LS-120, etc. Outros colocam a indicação None para dispositivos IDE que não sejam discos rígidos. Alguns BIOS detectarão automaticamente os dispositivos IDE presentes, outros apresentarão todos os dispositivos como None, e o usuário precisa programá-los através do CMOS Setup.

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i) Secondary Master Disk, Secondary Slave Disk Mesma função dos itens Primary Master e Primary Slave, exceto que dizem respeito à interface IDE secundária. j) Display Type: EGA/VGA É indicado o tipo de placa de vídeo instalada no computador. Certamente estaremos usando uma placa Super VGA, mas em todos os Setups, essas placas serão sempre indicadas como VGA, ou então EGA/VGA. k) Serial Port(s) São indicados os endereços das portas seriais existentes na placa de CPU. Normalmente essas portas são configuradas como COM1 e COM2, ocupando respectivamente os endereços 3F8 e 2F8. l) Parallel Port(s) Aqui é indicado o endereço da porta paralela existente na placa de CPU. Normalmente ocupa o endereço 378, mas podemos através do Setup alterar este endereço para 278 ou 3BC. m) SDRAM at Bank: 0 Aqui são indicados os bancos de memória nos quais foi detectada a presença de módulos. A placa do nosso exemplo opera com memória SDRAM, existem também placas que operam com DDR SDRAM, RDRAM (modelos novos), e ainda os tipos EDO e FPM (modelos antigos). n) PCI Device Listing São apresentadas informações sobre os dispositivos que usam o barramento PCI. Placas de vídeo PCI, por exemplo, recairão nesta categoria. Curiosamente, placas de vídeo AGP também serão indicadas aqui. Na verdade o barramento AGP é baseado no PCI, e as diferenças são a maior velocidade e funções específicas para o vídeo. Também nesta lista aparecerão as interfaces IDE e USB (ambas são ligadas internamente ao barramento PCI), bem como todas as demais placas de expansão PCI instaladas. o) BIOS DATE No nosso exemplo este item não aparece, mas ele é bastante comum na maioria das placas e CPU. Aqui é informada a data do BIOS, o que é uma forma de indicar a sua versão. BIOS mais recentes estarão em geral preparados para controlar os dispositivos mais modernos. Por exemplo, as placas de CPU produzidas até meados de 1994 não eram capazes de acessar diretamente discos rígidos com mais de 504 MB. As placas mais recentes possuem em seu BIOS a função LBA, capaz de dar acesso a discos IDE com até 8,4 GB. Placas ainda mais recentes permitem acessar discos IDE acima de 8,4 GB. Em geral, uma placa de CPU recém-adquirida possui um BIOS atualizado. De qualquer forma, a maioria dos fabricantes oferece atualizações de BIOS, através da Internet.

Etapa 6: CMOS Setup básico Para que a placa de CPU funcione corretamente precisamos configurá-la. Parte desta configuração é feita através de jumpers e dip switches. Opções mais ligadas ao hardware são em geral programadas desta forma. Entretanto a maioria das configurações da placa de CPU não são definidas desta forma, e sim através de software. Este software é chamado CMOS Setup. Trata-se de um programa de configuração, com o qual escolhemos entre as diversas opções de funcionamento da placa de CPU.

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O CMOS Setup fica armazenado na memória ROM da placa de CPU, juntamente com o seu BIOS. Por isso muitos fazem confusão entre BIOS e Setup. O BIOS é o programa que controla a maior parte dos dispositivos de hardware. O CMOS Setup é o programa de configuração que informa ao BIOS como ele deve operar. BIOS, CMOS e CMOS Setup Todas as placas de CPU possuem um circuito especial, conhecido como CMOS. Nas placas de CPU produzidas até meados dos anos 90, o CMOS era um chip autônomo. Atualmente, o CMOS faz parte de outro chip da placa de CPU (VLSI). Pode estar localizado no chipset ou no chip conhecido como Super I/O. Por isso, era muito comum usar o termo chip CMOS. Atualmente, para sermos mais precisos, é melhor dizer apenas CMOS. No CMOS existem dois circuitos independentes: • •

Um relógio permanente Uma pequena quantidade de memória RAM

O CMOS é conectado a uma bateria que o mantém em funcionamento mesmo quando o computador está desligado. Nele encontramos o relógio permanente, um circuito que permanece o tempo todo contando as horas, minutos, segundos, dias, meses e anos, mesmo quando o computador está desligado. No CMOS encontramos também uma pequena quantidade de memória RAM. Sua quantidade é mesmo pequena, em geral apenas 64 bytes. Mesmo pequena, esta área de memória é suficiente para armazenar informações vitais ao funcionamento do computador. Essas informações são parâmetros que indicam ao BIOS os modos de funcionamento de hardware a serem empregados. Por exemplo, para poder controlar o disco rígido, o BIOS precisa saber o seu número de cilindros, de setores e de cabeças, entre outras informações. Portanto, o BIOS precisa das informações existentes no CMOS para que possa saber como deve funcionar. Mas como as informações vão parar no CMOS? Cabe ao usuário, na ocasião em que monta o seu PC, preencher essas informações. Isto é o que chamamos de fazer o Setup. Usuários que compram micros prontos não precisam se preocupar com esta questão, pois o Setup já foi realizado pelo fabricante do computador. Como executar o CMOS Setup Para executar o programa Setup, devemos pressionar o botão de Reset. Em geral isto provocará uma contagem de memória, durante a qual é mostrada na tela uma mensagem como “Press DEL to enter Setup”. Na figura 79, na parte inferior da tela, vemos a indicação: Press F1 to continue, < DEL > to enter Setup

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Figura 11.79 - Contagem de memória e entrada para o CMOS Setup. Ao pressionarmos DEL durante a contagem de memória, o programa Setup é ativado, e coloca na tela as informações armazenadas no CMOS. Após aceitar as modificações feitas pelo usuário, o programa Setup as grava novamente no CMOS, e dá prosseguimento ao processo de boot. Fazendo o Setup Ao ser ativado, o Setup entra em operação e apresenta a sua tela de abertura. Esta tela pode ter uma apresentação na forma de texto, como vemos na figura 80, ou uma apresentação gráfica, como a da figura 81. O Setup na forma de texto é comandado através do teclado, e o Setup gráfico aceita comandos pelo teclado e pelo mouse. Não importa qual seja o caso, as opções existentes no Setup são muito parecidas.

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Figura 11.80 - Setup com apresentação em modo texto. O método geral para a realização do Setup é o seguinte: 1) 2) 3) 4) 5)

Usar a auto configuração default Acertar a data e a hora Indicar o tipo do drive de disquete instalado (1.44 MB, naturalmente) Detectar os parâmetros do disco rígido Salvar e sair

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Figura 11.81 - Setup com apresentação gráfica. O programa Setup nada mais é que uma longa sucessão de perguntas de “múltipla escolha”, para as quais devem ser fornecidas respostas. Apesar de ser difícil responder corretamente essas perguntas, não somos obrigados a enfrentar esta dificuldade. O fabricante da placa de CPU sempre oferece a opção Auto Configuration, que permite o preenchimento automático de todas as respostas (exceto as do Standard CMOS Setup) da melhor forma possível. A auto configuração atende a maioria dos casos, e faz com que seja obtido o melhor desempenho (ou quase tão bom quanto). Este comando pode aparecer com diversos nomes: • • •

Auto Configuration with BIOS Defaults Load BIOS Defaults Optimal Defaults

Neste ponto, o Setup estará quase pronto, com a maior parte das suas opções devidamente preenchidas. A figura 82 mostra um exemplo de uso da auto configuração.

