hardware Tudo sobre pecas de computadores!

**Shion~** · 2 de Agosto 2010

INTRODUÇÃO

PROCESSADORES:

O processador é o cérebro do micro, encarregado de processar a maior parte das informações. Ele é também o componente onde são usadas as tecnologias de fabricação mais recentes. O processador é o componente mais complexo e freqüentemente o mais caro,

mas ele não pode fazer nada sozinho. Como todo cérebro, ele precisa de um corpo, que é formado pelos outros componentes do micro, incluindo memória, HD, placa de vídeo e de rede, monitor, teclado e mouse. Dentro do mundo PC, tudo começou com o 8088,

lançado pela Intel em 1979 e usado no primeiro PC, lançado pela IBM em 1981.

Depois veio o 286, lançado em 1982, e o 386, lançado em 1985. O 386 pode ser considerado o primeiro processador moderno, pois foi o primeiro a incluir o conjunto de instruções básico, usado até os dias de hoje. O 486, que ainda faz parte das lembranças

de muita gente que comprou seu primeiro computador durante a década de 1990, foi lançado em 1989, mas ainda era comum encontrar micros com ele à venda até por volta de 1997. Depois entramos na era atual, inaugurada pelo Pentium, que foi lançado em 1993,

mas demorou alguns anos para se popularizar e substituir os 486.

Em 1997 foi lançado o Pentium MMX, que deu um último fôlego à plataforma. Depois, em 1997, veio o Pentium II, que usava um encaixe diferente e por isso era incompatível com as placas-mãe antigas. A AMD soube aproveitar a oportunidade, desenvolvendo o

K6-2, um chip com uma arquitetura similar ao Pentium II, mas que era compatível com as placas soquete 7 antigas. A partir daí as coisas passaram a acontecer mais rápido. Em 1999 foi lançado o Pentium III e em 2000 o Pentium 4, que trouxe uma arquitetura

bem diferente dos chips anteriores, otimizada para permitir o lançamento de processadores que trabalham a freqüências mais altas. O último Pentium III trabalhava a 1.0 GHz, enquanto o Pentium 4 atingiu rapidamente os 2.0 GHz, depois 3 GHz e depois 3.5

GHz. O problema é que o Pentium 4 possuía um desempenho por ciclo de clock inferior a outros processadores, o que faz com que a alta freqüência de operação servisse simplesmente para equilibrar as coisas.

A primeira versão do Pentium 4 operava a 1.3 GHz e, mesmo assim, perdia para o Pentium III de 1.0 GHz em diversas aplicações. Quanto mais alta a freqüência do processador, mais ele esquenta e mais energia consome, o que acaba se tornando um grande

problema. Quando as possibilidades de aumento de clock do Pentium 4 se esgotaram, a Intel lançou o Pentium D, uma versão dual-core do Pentium 4. Inicialmente os Pentium D eram caros, mas com o lançamento do Core 2 Duo eles caíram de preço e passaram a ser

usados até mesmo em micros de baixo custo.

Os Pentium D eram vendidos sob um sistema de numeração e não sob a freqüência real de clock. O Pentium D 820, por exemplo, opera a 2.8 GHz, enquanto o 840 opera a 3.2 GHz. Em 2003 a Intel lançou o Pentium M, um chip derivado da antiga arquitetura do

Pentium III, que consome pouca energia, esquenta pouco e mesmo assim oferece um excelente desempenho. Um Pentium M de 1.4 GHz chega a superar um Pentium 4 de 2.6 GHz em diversas aplicações. O Pentium M foi desenvolvido originalmente para ser usado em

notebooks, mas se mostrou tão eficiente que acabou sendo usado como base para o desenvolvimento da plataforma Core, usada nos processadores Core 2 Duo fabricados atualmente pela Intel. O Pentium 4 acabou se revelando um beco sem saída, descontinuado e

condenado ao esquecimento.

Paralelamente a todos esses processadores, temos o Celeron, uma versão mais barata, mas com um desempenho um pouco inferior, por ter menos cache ou outras limitações. Na verdade, o Celeron não é uma família separada de chips, mas apenas um nome

comercial usado nas versões mais baratas (com metade ou um quarto do cache) de vários processadores Intel. Existem Celerons baseados no Pentium II, Pentium III, Pentium 4, Pentium M e também o Celeron 4xx, que é uma versão single-core (e com menos cache)

do Core 2 Duo.

PLACA MÃE:

Também conhecida como "motherboard" ou "mainboard", a

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-mãe é, basicamente, a responsável pela interconexão de todas as peças que formam o

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. O HD, a memória, o teclado, o mouse, a

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de vídeo, enfim, praticamente todos os dispositivos, precisam ser

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à

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-mãe para formar o

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. Este artigo mostrará as características desse item tão

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.Visão geral das placas-mãe

As placas-mãe são desenvolvidas de forma que seja possível conectar todos os dispositivos quem compõem o computador. Para isso, elas oferecem conexões para o processador, para a memória RAM, para o HD, para os dispositivos de entrada e saída, entre outros.

A foto a seguir exibe uma placa-mãe. Trata-se de um modelo Soyo SY-KT880 Dragon 2. As letras apontam para os principais itens do produto, que são explicados nos próximos parágrafos. Cada placa-mãe possui características distintas, mas todas devem possibilitar a conexão dos dispositivos que serão citados no decorrer deste texto.

Item A - processador

O item A mostra o local onde o processador deve ser conectado. Também conhecido como socket, esse encaixe não serve para qualquer processador, mas sim para um modelo (ou para modelos) específico. Cada tipo de processador tem características que o diferenciam de outros modelos. Essas diferenças consistem na capacidade de processamento, na quantidade de memória cache, na tecnologia de fabricação usada, no consumo de energia, na quantidade de terminais (as "perninhas") que o processador tem, entre outros. Assim sendo, a placa-mãe deve ser desenvolvida para aceitar determinados processadores. A motherboard vista acima, por exemplo, é compatível com os processadores Duron, Athlon XP e Sempron (todos da fabricante AMD) que utilizam a forma de conexão conhecida por "Socket A". Assim sendo, processadores que utilizam outros sockets, como o Intel Pentium 4 ou o AMD Athlon 64 não se conectam a esta placa.

Por isso, na aquisição de um computador, deve-se escolher primeiro o processador e, em seguida, verificar quais as placas-mãe que são compatíveis. À medida que novos processadores vão sendo lançados, novos sockets vão surgindo.

É importante frisar que, mesmo quando um processador utiliza um determinado socket, ele pode não ser compatível com a placa-mãe relacionada. Isso porque o chip pode ter uma capacidade de processamento acima da suportada pela motherboard. Por isso, essa questão também deve ser verificada no momento da montagem de um computador.

Para saber mais sobre processadores,

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Item B - Memória RAM

O item B mostra os encaixes existentes para a memória RAM. Esse conector varia conforme o tipo. As placas-mãe mais antigas usavam o tipo de memória popularmente conhecido como SDRAM. No entanto, o padrão mais usado atualmente é o DDR (Double Data Rate), que também recebe a denominação de SDRAM II (termo pouco usado). A placa-mãe da imagem acima possui duas conexões (ou slots) para encaixe de memórias DDR.