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Figura 11.82 - Usando a auto configuração. Em tempo, os Setups mostrados nas figuras 80 e 81 são produzidos respectivamente pela Award e pela AMI, duas das maiores produtoras de Setups e BIOS. A outra empresa que também produz os Setups de muitos computadores é a Phoenix, que recentemente foi incorporada pela Award. Devemos a seguir acertar a data e hora, definir os tipos dos drives A e B, e indicar os parâmetros do disco rígido. Essas operações são feitas através de uma área do Setup chamada Standard CMOS Setup. As figuras 83 e 84 mostram essas áreas, nos Setups da Award e da AMI (gráfico). Em ambos os casos, o Standard CMOS Setup é ativado a partir da tela principal do Setup.

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Figura 11.83 - Standard CMOS Setup da Award

Figura 11.84 - Standard CMOS Setup da AMI, em modo gráfico. O próximo passo é acertar a data e a hora. Quando uma placa de CPU é nova, normalmente não está com a data e a hora corretas. O comando para acertar a data e a hora está localizado no Standard CMOS Setup. No Setup da Award, mostrado na figura 83, basta usar as setas para selecionar o campo a ser mudado, e depois utilizar as teclas + e -, ou então Page Up e Page Down para alterar o campo

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desejado. No Setup da AMI, clicamos sobre o item Date/Time (figura 84), e será apresentado um outro quadro para a correção da data e hora. O Standard CMOS Setup possui ainda outros comandos, como aquele que define o tipo dos drives de disquete instalados. As opções oferecidas são: • • • • • •

None 360 kB, 5 1/4” 1.2 MB, 5 1/4” 720 kB, 3½” 1.44 MB, 3½” 2.88 MB, 3½”

Certamente você está utilizando a seguinte configuração: Drive A: 1.44 MB, 3½” Drive B: None Depois de indicar os drives de disquetes, o próximo passo é indicar os parâmetros do disco rígido. Os principais deles são: • • • •

Número de cilindros Número de cabeças Número de setores LBA (Logical Block Addressing)

O número de cilindros, cabeças e setores são informados no manual do disco rígido. Você em geral encontra também esses valores estampados na sua carcaça externa. A função LBA deve estar ativada. Sem ela, a capacidade máxima permitida para um disco rígido seria de apenas 504 MB. Existe uma outra forma bem mais simples de preencher os parâmetros do disco rígido. Basta usar o comando Auto Detect IDE. Este comando em alguns casos é encontrado no menu principal do Setup, em outros casos é obtido a partir do Standard CMOS Setup, quando escolhemos para o disco rígido, a opção AUTO. Na figura 85 vemos uma das formas na qual este comando pode ser encontrado.

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Figura 11.85 - Usando o comando Auto Detect IDE em um Setup Award. Depois de preenchidas essas opções no Setup, temos que gravá-las no CMOS. Isto é obtido com o comando Save & Exit. No Setup Award, você pode também salvar e sair usando a tecla F10. No Setup gráfico da AMI, basta teclar ESC, e no menu apresentado, escolha a opção Save & Exit. Setups da AMI em modo texto também aceitam a tecla F10 para esta função. OBS.: Em alguns Setups, certos itens poderão atrapalhar ou confundir o usuário durante o processo de instalação do disco rígido. Um deles é a Seqüência de Boot (Boot Sequence). Normalmente é usado como default, a seqüência A: C:, ou seja, é tentado o boot pelo drive A, e caso este não possua disquete inserido, é tentado o boot pelo drive C. No processo de inicialização do disco rígido (explicado a seguir), será preciso executar um boot pelo drive A. O problema é que, caso a seqüência de boot esteja configurada como C: A:, o computador tentará executar o boot pelo drive C, o que ainda não será possível. Dependendo da situação, a impossibilidade do boot pelo drive C fará com que seja automaticamente executado um boot pelo drive A. Em certos casos, o BIOS pode continuar tentando o boot pelo drive C, recusando-se a usar a segunda opção (A:). Para evitar este problema, devemos procurar no CMOS Setup um item chamado “Boot Sequence”, e programá-lo como A: C:. Isto fará com que o boot seja executado pelo drive A, conforme precisamos que seja feito. OBS.: Outro item que pode causar confusão durante a inicialização do disco rígido é a proteção contra vírus (Virus Protection). Muitos Setups possuem este comando, que faz simplesmente a monitoração das operações de gravação no setor de boot e na tabela de partições, áreas visadas pela maioria dos vírus. Ao detectar que um programa requisitou uma gravação em uma dessas áreas, o BIOS apresenta na tela uma mensagem alertando o usuário sobre um possível ataque por vírus. Ocorre que os programas FDISK e FORMAT (usados na inicialização do disco rígido), bem como o programa instalador do sistema operacional, também fazem gravações nessas áreas, sendo portanto, confundidos com vírus. Para evitar problemas, podemos desabilitar a proteção contra vírus no Setup, habilitando-a apenas depois da instalação completa do sistema operacional. Devemos então procurar este comando e desabilitá-lo. Normalmente aparece com nomes como “Virus Protection”, ou “Hard Disk Virus Protection”.

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Etapa 7: Formatação do disco rígido Desde a versão 2.0 do MS-DOS, o processo de inicialização do disco rígido é feito da mesma forma, através dos programas FDISK.EXE e FORMAT.COM. O FDISK realiza uma etapa chamada particionamento. Ela é necessária para que o sistema operacional reconheça o disco rígido como sendo um drive C, ou ainda um grupo de drives (podemos usar o FDISK para dividir o disco rígido em diversos drives lógicos, como mostraremos mais adiante). Depois que o disco rígido é dividido em um ou mais drives lógicos, é preciso realizar a formatação lógica de cada um desses drives. Esta etapa é realizada pelo programa FORMAT. Antes de usar os programas FDISK e FORMAT, o disco rígido existe apenas a nível de hardware (desde que tenha sido corretamente declarado no CMOS Setup). Se neste momento tentarmos executar um boot pelo disco rígido, será apresentada uma mensagem de erro, como: NO ROM BASIC, SYSTEM HALTED ou então PRESS ANY KEY TO REBOOT ou ainda Boot Failure Insert BOOT diskette in A: Press any key when ready Para usar os programas FDISK e FORMAT, precisamos providenciar um disquete com o seguinte conteúdo: • • •

O boot do sistema operacional O programa FDISK.EXE O programa FORMAT.COM

Você pode obter este disquete facilmente, a partir de um computador que já tenha o sistema operacional instalado. No Windows 95, Windows 98 e Windows ME, este disquete é gerado da mesma forma. Em um computador que já esteja equipado com o Windows, execute o Prompt do MS-DOS sob o Windows, coloque um disquete no drive A e use os comandos: FORMAT A: /U /S COPY C:\WINDOWS\COMMAND\FDISK.EXE A: /V COPY C:\WINDOWS\COMMAND\FORMAT.COM A: /V Utilize preferencialmente um computador com a mesma versão de sistema operacional que você deseja instalar. Se isto não for possível, utilize ao menos uma versão que tenha FAT32. As versões do Windows com FAT32 são: • • • •

Windows Windows Windows Windows

95 OSR2 98 98SE ME

Com a FAT32 podemos criar drives lógicos com mais de 2 GB, coisa que não era possível no antigo sistema de arquivos, a FAT16. OBS.: Se para inicializar o seu disco rígido você usar o disquete de inicialização que é fornecido junto com o Windows, pressione a tecla SHIFT no início do boot, antes de aparecer a mensagem “Iniciando o

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Windows...”. Isto fará com que sejam ignorados os arquivos CONFIG.SYS e AUTOEXEC.BAT. Será apresentada a mensagem “O Windows está ignorando seus arquivos de inicialização” OBS.: Pelo menos para usar o FDISK e o FORMAT, não instale neste disquete, outros programas através do CONFIG.SYS e do AUTOEXEC.BAT. Se isto for feito, existirá menos memória convencional disponível, e você poderá não conseguir usar o FORMAT.COM, por memória insuficiente. Realize um boot com este disquete e só por curiosidade, tente acessar o drive C, usando por exemplo, o comando “DIR C:”. Você poderá observar que o drive C não estará acessível, e será apresentada a seguinte mensagem de erro: Especificação de unidade inválida Isto significa que o disco rígido ainda não é reconhecido pelo sistema operacional. O reconhecimento só será feito após o uso do programa FDISK. Formatando o disco rígido com partição única Veremos agora como usar os programas FDISK e FORMAT para preparar e formatar o disco rígido, fazendo com que seja usado integralmente como um único drive C. Isto é o que chamamos de partição única. Na próxima seção, veremos como usar o FDISK e o FORMAT para particionar o disco rígido em dois ou mais drives lógicos. Nas telas que se seguem, tomamos como exemplo o FDISK e o FORMAT do Windows Millennium Edition. Se você estiver usando uma versão mais antiga do Windows, a operação do FDISK e FORMAT será idêntica. Ao executarmos o FDISK será apresentada uma tela como a da figura 86. Basicamente é perguntado se desejamos usar a FAT32. Respondemos que SIM, o que é mais recomendável, para dar suporte a discos de maior capacidade, sem necessidade de dividi-los em vários drives lógicos, e também para reduzir o espaço desperdiçado devido a clusters grandes. Depois disso, o FDISK passa à tela da figura 87.

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Figura 11.86 - O FDISK pergunta se desejamos usar a FAT32. OBS.: Se as mensagens apresentadas na sua tela tiverem alguns caracteres estranhos ao invés de certos caracteres acentuados da língua portuguesa, não se preocupe. Isto ocorre porque os programas e mensagens do “modo MS-DOS” usado no Windows e mesmo das versões em português do MS-DOS, fazem o uso da página de código 850 (internacional), que dá acesso aos caracteres acentuados. Esta página de código é ativada por comandos apropriados nos arquivos CONFIG.SYS e AUTOEXEC.BAT. Como nosso disquete não possui esses comandos, esses caracteres não aparecerão corretamente. O disco de inicialização do Windows possui esses comandos, por isso os caracteres aparecem corretamente. Não se preocupe, pois isto é apenas um detalhe na exibição das mensagens, e não altera em nada a inicialização que estamos realizando.

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Figura 11.87 - Tela principal do FDISK. Vejamos inicialmente o modo de operação mais simples, no qual o disco rígido será inteiramente usado como sendo o drive C. Isto é o que chamamos de “partição única”. Para fazer a partição única, basta responder a todas as perguntas do FDISK com ENTER. Por exemplo, no menu apresentado na figura 87, ao respondermos ENTER, estaremos escolhendo a opção 1 (Criar Partição do DOS ou Unidade Lógica do DOS). Nossa intenção é criar uma única partição que ocupe o disco rígido inteiro. Como esta será a única partição do disco, será chamada de Partição Primária. Quando o disco rígido é dividido em vários drives, temos que criar uma partição primária (que será usada como drive C) e uma partição estendida (que englobará os drives lógicos restantes). Mais tarde veremos como fazê-lo. Ao responder à tela da figura 87 com ENTER, será apresentada uma outra tela, mostrada na figura 88.

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Figura 11.88 - Comandando a criação de uma partição primária. Ao respondermos ENTER na tela da figura 88, estaremos escolhendo a opção 1 (Criar Partição Primária do DOS). Será então apresentada a tela indicada na figura 89.

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Figura 11.89 - Criando uma partição primária ocupando todo o disco rígido. É perguntado se desejamos utilizar o tamanho máximo disponível para a partição primária, ou seja, o drive C. Ao teclar ENTER, estaremos respondendo “Sim”, e estará pronta a partição. Será então mostrada a tela da figura 90. Conforme a tela explica, é preciso reiniciar o computador para que as alterações feitas pelo FDISK passem a ter efeito.

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Figura 11.90 - Terminado o trabalho do FDISK Depois de realizar um novo boot (obviamente através do nosso disquete de inicialização, já que o disco rígido ainda não está totalmente preparado para uso), podemos usar o programa FORMAT. Antes de usar o FORMAT, o disco rígido ainda está inacessível. Observe na figura 91 o que acontece se tentarmos acessar o drive C, usando o comando “DIR C:”.

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Figura 11.91 - O drive C ainda não pode ser acessado. A mensagem de erro deve-se ao fato do drive C ainda não ter passado pela formatação lógica. Para formatar o drive C, usamos o comando: FORMAT C: Será apresentada a seguinte mensagem: AVISO: TODOS OS DADOS NA UNIDADE NÃO-REMOVÍVEL C: SERÃO PERDIDOS! Continuar com a formatação (S/N)?s Respondemos “S”, e depois de alguns minutos, estará terminada a formatação. Será apresentado um relatório como o da figura 92. Observe que no nosso exemplo, usamos um disco rígido com cerca de 16 GB.

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Figura 11.92 - Terminada a formatação do disco rígido. Depois desta etapa, o disco rígido estará pronto para uso. Você já poderá fazer a instalação do sistema operacional. Formatando o disco rígido com partições múltiplas O FDISK pode ser usado para dividir um disco rígido (drive físico) em dois ou mais drives lógicos. Em certas situações, esta divisão pode ser interessante. Por exemplo, podemos usar o drive lógico C para armazenar programas, e o drive lógico D para armazenar dados. Isto facilita bastante as operações de backup, pois teremos que fazê-lo apenas no drive D. Alguns usuários gostam de armazenar no drive C, os programas de trabalho, e no drive D, jogos e outras amenidades. Existem casos de PCs que são usados por duas pessoas. Poderia ser dividido, por exemplo, em C para programas, D para os dados do primeiro usuário, e E para os dados do segundo usuário. Vamos ver agora como dividir o nosso disco rígido de 16 GB em três drives lógicos: C: 8 GB D: 6 GB E: 2 GB (valores aproximados) O método apresentado pode ser usado para criar quantos drives lógicos você desejar, até acabar com as letras do alfabeto. Obviamente, como fica muito difícil gerenciar um número muito grande de drives, não é conveniente exagerar neste recurso (o que foi mesmo que gravei no meu drive T: ?). Esta divisão também é feita através do FDISK, mas só pode ser feita enquanto o disco rígido ainda não possui dados armazenados, pois sempre que alteramos o seu particionamento, os dados são perdidos. Para fazer esta divisão, temos que executar os seguintes comandos com o FDISK:

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a) Criar uma partição primária com 8 GB, que será o drive C. b) Criar uma partição estendida ocupando todo o restante do disco rígido. c) Criar o drive lógico D, com 6 GB dentro da partição estendida. d) Criar o drive lógico E, com 2 GB, dentro da partição estendida. e) Tornar ATIVA a partição primária, como veremos adiante. OBS.: Para que seja possível criar essas partições, é necessário que não tenha sido criada nenhuma outra partição. Na verdade podemos fazê-lo, mas para isto será preciso deletar a partição já existente, através do comando 3 do FDISK (Deletar partição). Isto fará com que todos os dados armazenados no drive lógico correspondente sejam perdidos. Ao executarmos o FDISK e chegarmos à sua tela principal (figura 87), escolhemos a opção 1, pois queremos criar uma partição. Será apresentada a mesma tela da figura 88, na qual escolhemos a opção 1, para criar a partição primária. Quando for apresentada a tela da figura 93, ao invés de respondermos S, devemos responder N, ou seja, não desejamos usar o disco inteiro como uma partição única.