As memórias também trabalham em velocidades diferentes, mesmo quando são do mesmo tipo. A placa-mãe mostrada acima aceita memórias DDR que trabalham a 266 MHz, 333 MHz e 400 MHz. Supondo que a motherboard só aceitasse velocidades de até 333 MHz, um pente de memória DDR que funciona a 400 MHz só trabalharia a 333 MHz nessa placa, o máximo suportado.

Em relação à capacidade, as memórias mais antigas ofereciam 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB, 64 MB, etc. Hoje, já é possível encontrar memórias que vão de 128 MB a 1 GB de capacidade. Enquanto você lê este texto, pode ser que o limite atual já esteja maior.

Para saber mais sobre memórias,

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. Para conhecer melhor a memória DDR,

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Item C - Slots de expansão

Para que seja possível conectar placas que adicionam funções ao computador, é necessário fazer uso de slots de expansão. Esses conectores permitem a conexão de vários tipos de dispositivos. Placas de vídeo, placas de som, placas de redes, modems, etc, são conectados nesses encaixes. Os tipos de slots mais conhecidos atualmente são o PCI (Peripheral Component Interconnect) - item C1 -, o AGP (Accelerated Graphics Port) - item C2 -, o CNR (Communications Network Riser) - item C3 - e o PCI Express (PCI-E). As placas-mãe mais antigas apresentavam ainda o slot ISA (Industry Standard Architecture).

A placa-mãe vista acima possui um slot AGP (usado exclusivamente por placas de vídeo), um slot CNR (usado para modems) e cinco slots PCI (usados por placas de rede, placas de som, modems PCI, etc). A tendência atual é que tanto o slot AGP quanto o slot PCI sejam substituídos pelo padrão PCI Express, que oferece mais recursos e possibilidades.

Para conhecer melhor os slots

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. Para saber a respeito do slot PCI Express,

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Item D - Plug de alimentação

O item D mostra o local onde deve-se encaixar o cabo da fonte que leva energia elétrica à placa-mãe. Para isso, tanto a placa-mãe como a fonte de alimentação devem ser do mesmo tipo. Existem, atualmente, dois padrões para isso: o ATX e o AT (este último saiu de linha, mas ainda é utilizado). A placa-mãe da foto usa o padrão ATX. É importante frisar que a placa-mãe sozinha consegue alimentar o processador, as memórias e a grande maioria dos dispositivos encaixados nos slots. No entanto, HDs, unidades de CD e DVD, drive de disquete e cooler (um tipo de ventilador acoplado ao processador que serve para manter sua temperatura em limites aceitáveis de uso) devem receber conectores individuais de energia.

Item E - Conectores IDE e drive de disquete

O item E2 mostra as entradas padrão IDE (Intergrated Drive Electronics) onde devem ser encaixados os cabos que ligam HDs e unidades de CD/DVD à placa-mãe. Esses cabos, chamados de "flat cables", podem ser de 40 vias ou 80 vias (grossamente falando, cada via seria um "fiozinho"), sendo este último mais eficiente. Cada cabo pode suportar até dois HDs ou unidades de CD/DVD, totalizando até quatro dispositivos nas entradas IDE. Note também que E1 aponta para o conector onde deve ser encaixado o cabo que liga o drive de disquete à motherboard.

Existe também, um tipo de HD que não segue o padrão IDE, mas sim o SATA (Serial ATA), como mostra a figura a seguir.

Para mais informações sobre HDs,

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. Para saber mais sobre SATA,

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Item F - BIOS e bateria

O item F2 aponta para o chip Flash-ROM e o F1, para a bateria que o alimenta. Esse chip contém um pequeno software chamado BIOS (Basic Input Output System), que é responsável por controlar o uso do hardware do computador e manter as informações relativas à hora e data. Cabe ao BIOS, por exemplo, emitir uma mensagem de erro quando o teclado não está conectado. Na verdade, quando isso ocorre, o BIOS está trabalhando em conjunto com o Post, um software que testa os componentes de hardware após o computador ser ligado.

Através de uma interface denominada Setup, também presente na Flash-ROM, é possível alterar configurações de hardware, como velocidade do processador, detecção de discos rígidos, desativação de portas USB, etc.

Como mostra a imagem abaixo, placas-mãe antigas usavam um chip maior para o BIOS.

Item G - Conectores de teclado, mouse, USB, impressora e outros

O item G aponta para a parte onde ficam localizadas as entradas para a conexão do mouse (tanto serial, quanto PS/2), teclado, portas USB, porta paralela (usada principalmente por impressoras), além de outros que são disponibilizados conforme o modelo da placa-mãe. Esses itens ficam posicionados de forma que, quando a motherboard for instalada em um gabinete, tais entradas fiquem imediatamente acessíveis pela parte traseira deste. A imagem abaixo mostra um outro modelo de placa-mãe da Soyo, a SY-P4VGM, desenvolvida para o processador Intel Pentium 4, que exibe esses conectores através de outro ângulo:

A disposição de entradas vista acima é semelhante em toda placa-mãe que segue o padrão ATX. No antigo padrão AT, esse posicionamento é de outra forma e alguns conectores são diferentes.

H - Furos de encaixe

Para evitar danos, a placa-mãe deve ser devidamente presa ao gabinete. Isso é feito através de furos (item H) que permitem o encaixe de espaçadores e parafusos. Para isso, é necessário que a placa-mãe seja do mesmo padrão do gabinete. Se este for AT, a placa-mãe deverá também ser AT. Se for ATX (o padrão atual), a motherboard também deverá ser, do contrário o posicionamento dos locais de encaixe serão diferentes para a placa-mãe e para o gabinete.

I - Chipset

O chipset é um chip responsável pelo controle de uma série de itens da placa-mãe, como acesso à memória, barramentos e outros. Principalmente nas placas-mãe atuais, é bastante comum que existam dois chips para esses controles: Ponte Sul (I1) e Ponte Norte (I2):

Ponte Sul (South Bridge): este geralmente é responsável pelo controle de dispositivos de entrada e saída, como as interfaces IDE ou SATA. Placas-mãe que possuem som onboard (visto adiante), podem incluir o controle desse dispositivo também na Ponte Sul;

Ponte Norte (North Bridge): este chip faz um trabalho "mais pesado" e, por isso, geralmente requer um dissipador de calor para não esquentar muito. Repare que na foto da placa-mãe em que esse chip é apontado, ele, na verdade, está debaixo de uma estrutura metálica. Essa peça é dissipador. Cabe à Ponte Norte as tarefas de controle do FSB (Front Side Bus - velocidade na qual o processador se comunica com a memória e com componentes da placa-mãe), da freqüência de operação da memória, do barramento AGP, etc.

Os chipsets não são desenvolvidos pelas fabricantes das placas-mãe e sim por empresas como VIA Technologies, SiS e Intel (esta é uma exceção, já que fabrica motherboards também). Assim sendo, é comum encontrar um mesmo chipset em modelos concorrentes de placa-mãe.

Placas-mãe onboard

"Onboard" é o termo empregado para distinguir placas-mãe que possuem um ou mais dispositivos de expansão integrados. Por exemplo, há modelos que têm placa de vídeo, placa de som, modem ou placa de rede na própria placa-mãe. A motherboard estudada neste artigo possui placa de som (C-Media CMI9761A 6-channel) e placa de rede (VIA VT6103 10/100 Mbps Ethernet) integradas, ou melhor, onboard. Por esta razão, os conectores desses dispositivos ficam juntos às entradas mostradas no item G, visto anteriormente.