Figura 11.93 - Dizendo NÃO à partição única. Finalmente será apresentada a tela da figura 94, na qual é informada a capacidade máxima do disco, e devemos preencher quantos megabytes queremos usar para a partição primária.

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Figura 11.94 - O FDISK pergunta qual será o tamanho da partição primária.

Figura 11.95 - Criando uma partição primária com 8000 MB.

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Observe que é sugerido o tamanho máximo do disco rígido, que no nosso exemplo é de 16.442 MB. Devemos digitar neste campo, o tamanho que desejamos usar. Observe a figura 95, onde escolhemos o tamanho de 8000 MB. Uma vez escolhido o tamanho da partição primária, o FDISK apresenta uma tela de informações como a mostrada na figura 96. Devemos teclar ESC para continuar, voltando ao menu principal do FDISK.

Figura 11.96 - A partição primária foi criada. Voltando à tela principal do FDISK (figura 97), observamos que é informado o seguinte: AVISO! Nenhuma partição está ativada, o disco 1 não será inicializável a não ser que uma partição seja definida como ativa Mais adiante veremos como definir a partição ativa.

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Figura 11.97 - Na tela principal do FDISK, é informado que precisamos definir uma partição ativa. Chegou a hora de criar uma segunda partição, chamada de partição estendida, que deverá ocupar todo o espaço restante no disco rígido. Quando dividimos um disco rígido em apenas C e D, o drive C será a partição primária, e o drive D será a partição estendida. Quando dividimos um disco rígido em mais de um drive lógico, o drive C será a partição primária, e todos os demais drives estarão na partição estendida. Para criar uma partição estendida, escolhemos a opção 1 (criar partição) no menu principal do FDISK. A seguir é apresentado um outro menu, no qual devemos escolher a opção 2 (criar partição estendida). Será mostrada a tela da figura 98, na qual temos que indicar o tamanho da partição estendida. O FDISK sugere usar todo o espaço restante no disco, que no nosso exemplo é de 8440 MB. Basta responder com ENTER. Observe que não importa se a partição estendida será toda usada como um drive D, ou se será dividida em vários drives lógicos, nesta etapa sempre especificamos todo o espaço restante no disco para ser usado como partição estendida.

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Figura 11.98 - O FDISK pergunta o tamanho da partição estendida. Será apresentada a tela da figura 99, na qual o FDISK confirma a criação da partição estendida. Devemos teclar ESC para continuar.

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Figura 11.99 - Criada a partição estendida. O próximo passo é definir os drives lógicos da partição estendida. Isto não dá nenhum trabalho, pois o próprio FDISK apresenta neste momento a tela da figura 100, na qual temos que definir os drives lógicos da partição estendida. Se quiséssemos criar apenas um drive D, bastará indicar o tamanho máximo sugerido, teclando ENTER. No nosso caso, queremos criar um drive D com 6000 MB e um drive E com o espaço restante, pouco mais de 2000 MB.

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Figura 11.100 - O FDISK pergunta o tamanho do drive lógico D. Ao invés de teclar ENTER na tela da figura 100, vamos digitar o valor 6000, para que seja criado o drive D com 6000 MB. Depois disso será mostrada uma tela idêntica à da figura 100, mas desta vez mostrando o espaço restante, uma vez que já foram abatidos 6000 MB. Ao teclar ENTER, usamos este espaço restante para o drive E.

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Figura 11.101 - Todo o espaço disponível na partição estendida foi destinado aos drives lógicos D e E. Será mostrado um relatório como vemos na figura 101. Devemos teclar ESC para voltar ao menu principal do FDISK. Não é necessário, mas se quisermos podemos usar a opção 4 do menu principal do FDISK. Assim poderemos ver um relatório no qual são mostradas as partições nas quais o disco rígido foi dividido. Por último, temos que marcar a partição primária como sendo ATIVA. Partição ativa é aquela pela qual será realizado o boot. Somente a partição primária pode ser definida como ativa, mas esta definição não é automática. Temos que definir a partição ativa usando o comando 2 do menu principal do FDISK. Ao usarmos este comando, será apresentada a tela mostrada na figura 102. Devemos digitar “1”, para que a partição primária passe a ser ativa.

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Figura 11.102 - Definindo a partição 1 como ativa.

Figura 11.103 - Término da operação do FDISK.

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Voltando à tela principal do FDISK, teclamos ESC para finalizar a sua operação. É apresentada a tela da figura 103. Devemos agora teclar ESC. Voltaremos ao Prompt do MS-DOS, mas as informações definidas pelo FDISK só estarão efetivadas a partir do próximo boot. Devemos então executar um boot para dar prosseguimento ao processo de instalação. Assim como ocorre no caso da partição única, quando dividimos um disco rígido em vários drives lógicos, é preciso fazer a formatação lógica de cada um deles. Um drive lógico que ainda não foi formatado não pode ser usado para armazenar dados. Se tentarmos, neste momento, acessar o drive C (por exemplo, pelo comando “DIR C:”), veremos a seguinte mensagem de erro: Tipo de mídia inválido lendo unidade C

Anular, Repetir, Desistir? Observe que o sistema operacional já reconhece a existência do drive C, mas ainda não pode usá-lo. Seu uso só será permitido depois que for realizada a formatação lógica. Para tal, usamos o programa FORMAT.COM, da seguinte forma: FORMAT C: No nosso exemplo, criamos os drives lógicos D e E, e portanto, temos que formatá-los também. Usamos então os comandos: FORMAT D:

FORMAT E: A figura 104 apresenta tudo o que aparece na tela durante a formatação do drive C. Observe que nesta figura, estamos considerando que o nosso disco rígido foi dividido em três drives lógicos, sendo que nosso drive C possui cerca de 8000 MB.

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Figura 11.104 - Término da formatação do drive C. Ao término da formatação lógica, o drive C estará liberado para uso normal. A figura 105 mostra o seu conteúdo logo após a formatação. Para listar este conteúdo, usamos o comando: DIR C: /A OBS: No Windows 98SE e anteriores, podíamos usar o comando FORMAT C: /S, que fazia a gravação do boot em modo MS-DOS no disco rígido. No Windows ME isto não pode ser feito, ou seja, o boot só é feito no próprio ambiente Windows. Comandos como FORMAT C: /S e SYS C: não funcionam no Windows ME.

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Figura 11.105 - Conteúdo do drive C, recém formatado. A próxima etapa de software será a instalação do sistema operacional. Entretanto o computador ainda não está pronto para isso. Convém fazer antes alguns retoques finais, como fechar o gabinete e configurar o display digital, por exemplo.