A vantagem de se utilizar modelos onboard é a redução de custo do computador, uma vez que deixa-se de comprar determinados dispositivos porque estes já estão incluídos na placa-mãe. No entanto, é necessário ter cuidado: quanto mais itens onboard uma placa-mãe tiver, mais o desempenho do computador será comprometido. Isso porque o processador acaba tendo que executar as tarefas dos dispositivos integrados. Na maioria dos casos, placas de som e rede onboard não influenciam significantemente no desempenho, mas placas de vídeo e modems sim.

As placas de vídeo, mesmo os modelos mais simples, possuem um chip gráfico que é responsável pela geração de imagens. Este, por sua vez, requer memória para tal, principalmente quando trata imagens em 3D. Uma placa de vídeo onboard, mesmo quando acompanhada de um chip gráfico integrado, acaba "tomando atenção" do processador, além de usar parte da memória RAM.

FONTE:

A fonte de alimentação é o dispositivo responsável por fornecer energia elétrica aos componentes de um

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. Portanto, é um tipo de equipamento que deve ser escolhido e manipulado com cuidado, afinal, qualquer equívoco pode resultar em provimento inadequado de eletricidade ou em danos à máquina. É por esse motivo que o InfoWester apresenta este artigo. Nele, você conhecerá as principais características das fontes, como tensão, potência, PFC, eficiência, tipos de conectores, entre outros. O foco do artigo serão as fontes do tipo ATX, por esse ser o tipo mais popular. Vamos lá?

Tipos de fontes de alimentação

Como já dito, as fontes de alimentação são equipamentos responsáveis pelo fornecimento de energia elétrica aos dispositivos dos

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. Para isso, convertem corrente alternada (AC - Alternating Current) - grossamente falando, a energia recebida por meio de geradores, como uma hidroelétrica - em corrente contínua (DC - Direct Current), uma tensão apropriada para uso em aparelhos eletrônicos. Assim, a energia que chega nas tomadas da sua casa em 110 V (Volts) ou 220 V é transformada em tensões como 5 V e 12 V.

Os

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usam fontes de alimentação do tipo chaveada. Trata-se de um padrão que faz uso de capacitores e indutores no processo de conversão de energia e recebe esse nome por possuir, grossamente falando, um

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de chaveamento que "liga e desliga" a

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de energia de forma a gerar e fixar uma tensão de saída. Há também uma categoria chamada fonte linear, mas esse tipo não se mostra adequado aos computadores por vários motivos, entre eles, tamanho físico e peso elevado, além de menor eficiência (conceito que será explicado neste texto), uma vez que fontes chaveadas utilizam um "excesso" de energia para manter sua tensão de saída, gerando também mais

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. Nas fontes chaveadas isso não ocorre porque esse tipo simplesmente desativa o fluxo de energia em vez de dissipar a "sobra". Além disso, fontes chaveadas também exigem menor consumo, pois utilizam praticamente toda a energia que "entra" no dispositivo.

Fonte de alimentação ATX - Imagem por

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Por se tratar de um equipamento que gera campo eletromagnético (já que é capaz de trabalhar com frequências altas), as fontes devem ser blindadas para evitar interferência em outros aparelhos e no próprio computador.

Antes de ligar seu computador na rede elétrica, é de extrema importância verificar se o seletor de voltagem da fonte de alimentação corresponde à tensão da tomada (no Brasil, 110 V ou 220 V). Se o seletor estiver na posição errada, a fonte poderá ser danificada, assim como outros componentes da máquina. Menos comuns, há modelos de fontes que são capazes de fazer a seleção automaticamente.

Padrões de fontes de alimentação

Assim como qualquer tecnologia produzida por mais de um fabricante, as fontes de alimentação devem ser fornecidas dentro de padrões estabelecidos pela indústria de forma a garantir sua compatibilidade com outros dispositivos e o seu funcionamento regular. No caso das fontes, o padrão mais utilizado nos dias de hoje é o ATX (Advanced Tecnology Extendend), que surgiu em meados de 1996 e que também especifica formatos de gabinetes de computadores e de

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.

Com essa padronização, uma pessoa saberá que, ao montar uma computador, a placa-mãe se encaixará adequadamente no gabinete da máquina, assim como a fonte de alimentação. Também haverá certeza de provimento de certos recursos, por exemplo: as fontes ATX são capazes de fornecer tensão de 3,3 V, característica que não existia no padrão anterior, o AT (Advanced Tecnology). O padrão ATX, na verdade, é uma evolução deste último, portanto, adiciona melhorias em pontos deficientes do AT. Isso fica evidente, por exemplo, no conector de alimentação da placa-mãe: no padrão AT, esse plugue era dividido em dois, podendo facilmente fazer com que o usuário os invertesse e ocasionasse danos. No padrão ATX, esse conector é uma peça única e só possível de ser encaixada de uma forma, evitando problemas por conexão incorreta.

As fontes ATX também trouxeram um recurso que permite o desligamento do computador por software. Para isso, as fontes desse tipo contam com um sinal TTL (Transistor-Transistor Logic) chamado PS_ON (Power Supply On). Quando está ligada e em uso, a placa-mãe mantém o PS_ON em nível baixo, como se o estive deixando em um estado considerado "desligado". Se a placa-mãe estiver em desuso, ou seja, não estiver recebendo as tensões, deixa de gerar o nível baixo e o PS_ON fica em nível alto. Esse sinal pode mudar seu nível quando receber ordens de ativação ou desativação de determinados recursos, por exemplo:

- Soft Power Control: usado para ligar ou desligar a fonte por software. É graças a esse recurso que o sistema operacional consegue desligar o computador sem que o usuário tenha que apertar um botão para isso;

- Wake-on-LAN: permite ligar ou desligar a fonte por placa de rede.

O sinal PS_ON depende da existência de outro: o sinal +5 VSB ou Standby. Como o nome indica, esse sinal permite que determinados circuitos sejam alimentados quando as tensões em corrente contínua estão suspensas, mantendo ativa apenas a tensão de 5 V. Em outras palavras, esse recurso é o que permite ao computador entrar em "modo de descanso". É por isso que a

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ou o

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, por exemplo, pode ser desativado e o computador permanecer ligado.

Há também outro sinal importante chamado Power Good que tem a função de comunicar à máquina que a fonte está apresentando funcionamento correto. Se o sinal Power Good não existir ou for interrompido, geralmente o computador desliga automaticamente. Isso ocorre porque a interrupção do sinal indica que o dispositivo está operando com voltagens alteradas e isso pode danificar permanentemente um componente. O Power Good é capaz de impedir o funcionamento de chips enquanto não houver tensões aceitáveis. Esse sinal, na verdade, existe desde padrão AT. No caso do padrão ATX, sua denominação é PWR_OK (Power Good OK) e sua existência se refere às tensões de +3,3 V e de +5 V.

Como se trata de uma padrão relativamente antigo, o ATX passou - e passa - por algumas mudanças para se adequar a necessidades que foram - e vão - aparecendo por conta da evolução tecnológica de outros dispositivos. Com isso, surgiram várias versões:

- ATX12V 1.x: essa nova especificação surgiu em meados de 2000 e consiste, basicamente, em um conector adicional de 12 V formado por 4 pinos, e outro, opcional, de 6 pinos e tensão de 3,3 V ou 5 V. Essa versão foi sofrendo pequenas revisões ao longo do tempo. A última, a 1.3, teve como principal novidade a implementação de um conector de energia para dispositivos

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;

- ATX12V 2.x: série de revisões que lançou um conector para a placa-mãe de 24 pinos (até então, o padrão era 20 pinos) e adicionou, na versão 2.2, um plugue para placas de vídeo que usam o

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, recurso necessário devido ao alto consumo de energia desses dispositivos. Neste padrão, o conector opcional de 6 pinos foi removido;

- EPS12V: especificação muito parecida com a série ATX12V 2.x, definida pela

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(Server System Infrastructure) inicialmente para ser aplicada em servidores. Seu principal diferencial é a oferta de um conector adicional de 8 pinos (que pode ser uma combinação de dois conectores de 4 pinos) e um opcional de 4. Para atender de forma expressiva o mercado, muitos fabricantes oferecem fontes que são, ao mesmo tempo, ATX12V v2.x e EPS12V.

Vale frisar que há ainda vários outros formatos menos comuns para atender determinadas necessidades, como variações do ATX (EATX, microATX, etc), EBX, ITX (e suas versões), entre outros.

Com tantos padrões, você pode estar se perguntando qual escolher, não é mesmo? Essa decisão pode ser mais fácil do que parece. Via de regra, se você está montando um computador novo, com componentes totalmente recentes, basta escolher o último padrão disponível, que muito provavelmente será o mais fácil de se encontrar no mercado. Em caso de dúvida, basta consultar a descrição de sua placa-mãe para ver qual padrão ela utiliza e checar se a fonte pela qual você se interessa oferece suporte a essa especificação.

Tensões das fontes de alimentação

Os dispositivos que compõem um computador são tão variados que requerem níveis diferentes de tensão para o seu funcionamento. Por isso, as fontes de alimentação fornecem, essencialmente, as seguintes tensões: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V e -12 V (as antigas fontes AT não oferecem a tensão de +3,3 V). As saídas de +3,3 V e +5 V são mais direcionadas a dispositivos menores, como chips de memória. A tensão de +12 V é utilizada por dispositivos que consomem mais energia, tais como aqueles que contam com "motores", como HDs (cujo motor é responsável por girar os discos) e drives de DVD ou

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(que possuem motores para abrir a gaveta e para girar o disco). As tensões de -5 V e -12 V são pouco utilizadas - serviam ao antigo

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, por exemplo.

É claro que há dispositivos que exigem voltagens menores.

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do tipo DDR3, por exemplo, podem trabalhar com +1,5 V. Para esses casos, a placa-mãe conta com reguladores que convertem uma saída de voltagem da fonte de alimentação para a tensão necessária ao componente em questão.

Potência das fontes de alimentação

Esse é o aspecto mais considerado por qualquer pessoa na hora de comprar uma fonte. E deve ser mesmo. Se adquirir uma fonte com potência mais baixa que a que seu computador necessita, vários problemas podem acontecer, como desligamento repentino da máquina ou reinicializações constantes. O ideal é optar por uma fonte que ofereça uma certa "folga" neste aspecto. Mas escolher uma requer alguns cuidados.

O principal problema está no fato de que algumas fontes, principalmente as de baixo custo, nem sempre oferecem toda a potência que é descrita em seu rótulo. Por exemplo, uma fonte de alimentação pode ter em sua descrição 500 W (Watts) de potência, mas em condições normais de uso pode oferecer, no máximo 400 W. Acontece que o fabricante pode ter atingindo a capacidade de 500 W em testes laboratoriais com temperaturas abaixo das que são encontradas dentro do computador ou ter informado esse número com base em cálculos duvidosos, por exemplo. Por isso, no ato da compra, é importante se informar sobre a potência real da fonte.

Para isso, é necessário fazer um cálculo que considera alguns aspectos, sendo o mais importante deles o conceito de potência combinada. Antes de compreendermos o que isso significa, vamos entender o seguinte: como você já viu, no que se refere às fontes ATX, temos as seguintes saídas: +3,3 V, +5 V, +12 V, -5 V e -12 V. Há mais uma chamada de +5 VSB (standby). O fabricante deve informar, para cada uma dessas saídas, o seu respectivo valor de corrente, que é medido em ampères (A). A definição da potência de cada saída é então calculada multiplicando o valor em volts pelo número de ampères. Por exemplo, se a saída de +5 V tem 30 A, basta fazer 5x30, que é igual a 150. A partir daí, resta fazer esse cálculo para todas as saídas e somar todos os resultados para conhecer a potência total da fonte, certo? Errado! Esse, aliás, é um dos cálculos duvidosos que alguns fabricantes usam para "maquiar" a potência de suas fontes.

É aí que entra em cena a potência combinada. As saídas de +3,3 V e +5 V são combinadas, assim como todas as saídas de +12 V. A potência máxima de cada uma só é possível de ser alcançada quando a saída "vizinha" não estiver em uso. Ou seja, no exemplo anterior, a potência da saída de +5 V só seria possível se a tensão de +3,3 V não fosse utilizada. Há ainda outro detalhe: uma outra medida de potência combinada considera os três tipos de saída mencionados: +3,3 V, +5 V, +12 V. Esse valor é então somado com as potências das saídas de -12 V (note que o sinal de negativo deve ser ignorado no cálculo) e +5 VSB. Daí obtém-se a potência total da fonte.

Para facilitar na compreensão, vamos partir para um exemplo. Vamos considerar uma fonte cujo rótulo informa o seguinte:

Tensões =>

+3,3 V

+5 V

+12 V (1)

+12 V (2)

-12 V

+5 VSB

Carga

28 A

30 A

22 A

0,6 A

3 A

Potência combinada

160 W

384 W

7,2 W

15 W

477,8 W

22,2 W

500 W

Observe que a potências combinada das tensões +3,3 V, + 5 V e +12 V é de 477,8 W, que é somada com a potência das saídas de - 12 V e +5 VSB, que é 22,2 W (7,2 + 15). Assim, a fonte tem 500 W de potência total. Mas aqui vai uma dica: no ato da compra, observe se as saídas de +12 V (sim, geralmente há mais de uma) fornecem uma potência combinada razoável. Essa é mais importante porque consiste na tensão que é utilizada pelos dispositivos que mais exigem energia, como o processador e a placa de vídeo. No nosso exemplo, esse valor é de 384 W.

Rótulo descritivo na lateral de uma fonte ATX

Mas você deve estar se perguntando: como saber a potência adequada para o meu computador? Você já sabe que terá problemas se adquirir uma fonte com potência insuficiente. Por outro lado, se comprar uma fonte muito poderosa para uma PC que não precisa de tudo isso, vai ser como comprar um ônibus para uma família de 5 pessoas. A tabela a seguir pode te ajudar nisso. Ela fornece uma estimativa do quanto os principais componentes de um computador podem consumir:

Item

Consumo

Processadores medianos e top de linha

60 W - 110 W Processadores econômicos 30 W - 80 W Placa-mãe 20 W - 100 W HDs e drives de DVD ou Blu-ray 25 W - 35 W Placa de vídeo com instruções em 3D 35 W - 110 W Módulos de memória 2 W - 10 W Placas de expansão (placa de rede, placa de som, etc) 5 W - 10 W Cooler 5 W - 10 W Teclado e mouse 1 W - 15 W Como já dito, processadores e placas de vídeo são os dispositivos que mais exigem energia. Para piorar a situação, essa medida pode variar muito de modelo para modelo. Por isso, é importante consultar as especificações desses itens para conhecer suas médias de consumo. Suponha, por exemplo, que você tenha escolhido a seguinte configuração:

Processador 95 W HD (cada) 25 W + 25 W Drive de DVD 25 W Placa de vídeo 3D 80 W Mouse óptico + teclado 10 W Total 260 W Veja que o total é de 260 W, sem considerar outros itens, como placas-mãe, pentes de memória, etc. Neste caso, uma fonte com pelo menos 400 W reais seria o ideal (lembre-se da dica de sempre contar com uma "folga").