Etapa 8: Ajustes finais Erros na montagem Se você leu atentamente todos os capítulos deste livro anteriores à montagem, provavelmente tudo correu bem e seu computador está em perfeito funcionamento. Mesmo assim, existe a probabilidade do seu computador não funcionar. As duas principais razões que podem levar a isto são: 1) Erro em alguma das conexões realizadas 2) Peça defeituosa Quase sempre temos uma pista que nos permite encontrar onde está a conexão errada, ou qual a peça defeituosa. Por exemplo, suponha que tenhamos encontrado, ao ligar o computador, a seguinte mensagem: HDD Controller Failure Ou seja, “Falha na controladora de disco rígido”. Este erro pode ocorrer por defeito em uma das seguintes conexões: • • •

Conexão do cabo flat na interface IDE da placa de CPU Conexão do cabo flat no disco rígido Conexão da fonte de alimentação no disco rígido

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Devemos checar essas conexões cuidadosamente. Um cabo flat mal encaixado, ou encaixado de forma invertida certamente resultará em erro. Também convém verificar se realmente fizemos a conexão na interface IDE primária, e não na secundária. O disco IDE também funciona ao ser ligado na interface secundária, mas muitas vezes, esta pode estar desabilitada no CMOS Setup, e este pode ser o motivo do problema. Mesmo quando todas as conexões estão corretas, é possível que alguma peça esteja defeituosa: • • •

Disco rígido defeituoso Interface IDE da placa de CPU defeituosa Cabo flat defeituoso

É raro o aparecimento de defeitos, mas eles podem ocorrer. Por exemplo, o disco rígido pode ter sido danificado durante o transporte. O pior tipo de erro é aquele em que não aparece imagem alguma no monitor (supondo que o monitor esteja corretamente ligado), e nenhum som é emitido pelo alto-falante. Quando este problema acontece, devemos desmontar totalmente o computador e iniciar a montagem, passo a passo: 1) Instalar a placa de CPU, com o processador e as as memórias. Ligar o conector (ou os conectores) da fonte de alimentação. Conectar na placa de CPU no alto-falante e no botão de Reset. No caso de placas de CPU ATX, devemos ligar também o conector Power Switch do painel frontal do gabinete. 2) Neste ponto, ao ligarmos o computador, deverá ser obrigatoriamente emitida uma seqüência de BEEPS pelo alto-falante. Normalmente os manuais das placas de CPU possuem uma tabela chamada beep error code table. Dependendo da seqüência emitida, estará sendo indicado um tipo diferente de erro. Tais seqüências não são padronizadas. Isto significa que um BEEP longo e contínuo poderá indicar, em uma determinada placa, um defeito na memória DRAM, mas em outra placa poderá indicar um defeito no processador ou no chipset. Você deverá consultar o manual da SUA placa para identificar o defeito, em função do som emitido. 3) Todos os defeitos cuja causa suspeita seja a placa de CPU e seus componentes devem ser solucionados através da substituição da placa de CPU. A substituição da memória pode solucionar erros relativos a esta memória. Existem casos em que a memória não está defeituosa, e sim, mal encaixada, ou apresentando mau contato. Uma limpeza com uma borracha nos contatos do módulo de memória pode solucionar o problema. 4) Se o alto-falante não chega nem mesmo a emitir beeps, é possível que a placa de CPU esteja defeituosa a ponto de não conseguir nem mesmo executar o BIOS. Neste caso, devemos providenciar a substituição da placa de CPU. 5) É bom lembrar também que uma fonte de alimentação defeituosa pode causar o mau funcionamento da placa de CPU. Desde que este defeito na fonte não seja uma sobretensão (quando a fonte gera uma voltagem acima do normal), a placa de CPU não ficará danificada, e a substituição da fonte resolverá o problema. Não esqueça ainda de verificar se a chave 110/220 da fonte está na posição correta. Se estiver em 110 e for ligada em uma rede de 220 volts, a fonte queimará. Se estiver em 220 e for ligada em uma rede de 110 volts, o computador não funcionará, ou então poderá funcionar de forma errática. 6) Se a placa de CPU e as memórias estiverem em perfeitas condições, serão emitidos vários beeps, que você poderá identificar (e confirmar na tabela de beeps da sua placa de CPU) o erro como Display Memory Read/Write Error. Este erro é causado pela ausência da placa de vídeo. Normalmente, este erro deverá ser reportado por beeps, mas não outros erros relativos ao microprocessador, chipset ou memória. 7) Supondo que foram emitidos beeps que indicam ausência da placa de vídeo, podemos agora instalar a placa de vídeo e o teclado. Conectamos o monitor na placa de vídeo. Ligamos o computador e

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observamos o que ocorre na tela. Se nada aparecer, provavelmente deve existir um defeito na placa de vídeo ou no monitor. Devemos tentar fazer a sua substituição. 8) Se existe imagem na tela, provavelmente será apresentada uma mensagem de erro. Neste ponto, o normal é uma mensagem como “Drive Not Ready”, pois não teremos ainda nem o disco rígido nem os drives instalados. Tentamos entrar no CMOS Setup e usamos o comando “Auto Configuration With BIOS Defaults”, ou então “Optimal Defaults”, ou similar. É também possível que neste ponto sejam apresentados outros tipos de erros, através de mensagens na tela. Muitos desses erros podem ser ainda causados por defeitos na placa de CPU, nas memórias, na placa de vídeo e até mesmo na fonte. Ou seja, o fato de termos chegado até aqui não nos garante que esses módulos estejam perfeitos, apenas o BIOS não conseguiu detectar o problema. As origens desses problemas podem ser muito variadas, e seria muito difícil descrevê-las. Mesmo as mensagens de erro apresentadas pelo BIOS não são padronizadas, o que torna a solução ainda mais difícil. Neste ponto, existe uma solução muito simples, que é pedir ajuda ao suporte técnico do seu fornecedor. 9) Se tudo correu bem até aqui, chegou a hora de conectar os drives de disquete à placa de CPU, através do seu cabo flat. É também preciso ligá-los na fonte de alimentação. Definimos no CMOS Setup o tipo dos drives de disquete instalados e tentamos executar um boot através de um disquete. Devemos ter a certeza absoluta de que este disquete realmente possui o boot, para que não cheguemos a conclusões erradas. Se o boot não for realizado, é possível que o problema esteja no próprio drive, no cabo flat, ou na interface de drives da placa de CPU. A única forma de ter certeza é checando essas conexões, e se não tivermos sucesso, trocando as peças com o fornecedor. Experimente usar outro conector da fonte, pois é possível que um deles esteja defeituoso. Não está descartada a possibilidade de um defeito na fonte de alimentação. 10) Se os drives de disquete estiverem funcionando, devemos instalar o disco rígido, conectando-o na fonte de alimentação e na placa de CPU, através do cabo flat apropriado. Usamos o comando DETECT IDE do CMOS Setup. Neste ponto, se for exibida a mensagem HDD Controller Failure significa que algo está errado. Ou o disco rígido está defeituoso, ou está mal conectado na fonte, ou o cabo flat está defeituoso ou conectado de forma errada, ou existe um defeito na interface IDE da placa de CPU. A única forma de sair deste impasse é através de substituições. 11) Se o disco rígido estiver em perfeitas condições, pode ainda ser exibida alguma mensagem de erro, não causada por defeito, mas pelo fato do disco rígido não estar instalado a nível de software. Por exemplo, erros como DRIVE NOT READY e NO ROM BASIC são normais quando o disco rígido ainda não está totalmente instalado. Use os programas FDISK e FORMAT para realizar a sua instalação. É muito difícil apresentar um roteiro que permita identificar e solucionar qualquer tipo de problema que possa ocorrer durante a montagem, apesar dos problemas raramente ocorrerem. Se surgirem problemas, a melhor coisa a fazer é contar com o suporte técnico do seu fornecedor. Tabelas de códigos de erros Como vimos, em situações de erro muito sérias, nas quais o BIOS não consegue nem mesmo comunicar-se com a placa de vídeo, códigos de erro são emitidos pelo alto-falante, através de uma seqüência de beeps. Você deve tomar como base a tabela de beeps existente no manual da sua placa de CPU. Apenas como referência, acrescentamos aqui a tabela usada pelo BIOS AMI. Tome cuidado, pois modificações podem ser realizadas pela própria AMI, e você deve tomar sempre como base a tabela existente no seu manual. O BIOS AMI emite um certo número de beeps, faz uma pausa, e repete o mesmo número de beeps, continuando indefinidamente até o computador ser desligado. O número de beeps indicará um dos erros da tabela abaixo. Códigos de erro do BIOS AMI Beep Erro