Eficiência das fontes de alimentação

Esse é outro aspecto de extrema importância na hora de escolher uma fonte. Em poucas palavras, a eficiência é uma medida percentual que indica o quanto de energia da rede elétrica, isto é, da corrente alternada, é efetivamente transformada em corrente contínua. Para entender melhor, vamos a um rápido exemplo: suponha que você tenha um computador que exige 300 W, mas a fonte está extraindo 400 W. A eficiência aqui é então de 75%. Os 100 W a mais que não são utilizados são eliminados em forma de calor.

Com base nisso, perceba o seguinte: quanto maior a eficiência da fonte, menor é o calor gerador e menor é o desperdício de energia, fazendo bem para o seu bolso e evitando que seu computador tenha algum problema causado por aquecimento excessivo. Por isso que eficiência é um fator muito importante a ser considerado. Fontes de maior qualidade tem eficiência de pelo menos 80%, portanto, estas são as mais indicadas. Fontes com eficiência entre 70% e 80% são até aceitáveis, mas abaixo disso não são recomendadas.

Power Factor Correction (PFC)

O PFC (Power Factor Correction ou, em bom português, Fator de Correção de Potência) é, em poucas palavras, um meio de permitir o máximo de otimização possível na distribuição de energia. Vamos entender melhor: dispositivos constituídos por motores, transformadores, reatores, entre outros, lidam com dois tipos de energia: ativa e reativa. A diferença básica entre ambos é que a energia reativa é aquela que é utilizada apenas para magnetizar determinados componentes dos motores, transformadores, etc.

A questão é que o excesso de energia reativa pode causar vários problemas, como aquecimento, sobrecarga, entre outros. Isso acontece porque a energia reativa não é energia de "trabalho", cabendo à energia ativa esse papel, mas pode utilizar recursos que poderiam ser dedicados a esta última. Por isso, quanto menos energia reativa for usada, melhor.

Uma maneira de medir o uso de energia reativa é comparando-a com a energia ativa. Isso se chama Fator de Potência. A medição é feita analisando valores entre 0 e 1. Quanto mais próximo de 1, menor é a utilização de energia reativa. Pelo menos em aplicações industriais, o ideal é que o fator de potência seja de, pelo menos, 0,92.

Nas fontes de alimentação, o Fator de Correção de Potência é utilizado para manter essa relação em patamares aceitáveis. Há dois tipos de mecanismos para isso: PFC ativo e PFC passivo. O primeiro faz uso de componentes que conseguem deixar o fator de potência em 0,95 ou mais - pelo menos teoricamente - e que também conseguem reduzir interferências. O segundo tipo, por sua vez, é menos eficiente, pois utiliza componentes que não conseguem oferecer um "equilíbrio" tão otimizado quanto o PFC ativo. O fator de potência de fontes com PFC passivo fica em torno de 0,80, mas modelos de menor qualidade podem chegar a 0,60.

É evidente que fontes com PFC ativo são mais recomendadas, mesmo porque estas podem oferecer um recurso bastante interessante: seleção automática de voltagem. Note, no entanto, que em termos de benefícios para o usuário final, o PFC é vantajoso em seus aspectos de proteção. Não há relevância em termos de economia de energia, por exemplo. Fabricantes passaram a adotar esse recurso mais por determinação de autoridades reguladoras de alguns países.

Conectores das fontes de alimentação

As imagens a seguir mostram os principais conectores existentes em uma fonte ATX, começando pelo conector que é ligado à placa-mãe:

A foto acima mostra um conector de placa-mãe com 24 pinos, sendo que uma parte, com 4 pinos, é separada. Isso existe para garantir compatibilidade com placas-mãe que utilizam conectores de 20 pinos. Na imagem abaixo, é possível ver seu respectivo encaixe na placa-mãe:

A imagem abaixo mostra um conector utilizado em dispositivos como HDs e unidades de CD/DVD que utilizam a

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, também conhecida como IDE. Esse padrão está caindo em desuso, pois foi substituído pelas especificações SATA:

Na figura abaixo é possível ver o encaixe desse conector na parte traseira de um HD:

Por sua vez, a imagem abaixo mostra um conector utilizado em unidades de disquetes. Esse dispositivo também caiu em desuso, portanto, trata-se de um conector que tende a desaparecer:

Vemos abaixo um conector de energia do atual padrão

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:

Na foto seguinte, o encaixe SATA na parte traseira de um disco rígido:

Chamado de ATX12V, o conector visto abaixo conta com 4 pinos, deve ser encaixado na placa-mãe e geralmente tem a função de fornecer alimentação elétrica para o processador. Há uma versão mais atual, denominada EPS12V, que utiliza 8 pinos e que pode ser formada também pela união de dois conectores de 4 pinos:

Na figura seguinte, o encaixe na placa-mãe do conector da imagem anterior:

Ventoinha das fontes

Ao pegar uma fonte de alimentação, você vai perceber que ela possui uma ventoinha, isto é, um "ventilador" que tem a função de retirar o ar quente proveniente do calor que é gerado dentro do computador. Para o usuário, esse é um aspecto que é importante de ser analisado por um simples motivo: barulho. Boa parte das fontes disponíveis no mercado, principalmente as de baixo de custo, utilizam uma ventoinha que fica em sua parte traseira, geralmente de 80 mm, de forma que é possível visualizá-la ao olhar a parte de trás da máquina. Por outro lado, há modelos de fonte que utilizam uma ventoinha maior, quase sempre de 120 mm, que fica instalada na parte de baixo, de forma que só é possível vê-la com a abertura do gabinete da máquina, como mostra a imagem a seguir:

A vantagem de utilizar um fonte deste último tipo é que a ventoinha é maior, portanto, requer um número menor de rotações para direcionar o fluxo de ar. Dessa forma, essa fonte também consegue ser mais silenciosa.

Modelos mais sofisticados também contam com um sensor de temperatura que é capaz de acelerar a rotação das ventoinhas em caso de aumento de calor. Esse recurso é interessante não só por oferecer proteção contra aumento excessivo de temperatura, como também por servir de alerta de que alguma coisa está atrapalhando a circulação de ar necessária para o bom funcionamento da máquina.

MEMORIA RAM:

A memória RAM é um componente essencial não apenas nos PCs, mas em qualquer tipo de computador. Por mais que exista espaço de armazenamento disponível, na forma de um HD ou memória flash, é sempre necessária uma certa quantidade de memória RAM e,

naturalmente, quanto mais melhor.