Descrição

Causa provável

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s 1

2 3 4

5 6

9 10

Refresh Failure

(Falha no Refresh). O circuito de Refresh da placa de CPU apresenta falha. Parity Error Um erro de paridade foi detectado nos primeiros 64 kB de memória. Base 64 k Um erro ocorreu nos primeiros 64 Memory Failure kB de memória. Timer Not Uma falha de memória ocorreu Operational nos primeiros 64 kB de memória, ou então o TIMER 1 não está operacional. Processor Error O processador apresentou erro.

Placa de CPU ou memória DRAM.

Placa de CPU ou memória DRAM. Placa de CPU ou memória DRAM. Placa de CPU ou memória DRAM.

Placa de CPU, provavelmente o processador. 8042 - Gate A20 O controlador de teclado (8042) Placa de CPU. Failure gera o sinal A20, responsável pela entrada do microprocessador em modo protegido. Este erro significa que o BIOS não consegue colocar o processador para operar em modo protegido. Processor O processador gerou uma Placa de CPU ou processador. Exception interrupção de exceção. Interrupt Error Display Memory Ou a placa de vídeo está ausente, Placa de vídeo. Read/Write ou sua memória de vídeo Error apresentou erro. ROM Checksum Erro na memória ROM, provavel- Memória ROM. Error mente danificada. CMOS Shutdown O chamado “Shutdown Register” CMOS. Register (localizado no CMOS) apresentou erro. Read/Write Error Cache memory Falha na memória cache. Memória cache ou placa de CPU. bad - do not enable cache

Nos erros com 1, 2 e 3 beeps, verifique se os módulos de memória estão bem encaixados. Se continuarem, troque as memórias. Para os erros com 4, 5, 7 e 10 beeps, a placa de CPU provavelmente está defeituosa e deve ser devolvida para troca. Para o erro de 6 beeps, encaixe melhor o chip 8042 (Keyboard controller / Keyboard BIOS) no seu soquete. Este chip é encontrado nas placas de CPU mais antigas. Experimente também usar outro teclado. Nas placas modernas, ele está embutido no chipset, portanto será o caso de trocar a placa de CPU em caso de problemas. Para o erro de 8 beeps, troque a placa de vídeo. Em placas de CPU com vídeo onboard e memória de vídeo compartilhada, troque os módulos de memória. O erro de 9 beeps indica defeito na ROM que armazena o BIOS. Será preciso trocar a placa de CPU, já que não encontramos no Brasil, BIOS avulsos. O BIOS Award não opera com tantos códigos de erro. Utiliza apenas os mostrados na tabela abaixo:

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Código Significado 1 beep curto Sistema normal, sem erros. Beeps longos e repetidos Memória RAM não foi detectada, pode estar defeituosa ou mal encaixada 1 beep longo e 3 curtos Placa de vídeo não detectada, ou memória de vídeo ruim. Beeps agudos e Processador apresenta aquecimento irregulares durante o uso excessivo. A placa de CPU reduz a sua normal do computador velocidade para reduzir o aquecimento. Os BIOS da Phoenix utilizam seqüências de beeps um pouco diferentes. Cada série é composta de 4 mini-seqüências. Por exemplo, a série 1-2-2-3 consiste em um beep, uma pausa, dois beeps, uma pausa, dois beeps, uma pausa, três beeps e uma pausa mais longa. A seguir estão as séries usadas: Série 1-2-2-3 1-3-1-1 1-3-1-3 1-3-4-1 1-3-4-3 1-4-1-1 2-1-2-3 2-2-3-1 1-2

Descrição da Phoenix BIOS ROM checksum Test DRAM refresh Test 8742 Keyboard Controller RAM failure on address line xxxx RAM failure on data bits xxxx RAM failure on data bits xxxx Check ROM copyright notice Test for unexpected interrupts Search for option ROMs. One long, two short beeps on checksum failure

Causa provável Defeito na ROM Defeito na DRAM ou no chipset Defeito na interface de teclado DRAM DRAM DRAM Defeito na ROM, ou ROM adulterada Defeito no chipset ou em interfaces Defeito em ROMs de placas de expansão

Por mais que se esforcem, essas tabelas de códigos de erros não informam com precisão a causa do erro. Devem ser consideradas apenas como pistas para o solucionamento de problemas. Na prática, o troca-troca de peças é o que mais ajuda a detectar um defeito. Placa de diagnóstico Para quem trabalha profissionalmente, vale a pena adquirir uma placa de diagnóstico. Esta placa é conectada a um slot da placa de CPU, e informa em um display, um código de dois dígitos. Este código indica qual é a operação que o BIOS está prestes a realizar. Quando o PC trava no início do boot, antes mesmo de apresentar mensagens no monitor ou na impossibilidade de emitir beeps, o código apresentado neste display dá uma idéia da operação na qual ocorreu o erro. Por exemplo, se o display indica “vou testar a memória” e a seguir trava, significa que o problema está provavelmente na memória. Não é justificável comprar uma placa de diagnóstico se você pretende montar apenas o seu próprio PC. Mas vale muito a pena para quem trabalha com manutenção e para quem vai produzir muitos PCs.

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Figura 11.106 Uma placa de diagnóstico para teste de fonte.

Existem ainda placas de diagnóstico que testam a fonte de alimentação. Elas mostram no seu display digital, os valores de tensão gerados pela fonte, bem como os níveis de oscilação existentes nessas tensões. Defeitos na fonte podem ser diagnosticados com este tipo de placa. Tanto as placas para teste de fonte como as usadas na exibição de códigos de erro podem ser encontradas em versões ISA e PCI. Você encontrará em www.laercio.com.br/livro26.htm, artigo com detalhes sobre essas placas. Configurando o display digital do gabinete Há alguns anos atrás podíamos afirmar que todos os gabinetes possuíam um display digital para indicação do clock do processador. Esses displays são na verdade enfeites. Eles não medem o clock do processador, e sim, são programados para apresentar um número fixo. Ao longo dos anos foram usados os seguintes tipos de displays nos gabinetes dos PCs: 2 dígitos:

Padrão 88, mostra números de 00 a 99

2½ dígitos:

Padrão 188, mostra números de 000 a 199

3 dígitos:

Padrão 888, mostra números de 000 a 999

Entre 1985, época em que os displays começaram a ser usados, e 1995, quando os computadores ainda não haviam chegado aos 100 MHz, era suficiente utilizar displays de 2 dígitos. Com a chegada do 486DX4-100 e do Pentium-100, foi preciso utilizar mais um dígito. Para reduzir o custo, os fabricantes usaram o que chamamos de “display de 2 dígitos e meio”. Ele possui algarismos das unidades e dezenas normais, mas o algarismo das centenas é fixo em 1. Era adequado aos PCs de 100, 120, 133, 150, 166 e 180 MHz. Com a chegada dos modelos de 200 MHz, tornou-se necessário o uso dos displays de 3 dígitos, que podem representar números até 999. Com a chegada do Pentium III e Athlon de 1000 MHz, seria necessário adotar displays de 3 ½ ou 4 dígitos. Curiosamente não foi isso o que ocorreu. Parece que o display saiu da moda. Os gabinetes modernos têm outros atrativos visuais, como partes coloridas, translúcidas e até prateadas. O próprio design do gabinete tem ficado mais bonito, não é mais simplesmente uma caixa de metal. Em função do novo design dos gabinetes modernos, o display digital realmente caiu em desuso. Ainda assim você pode precisar configurar um gabinete antigo, ou então pode encontrar algum modelo novo mas equipado com display. Nesse caso é bom que seja programado o valor correto, mesmo que isto não influencie no funcionamento do computador. Para essa tarefa é indispensável o manual do gabinete. Mostraremos aqui alguns exemplos de configurações de displays. Através do entendimento desses exemplos, o leitor terá uma chance muito maior de entender o seu display em particular. Exemplo 1

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A figura 107 mostra um exemplo de display de dois dígitos. Os dois dígitos são chamados de “dígito 2” (dezenas) e “dígito 1” (unidades). Cada dígito é formado por 7 segmentos, chamados de A, B, C, D, E, F, G. Este display possui 14 grupos de pinos de seleção para controlar individualmente cada um dos 7 segmentos dos seus dois dígitos. Figura 11.107 Exemplo de conexões de um típico display de 2 dígitos.

A figura 107 mostra com mais detalhes, na sua parte direita, um desses 14 grupos de pinos de seleção. Existe um pino no meio e mais três pinos, chamados no caso de A, B e C. Um jumper deve ser colocado ligando o pino do meio ao pino A, B ou C, dependendo dos valores a serem indicados na velocidade alta e na baixa. O significado das ligações é descrito na tabela seguinte: Ligação Funcionamento Meio ligado em A Segmento acende apenas na velocidade baixa Meio ligado em B Segmento acende nas velocidades alta e baixa Meio ligado em C Segmento acende apenas na velocidade alta Sem ligação Segmento fica apagado em ambas as velocidades No caso da figura 107, um jumper está ligando o pino do meio ao pino "A". Significa que o segmento controlado por esse grupo de pinos ficará aceso quando o computador estiver em velocidade baixa e apagado quando em velocidade alta. Note que a existência de duas velocidades, “alta” e “baixa” também caiu em desuso nos computadores modernos, o que também contribui para reduzir a utilidade dos displays digitais. Certos programas antigos não funcionavam corretamente em PCs muito velozes. Os computadores utilizavam um botão TURBO para controlar a velocidade do processador. Reduzindo a velocidade, os programas problemáticos poderiam funcionar. O display era muito importante para indicar a velocidade em uso (por exemplo, 16 MHz / 33 MHz). Programas atuais não têm dificuldade alguma para funcionar em PCs velozes, e o uso de velocidades alta/baixa caiu em desuso, assim como o botão TURBO. Mesmo assim muitos displays ainda aceitam ser programados com dois valores diferentes, correspondentes a uma velocidade alta (“turbo”) e uma baixa (“normal”). Para configurar um display com essas características deve ser determinado que segmentos ficarão acesos ou apagados em velocidade alta e em velocidade baixa. Suponha que uma placa de CPU possui as seguintes velocidades: Alta: 75 Baixa:

MHz 16 MHz

Desenham-se os números 75 e 16, conforme indicado na figura 108. Deve ser observado o nome que recebe cada segmento (1A, 2B, etc). A partir desses valores é construída uma tabela que mostra como

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cada segmento deve ficar em velocidade alta e em baixa, e determina-se como cada grupo de pinos indicados na figura 2 deve ser configurado. A figura 3 mostra esses dois valores. Observe os nomes que são dados aos segmentos do display. Os segmentos de um dígito de um display são sempre nomeados com as letras “A” até “G”, seguindo a ordem:

O manual do display do nosso exemplo chamou o dígito das dezenas de “2”, e o das unidades de “1”. Portanto, os segmentos dos dois dígitos recebem os seguintes nomes:

Levando em conta os nomes desses segmentos, e levando em conta que desejamos que sejam apresentados os números 75 e 16, chegamos à figura 108. Figura 11.108 Valores a serem pelo display.

apresentados

De posse desta figura, observamos cada um dos segmentos e determinamos como cada um deles deve se comportar nas velocidades alta e baixa. Alguns deles ficam apagados em ambas as velocidades, como o 2G. Outros ficam acesos em ambas as velocidades, como o 1A. Existem os que acenderão apenas na velocidade alta, como o 2A, e os que acenderão apenas na velocidade baixa, como o 1E. Podemos então construir a seguinte tabela: Segmento 1A 1B 1C 1D 1E 1F 1G 2A

Alta aceso apagado aceso aceso apagado aceso aceso aceso

Baixa aceso apagado aceso aceso aceso aceso aceso apagado

Jumper Meio ligado em Sem ligação Meio ligado em Meio ligado em Meio ligado em Meio ligado em Meio ligado em Meio ligado em

B B B A B B C

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2B 2C 2D 2E 2F 2G

aceso aceso apagado apagado apagado apagado

Meio ligado em B Meio ligado em B Sem ligação Sem ligação Sem ligação Sem ligação

Levando em conta essas ligações, os jumpers do displays devem ser instalados da forma como mostra a figura 109. Figura 11.109 Display do exemplo 1 com os jumpers configurados para exibir os números 75 e 16.

Exemplo 2 Vemos nas figuras 110 e 111 um outro exemplo de manual de gabinete. Desta vez, estamos apresentando um display de “dois dígitos e meio” (1XX), que pode apresentar valores até 199 MHz. Na figura 110 vemos que existe um conjunto de jumpers que define os valores apresentados pelo dígito das unidades (one’s place) nos modos Turbo e Normal. Outro bloco de jumpers define os valores que serão apresentados pelo dígito das dezenas (ten’s place) no modo Turbo e no modo Normal. A ligação H-2, quando realizada, acenderá o dígito 1 das centenas quando em modo Turbo. A ligação H-1 acenderá o dígito 1 das centenas em modo Normal (o que em geral não ocorre, pois a velocidade baixa é sempre inferior a 100 MHz). Caso o computador não chegue a ultrapassar os 100 MHz, o dígito das centenas deve permanecer sempre apagado, tanto em Turbo como em Normal. Nesse caso, basta não realizar as ligações H-1 nem H-2.

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Figura 11.110 Exemplo de manual de um display - diagrama de jumpers.