Graças ao uso da memória swap, é possível rodar a maioria dos sistemas operacionais modernos com quantidades relativamente pequenas de memória. No caso do Linux, é possível inicializar uma instalação enxuta (em modo texto, com pouca coisa além do

Kernel e o interpretador de comandos) com apenas 4 MB de memória. O problema é que com pouca memória o sistema fica extremamente lento, como qualquer um que já tentou usar o Windows XP ou uma distribuição Linux recente, com o Gnome ou KDE em um PC com

menos de 128 MB de memória pode dizer. :)

A sigla "RAM" vem de "Random Access Memory", ou "memória de acesso aleatório", indicando a principal característica da memória RAM, que é o fato de permitir o acesso direto a qualquer um dos endereços disponíveis e de forma bastante rápida.

Ao carregar um programa, ele é lido no HD (ou outra mídia de armazenamento) e é transferido para a memória RAM, para só então ser executado pelo processador. A memória RAM oferece tempos de acesso brutalmente mais baixos que o HD e trabalha com taxas

de transferência muito mais altas, mas possui a desvantagem de perder os dados armazenados quando o micro é desligado, daí a necessidade de salvar os arquivos periodicamente.

É também por causa disso que o processo de boot é refeito cada vez que você liga o micro. Durante o boot, o sistema operacional, drivers, bibliotecas e aplicativos são novamente copiados para a memória, junto com suas configurações e preferências.

A única forma de evitar repetir o demorado processo de boot é manter a memória RAM ativa, ou salvar seu conteúdo no HD, recuperando-o no próximo boot. Essas são as estratégias usadas pelas opções de suspender e hibernar, disponíveis tanto no Windows

quanto em várias distribuições Linux.

Ao suspender, a maioria dos componentes do sistema são desligados, incluindo o HD, a placa de vídeo e a maior parte dos componentes da placa-mãe. Mesmo o processador entra em um estágio de baixo consumo, onde a maior parte dos componentes internos são

desativados e o clock é reduzido. Praticamente, os únicos componentes que continuam realmente ativos são os módulos de memória. Graças a isso o PC acaba consumindo (geralmente) menos de 20 watts de energia e pode voltar ao estágio original muito

rapidamente.

Ao hibernar, o conteúdo da memória RAM é copiado para uma área reservada do HD e o micro é desligado. Ao ligar novamente, o conteúdo da memória é restaurado e temos o sistema de volta, sem precisar passar pelo processo normal de boot. O problema da

hibernação é que a restauração demora muito mais tempo, já que é necessário ler 512 MB, 1 GB ou mesmo 4 GB de dados (equivalentes à quantidade de memória RAM instalada) a partir do HD, o que muitas vezes demora mais do que um boot completo. :)

Num chip de memória DRAM, cada bit é formado pelo conjunto de um transístor e um capacitor. O transístor controla a passagem da corrente elétrica, enquanto o capacitor a armazena por um curto período. Quando o capacitor contém um impulso elétrico,

temos um bit 1 e quando ele está descarregado, temos um bit 0.

Quando falo em "capacitor", tenha em mente que não estamos falando em nada similar aos capacitores eletrolíticos da placa-mãe. Os "capacitores" usados nos chips de memória são extremamente pequenos e simples, basicamente dois pequenos blocos de metal

ligados ao transístor, que conservam o impulso elétrico por apenas uma fração de segundo.

Para evitar a perda dos dados, a placa-mãe inclui um circuito de refresh, que é responsável por regravar o conteúdo da memória várias vezes por segundo (a cada 64 milessegundos ou menos), algo similar ao que temos num monitor CRT, onde o canhão de

elétrons do monitor precisa atualizar a imagem várias vezes por segundo para evitar que as células de fósforo percam seu brilho.

O processo de refresh atrapalha duplamente, pois consome energia (que acaba sendo transformada em calor, contribuindo para o aquecimento do micro) e torna o acesso à memória mais lento. Apesar disso, não existe muito o que fazer, pois a única solução

seria passar a usar memória SRAM, que é absurdamente mais cara.

A principal diferença é que na memória SRAM cada célula é formada por 4 ou 6 transístores, em vez de apenas um. Dois deles controlam a leitura e gravação de dados, enquanto os demais formam a célula que armazena o impulso elétrico (a célula continua

armazenando um único bit). As memórias SRAM são muito mais rápidas e não precisam de refresh, o que faz com que também consumam pouca energia. Além de ser usada como memória cache, a memória SRAM é muito usada em palmtops e celulares, onde o consumo

elétrico é uma questão crítica.

Seria perfeitamente possível construir um PC que usasse memória SRAM como memória principal, mas o custo seria proibitivo. Foi por causa do custo que as memórias DRAM passaram a ser utilizadas em primeiro lugar.

Mesmo utilizando um único transístor por bit, os módulos de memória RAM são formados por um número assustador deles, muito mais que os processadores e outros componentes. Um módulo de memória de 1 GB, por exemplo, é formado geralmente por 8 chips de 1

gigabit cada um (8 gigabits = 1 gigabyte). Cada chip possui então mais de 1 bilhão de transístores e capacitores e o módulo inteiro acumula mais de 8 bilhões de conjuntos.

Apesar dessa brutal quantidade de transistores, os chips de memória são relativamente simples de se produzir, já que basta repetir a mesma estrutura indefinidamente. É muito diferente de um processador, que além de ser muito mais complexo, precisa ser

capaz de operar a freqüências muito mais altas.

No final das contas, a memória RAM funciona como uma mesa de trabalho, cujo conteúdo é descartado a cada boot. Temos em seguida o disco rígido, também chamado de hard disk (o termo em Inglês), HD ou até mesmo de "disco duro" pelos nossos primos lusitanos. Ele serve como unidade de armazenamento permanente, guardando dados e programas. O HD armazena os dados em discos magnéticos que mantêm a gravação por vários anos. Os discos giram a uma grande velocidade e um conjunto de cabeças de leitura, instaladas em um braço móvel faz o trabalho de gravar ou acessar os dados em qualquer posição nos discos. Junto com o CD-ROM, o HD é um dos poucos componentes mecânicos ainda usados nos micros atuais e, justamente por isso, é o que normalmente dura menos tempo (em média de três a cinco anos de uso contínuo) e que inspira mais cuidados.

HD:

Mecanismo interno do HD

Na verdade, os discos magnéticos dos HDs são selados, pois a superfície magnética onde são armazenados os dados é extremamente fina e sensível. Qualquer grão de poeira que chegasse aos discos poderia causar danos à superfície, devido à enorme velocidade de rotação dos discos. Fotos em que o HD aparece aberto são apenas ilustrativas, no mundo real ele é apenas uma caixa fechada sem tanta graça.

Apesar disso, é importante notar que os HDs não são fechados hermeticamente, muito menos a vácuo, como muitos pensam. Um pequeno filtro permite que o ar entra e saia, fazendo com que a pressão interna seja sempre igual à do ambiente. O ar é essencial para o funcionamento do HD, já que ele é necessário para criar o "colchão de ar" que evita que as cabeças de leitura toquem os discos.

Tradicionalmente, o sistema operacional era sempre instalado no HD antes de poder ser usado. Enquanto está trabalhando, o sistema precisa freqüentemente modificar arquivos e configurações, o que seria impossível num CD-ROM, já que os dados gravados nele não podem ser alterados.

Isso mudou com o aparecimento do Knoppix, Kurumin e outras distribuições Linux que rodam diretamente do CD-ROM. Neste caso, um conjunto de modificações "enganam" o sistema, fazendo com que ele use a maior parte dos arquivos (os que não precisam ser alterados) a partir do CD-ROM, e o restante (os que realmente precisam ser alterados) a partir da memória RAM.

Isto tem algumas limitações: as configurações são perdidas ao desligar (a menos que você as salve em um pendrive ou em uma pasta do HD), pois tudo é armazenado na memória RAM, cujo conteúdo é sempre perdido ao desligar o micro.

Mas, voltando à função do HD, imagine que, como a memória RAM é cara, você compra sempre uma quantidade relativamente pequena, geralmente de 512 MB a 2 GB, de acordo com a aplicação a que o micro se destina e ao seu bolso. Por outro lado, você dificilmente vai encontrar um HD com menos que 80 ou 120 GB à venda. Ou seja, temos centenas de vezes mais espaço no HD do que na memória RAM.

Bem antigamente, nos anos 80, época dos primeiros PCs, você só podia rodar programas que coubessem na memória RAM disponível. Naquela época, a memória RAM era muito mais cara que hoje em dia, então o mais comum era usar 256 ou 512 KB (sim, kbytes, duas mil vezes menos que usamos hoje, tempos difíceis aqueles :). Os mais abonados tinham dinheiro para comprar um megabyte inteiro, mas nada além disso.

Se você quisesse rodar um programa com mais de 256 KB, tinha que comprar mais memória, não tinha conversa. Sem outra escolha, os programadores se esforçavam para deixar seus programas o mais compactos possíveis para que eles rodassem nos micros com menos memória.

Mais tarde, quando a Intel estava desenvolvendo o 386, foi criado o recurso de memória virtual, que permite simular a existência de mais memória RAM, utilizando espaço do HD. A memória virtual pode ser armazenada em um arquivo especialmente formatado no HD, ou em uma partição dedicada (como no caso do Linux) e a eficiência com que ela é usada varia bastante de acordo com o sistema operacional, mas ela permite que o sistema continue funcionando, mesmo com pouca memória disponível.

O problema é que o HD é muito mais lento que a memória RAM. Enquanto um simples módulo DDR2-533 (PC2-4200) comunica-se com o processador a uma velocidade teórica de 4200 megabytes por segundo, a velocidade de leitura sequencial dos HDs atuais (situação em que o HD é mais rápido) dificilmente ultrapassa a marca dos 100 MB/s.

Existe um comando no Linux que serve para mostrar de forma rápida o desempenho do HD, o "hdparm". Quando o rodo no meu micro, que usa um HD SATA relativamente recente, ele diz o seguinte:

# hdparm -t /dev/sda

/dev/sda: Timing buffered disk reads: 184 MB in 3.02 seconds = 60.99 MB/sec

No Windows, você pode medir a taxa de leitura sequencial do HD usando o HD Tach, disponível no

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Não se surpreenda com o resultado. Como disse, o HD é muito lento se comparado à memória.

Para piorar as coisas, o tempo de acesso do HD (o tempo necessário para localizar a informação e iniciar a transferência) é absurdamente mais alto que o da memória RAM. Enquanto na memória falamos em tempos de acesso inferiores a 10 nanosegundos (milionésimos de segundo), a maioria dos HDs trabalha com tempos de acesso superiores a 10 milissegundos. Isso faz com que o desempenho do HD seja muito mais baixo ao ler pequenos arquivos espalhados pelo disco, como é o caso da memória virtual. Em muitas situações, o HD chega ao ponto de não ser capaz de atender a mais do que duas ou três centenas de requisições por segundo.

A fórmula é simples: quanto menos memória RAM, mais memória swap (memória virtual) é usada e mais lento o sistema fica. O processador, coitado, não pode fazer nada além de ficar esperando a boa vontade do HD em mandar à conta-gotas os dados de que ele precisa para trabalhar. Ou seja, quando você compra um micro com um processador de 3 GHz e 256 MB de RAM, você está literalmente jogando dinheiro no lixo, pois o processador vai ficar boa parte do tempo esperando pelo HD. Vender micros novos com 256, ou pior, com apenas 128 MB de RAM, é uma atrocidade que deveria ser classificada como crime contra a humanidade. ;)

Por outro lado, quando você tem instalado mais memória do que o sistema realmente precisa, é feito o inverso. Ao invés de copiar arquivos da memória para o HD, arquivos do HD, contendo os programas, arquivos e bibliotecas que já foram anteriormente abertos é que são copiados para a memória, fazendo com que o acesso a eles passe a ser instantâneo. Os programas e arquivos passam a ser abertos de forma gritantemente mais rápida, como se você tivesse um HD muito mais rápido do que realmente é.

Esse recurso é chamado de cache de disco e (sobretudo no Linux) é gerenciado de forma automática pelo sistema, usando a memória disponível. Naturalmente, o cache de disco é descartado imediatamente quando a memória precisa ser usada para outras coisas. Ele é apenas uma forma de aproveitar o excedente de memória, sem causar nenhum efeito desagradável.

Ironicamente, a forma mais eficiente de melhorar o desempenho do HD, na maioria das aplicações, é instalar mais memória, fazendo com que uma quantidade maior de arquivos possa ser armazenada no cache de disco. É por isso que servidores de arquivos, servidores proxy e servidores de banco de dados costumam usar muita memória RAM, em muitos casos 4 GB ou mais.

Uma outra forma de melhorar o desempenho do HD é usar RAID, onde dois ou quatro HDs passam a ser acessados como se fossem um só, multiplicando a velocidade de leitura e gravação. Esse tipo de RAID, usado para melhorar o desempenho, é chamado de RAID 0. Existe ainda o RAID 1, onde são usados dois HDs, mas o segundo é uma cópia exata do primeiro, que garante que os dados não sejam perdidos no caso de algum problema mecânico em qualquer um dos dois. O RAID tem se tornado um recurso relativamente popular, já que atualmente a maioria das placas-mãe já vêm com controladoras RAID onboard.

PLACA DE VÍDEO:

Depois do processador, memória e HD, a placa de vídeo é provavelmente o componente mais importante do PC. Originalmente, as placas de vídeo eram dispositivos simples, que se limitavam a mostrar o conteúdo da memória de vídeo no monitor. A memória de vídeo continha um simples bitmap da imagem atual, atualizada pelo processador, e o RAMDAC (um conversor digital-analógico que faz parte da placa de vídeo) lia a imagem periodicamente e a enviava ao monitor.

A resolução máxima suportada pela placa de vídeo era limitada pela quantidade de memória de vídeo. Na época, memória era um artigo caro, de forma que as placas vinham com apenas 1 ou 2 MB. As placas de 1 MB permitiam usar no máximo 800x600 com 16 bits de cor, ou 1024x768 com 256 cores. Estavam limitadas ao que cabia na memória de vídeo.

Esta da foto a seguir é uma Trident 9440, uma placa de vídeo muito comum no início dos anos 90. Uma curiosidade é que ela foi uma das poucas placas de vídeo "atualizáveis" da história. Ela vinha com apenas dois chips de memória, totalizando 1 MB, mas era possível instalar mais dois, totalizando 2 MB. Hoje em dia, atualizar a memória da placa de vídeo é impossível, já que as placas utilizam módulos BGA, que podem ser instalados apenas em fábrica.