A tabela da figura 111 possui linhas que definem o dígito desejado em modo Turbo, e as colunas definem o dígito desejado em modo normal. Considere por exemplo que o computador opera em 120 MHz quando em Turbo, e em 16 MHz quando em modo Normal. Comecemos pelo dígito das unidades. Queremos que sejam exibidos “0” em Turbo e “6” em Normal. Fazendo o cruzamento da linha “0” com a coluna “6”, encontramos a indicação das ligações que devem ser feitas no “one’s place”: 3A, 2B, 3C, 3D, 3E, 3F e 1G. Figura 11.111 Exemplo de manual de um display tabela de ligações.

Da mesma forma, o dígito das dezenas deve apresentar “2” quando em Turbo e “1” quando em Normal. Cruzando a linha “2” com a coluna “1”, chegamos às ligações que devem ser realizadas no “ten’s place”: 2A, 3B, 1C, 2D, 2E e 2G.

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Com esses valores, instalamos os jumpers conforme mostra a figura 110. Na verdade esta figura, além de identificar os pinos A, B, C, etc, também traz indicadas as ligações que devem ser feitas para que sejam representados os números do exemplo (120 e 16). Existem diversos displays de dois dígitos (XX) que utilizam um sistema idêntico ao deste exemplo. A diferença principal é a inexistência das ligações H-1 e H-2. Exemplo 3 Finalmente apresentamos nas figuras 112 e 113, o manual de um display de três dígitos (XXX), capaz de representar valores até 999 MHz. Observe como é grande a semelhança com o display do exemplo 2. A principal diferença é que neste existem três grupos de jumpers, para a definição do dígito das unidades (one’s), dezenas (ten’s) e centenas (hun’s). A tabela da figura 113 mostra as ligações que devem ser feitas em cada bloco para que sejam representados os valores desejados em modo Turbo e em modo Normal. As linhas representam os valores desejados em modo Turbo, e as colunas mostram os valores desejados em modo Normal. Suponha que queremos, como exemplifica a figura, programar os valores 220 (Turbo) e 116 (Normal). Devemos utilizar a tabela três vezes, uma para cada dígito (unidades, dezenas e centenas).

Figura 11.112 - Exemplo de manual de um display - diagrama de jumpers. O dígito das unidades deve representar os valores “0” em Turbo e “6” em Normal. Fazemos então o cruzamento da linha “0” com a coluna “6”, e obtemos assim as ligações que devem ser feitas no one’s place: 3A, 2B, 3C, 3D, 3E, 3F, 1G. O dígito das dezenas deve representar os valores “2” em Turbo e “1” em Normal. Fazemos então o cruzamento da linha “2” com a coluna “1”, e obtemos assim as ligações que devem ser feitas no ten’s place:

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2A, 3B, 1C, 2D, 2E, 2G. Finalmente, o dígito das centenas deve representar os valores “2” em Turbo e “1” em Normal. Fazemos então o cruzamento da linha “2” com a coluna “1”, e obtemos assim as ligações que devem ser feitas no hun’s place: 2A, 3B, 1C, 2D, 2E, 2G. Figura 11.113 Exemplo de manual de um display tabela de ligações.

De posse dessas informações, programamos os três grupos de jumpers, como vemos na própria figura 112. Turbo Low e Turbo High Aqui está uma questão que gera dúvidas quando fazemos a configuração de um display. Veja por exemplo o display da figura 112, e observe que existem duas opções para a ligação do display na saída “Turbo LED” da placa de CPU: S+

Ligar na conexão para o anodo do Turbo LED na placa de CPU

S-

Ligar na conexão para o catodo do Turbo LED na placa de CPU

Dos dois terminais de um LED, chamamos de anodo aquele por onde a corrente elétrica entra no LED, e chamamos de catodo aquele por onde a corrente elétrica sai do LED. Existem duas formas de implementar os dois terminais do conector para o Turbo LED na placa de CPU: 1) Deixar um terminal ligado em uma tensão fixa de 5 volts, e pelo outro terminal, “puxar” corrente para que o LED acenda. No primeiro terminal, deve ser ligado o anodo do Turbo LED, e no outro é ligado o catodo do Turbo LED. Este método é chamado de TURBO LOW.

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2) Deixar um terminal ligado em uma tensão fixa de 0 volts, e pelo outro terminal, “empurrar” corrente para que o LED acenda. No primeiro terminal, deve ser ligado o catodo do LED, e no outro deve ser ligado o anodo. Este método é chamado de TURBO HIGH. Em ambos os casos, um terminal do conector Turbo LED da placa de CPU permanece com uma tensão fixa, seja ela de 0 ou 5 volts. Este terminal de tensão fixa não pode controlar o display, exatamente porque sua tensão é constante, não importa se a placa de CPU está em velocidade Turbo ou Normal. O outro terminal é o que deve ser usado, mas a princípio não sabemos se ele irá “empurrar” ou “puxar” corrente quando for ativado o modo Turbo. Por esta razão, certos displays possuem dois pontos de conexão, como o exemplificado na figura 112. O ponto S+ é usado para placas de CPU que operam em modo TURBO HIGH, e o ponto S- é usado para conexão com placas de CPU que operam em TURBO LOW.

Check-up de hardware Se você acaba de montar o computador e não encontrou problemas, provavelmente todo o seu hardware está em perfeitas condições. Mais certo ainda deste perfeito funcionamento você estará se instalar o sistema operacional e tudo continuar normal, sem defeitos aparentes. A chance de ocorrer algum problema é muito remota. Se o computador é para seu uso pessoal, você pode começar a instalar programas e usá-los, ou seja, o computador estará liberado para uso normal. Se um dia ocorrer algum problema você poderá investigar, mas não vale a pena perder muito tempo, depois da montagem e da instalação do sistema operacional, testando exaustivamente um computador que aparentemente funciona bem. O mesmo não podemos dizer se este computador vai ser vendido. Aquele que monta um computador para uso próprio está preparado para resolver eventuais futuros problemas, afinal ele é o “pai da criança”. Já o usuário que compra um computador pronto não quer saber de problemas. Ele quer um computador infalível, e ficará muito decepcionado se ocorrerem problemas. Por isso, aqueles que montam computadores para vender devem testá-lo exaustivamente antes que sejam entregues ao seu cliente. Para realizar esses testes existem os chamados Softwares de Diagnóstico. São programas que podem ser utilizados antes da instalação do sistema operacional, e testam a placa de CPU, o processador, as memórias, os discos e demais dispositivos instalados no computador. Os testes realizados por esses programas são muito mais rigorosos (e demorados) que os efetuados pelo BIOS, e têm condições melhores de encontrar problemas não percebidos. Apesar de não serem totalmente infalíveis, os fabricantes de computadores que trabalham de forma séria devem sempre realizar um check-up de hardware usando programas de diagnóstico. Existem vários programas de diagnóstico disponíveis no mercado. Alguns custam caro, outros são mais baratos. Alguns podem ser encontrado nos CDs vendidos em revistas especializadas, outros podem até ser obtidos gratuitamente em versão demo, pela Internet. Os mais famosos programas de diagnóstico são o AMI Diag, o Norton Diagnostics e o PC-Ckeck. Você encontrará em www.laercio.com.br/livro26.htm, informações sobre como obter e tutoriais sobre o uso desses programas.

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Figura 11.114 - PC-Check, um excelente programa para fazer check-up de hardware.

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