Trident 9440

Em seguida, as placas passaram a suportar recursos de aceleração, que permitem fazer coisas como mover janelas ou processar arquivos de vídeo de forma a aliviar o processador principal. Esses recursos melhoram bastante a velocidade de atualização da tela (em 2D), tornando o sistema bem mais responsivo.

Finalmente, as placas deram o passo final, passando a suportar recursos 3D. Imagens em três dimensões são formadas por polígonos, formas geométricas como triângulos e retângulos em diversos formatos. Qualquer objeto em um game 3D é formado por um grande número destes polígonos, Cada polígono tem sua posição na imagem, um tamanho e cor específicos. O "processador" incluído na placa, responsável por todas estas funções é chamado de GPU (Graphics Processing Unit, ou unidade de processamento gráfico).

Quase todo o processamento da imagem em games 3D é feito pela placa 3D

Para tornar a imagem mais real, são também aplicadas texturas sobre o polígonos. Uma textura nada mais é do que uma imagem 2D comum, aplicada sobre um conjunto de polígonos. O uso de texturas permite que um muro realmente tenha o aspecto de um muro de pedras, por exemplo, já que podemos usar a imagem de um muro real sobre os polígonos.

O uso das texturas não está limitado apenas a superfícies planas. É perfeitamente possível moldar uma textura sobre uma esfera, por exemplo. Quanto maior o número de polígonos usados e melhor a qualidade das texturas aplicadas sobre eles, melhor será a qualidade final da imagem. Veja um exemplo de aplicação de texturas:

Polígonos e imagem finalizada (cortesia da nVidia)

O processo de criação de uma imagem tridimensional é dividido em três etapas, chamadas de desenho, geometria e renderização. Na primeira etapa, é criada uma descrição dos objetos que compõem a imagem, ou seja: quais polígonos fazem parte da imagem, qual é a forma e tamanho de cada um, qual é a posição de cada polígono na imagem, quais serão as cores usadas e, finalmente, quais texturas e quais efeitos 3D serão aplicados. Depois de feito o "projeto" entramos na fase de geometria, onde a imagem é efetivamente criada e armazenada na memória da placa 3D.

Ao final da etapa de geometria, todos os elementos que compõem a imagem estão prontos. O problema é que eles estão armazenados na memória da placa de vídeo na forma de um conjunto de operações matemáticas, coordenadas e texturas, que ainda precisam ser transformadas na imagem que será exibida no monitor. É aqui que chegamos à parte mais complexa e demorada do trabalho, que é a renderização da imagem.

Essa última etapa consiste em transformar as informações armazenadas na memória em uma imagem bidimensional que será mostrada no monitor. O processo de renderização é muito mais complicado do que parece; é necessário determinar (a partir do ponto de vista do espectador) quais polígonos estão visíveis, aplicar os efeitos de iluminação adequados, etc.

Apesar de o processador também ser capaz de criar imagens tridimensionais, trabalhando sozinho ele não é capaz de gerar imagens de qualidade a grandes velocidades (como as demandadas por jogos complexos), pois tais imagens exigem um número absurdo de cálculos e processamento. Para piorar ainda mais a situação, o processador tem que ao mesmo tempo executar várias outras tarefas relacionadas com o aplicativo.

As placas aceleradoras 3D, por sua vez, possuem processadores dedicados, cuja função é unicamente processar as imagens, o que podem fazer com uma velocidade incrível, deixando o processador livre para executar outras tarefas. Com elas, é possível construir imagens tridimensionais com uma velocidade suficiente para criar jogos complexos a um alto frame-rate.

GeForce 8800 GTS

Depois dos jogos e aplicativos profissionais, os próximos a aproveitarem as funções 3D das placas de vídeo foram os próprios sistemas operacionais. A idéia fundamental é que, apesar de toda a evolução do hardware, continuamos usando interfaces muito similares às dos sistemas operacionais do final da década de 80, com janelas, ícones e menus em 2D. Embora o monitor continue sendo uma tela bidimensional, é possível criar a ilusão de um ambiente 3D, da mesma forma que nos jogos, permitindo criar todo tipo de efeitos interessantes e, em alguns casos, até mesmo úteis ;).

No caso do Windows Vista temos o Aero, enquanto no Linux a solução mais usada é o AIGLX, disponível na maioria das distribuições atuais:

Efeito de cubo do AIGLX, que permite alternar entre diversos desktops virtuais

Com a evolução das placas 3D, os games passaram a utilizar gráficos cada vez mais elaborados, explorando os recursos das placas recentes. Isso criou um círculo vicioso, que faz com que você precise de uma placa razoavelmente recente para jogar qualquer game atual.

As placas 3D atuais são praticamente um computador à parte, pois além da qualidade generosa de memória RAM, acessada através de um barramento muito mais rápido que a do sistema, o chipset de vídeo é muito mais complexo e absurdamente mais rápido que o processador principal no processamento de gráficos. O chipset de uma GeForce 7800 GT, por exemplo, é composto por 302 milhões de transistores, mais do que qualquer processador da época em que foi lançada.

As placas 3D offboard também incluem uma quantidade generosa de memória de vídeo (512 MB ou mais nos modelos mais recentes), acessada através de um barramento muito rápido. O GPU (o chipset da placa) é também muito poderoso, de forma que as duas coisas se combinam para oferecer um desempenho monstruoso.

Com a introdução do PCI Express, surgiu também a possibilidade de instalar duas, ou até mesmo quatro placas, ligadas em SLI (no caso das placas nVidia) ou CrossFire (no caso das placas AMD/ATI), o que oferece um desempenho próximo do dobro (ou do quádruplo) obtido por uma placa isolada. Aqui, por exemplo, temos duas placas AMD/ATI X1950 em modo CrossFire:

Duas placas em modo CrossFire

Longe do mundo brilhante das placas de alto desempenho, temos as placas onboard, que são de longe as mais comuns. Elas são soluções bem mais simples, onde o GPU é integrado ao próprio chipset da placa-mãe e, em vez de utilizar memória dedicada, como nas placas offboard, utiliza parte da memória RAM principal, que é "roubada" do sistema.

Mesmo uma placa antiga, como a GeForce 4 Ti4600, tem 10.4 GB/s de barramento com a memória de vídeo, enquanto ao usar um pente de memória DDR PC 3200, temos apenas 3.2 GB/s de barramento na memória principal, que ainda por cima precisa ser compartilhado entre o vídeo e o processador principal. O processador lida bem com isso, graças aos caches L1 e L2, mas a placa de vídeo realmente não tem para onde correr. É por isso que os chipsets de vídeo onboard são normalmente bem mais simples: mesmo um chip caro e complexo não ofereceria um desempenho muito melhor, pois o grande limitante é o acesso à memória.

De uma forma geral, as placas de vídeo onboard (pelo menos os modelos que dispõem de drivers adequados) atuais atendem bem às tarefas do dia-a-dia, com a grande vantagem do custo. Elas também permitem rodar os games mais antigos, apesar de, naturalmente, ficarem devendo nos lançamentos recentes. As placas mais caras são reservadas a quem realmente faz questão de rodar os games recentes com uma boa qualidade. Existem ainda modelos de placas 3D específicos para uso profissional, como as nVidia Quadro.

ESTE É O BÁSICO

DOS COMPONENTES DO PC!

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