Características de Motherboards

Tipos de Motherboards

Existem dois tipos diferentes de motherboards que são:

• Motherboard AT
• Motherboard ATX

Características

• Processador e Socket
• Tipo Memória RAM e nº de Slots
• Slots de expansão
• Tipo de Ficha de alimentação
• Conectores IDE/SATA e drives
• BIOS
• Ligações de teclado, rato, USB, impressora e outros.
• Chipset
• Placas On-Board (gráfica, som, rede, etc)
• Dimensões

Características de processadores e coolers

Processadores

• Tipo / Factor de forma
• Tecnologia Multi-Core
• Computação de 64 bits
• Velocidade do relógio
• Dissipação de Energia
• Soquete de Processador Compatível
• Processo de Manufatura
• Potência do Projeto Térmico
• Características da arquitectura
• Tamanho instalado de cache
• Slots compatíveis
• Frequência Base
• Frequência Dinâmica Máxima

 

Coolers

• Dimensão 
• Peso
• Área de Dissipação;
• Aplicação em diferentes tipos de Hardware;
• Aplicação nos tipos de Socket;
• Tipo de Material;
• Ventilador;
• Controlador de Ventiladores;
• Voltagem;
• Modo Silencioso ou não;
• Velocidades Suportadas;
• Compatibilidade;

Diferença entre Processador "in a box" e OEM 

Processador OEM

• Processador Apenas
• Vendido a fabricantes de computadres em grandes quantidades 
• Mais barato
• Garantia dada pelo fabricante do computador
• Sem Cooler

Processador "in a box" 

• Processador
• Cooler
• Vendido ao consumidor final por unidade
• Tem garantia

Características de Computadores Portáteis

Nos computadores portáteis podemos encontrar algumas características como:

• Processador (Frequência, Cores, Cache, Dissipação etc.)
• Memória RAM e tipo de RAM (DDR, DDR2 ou DDR3)
• Drive (CD/DVD, Bluray)
• Disco Rígido (GB e Velocidade)
• Comunicações (Placa Rede Ethernet, Wireless, Bluetooth, etc)
• Placa Gráfica (GB, Frequência, etc.)
• Sistema de Som (Surround, etc.)
• Leitor de Cartões (SD, Micro SD, Mini SD, etc.)
• Sistema Operativo (Windows 7, etc.)
• Bateria (Capacidade, Autonomia)
• Peso
• Ecrã (Polegadas do ecrã, LCD, LED, etc.)
• Dimensões (Largura, etc.)
• Webcam
• Interfaces (USB, HDMI, Firewire, VGA, E-SATA, etc.)

Caixas de PC e Fontes de Alimentação

Caixas

Existem vários tipos de caixas de computadores como as:

• Desktop (horizontal) - Normalmente colocado debaixo do monitor, não ocupam muito espaço. Tem a desvantagem de ter poucas baías para colocação de novos periféricos e também tem a desvantagem de  ser pouco prático de fazer a sua manutenção.

• Mini-Torre (vertical) - Tem a desvantagem de ter pouco espaço para novos periféricos e placas. Usa normalmente fontes de alimentação ATX.

• Torre (vertical) - Igual a Mini-Torre mas com maior altura e mais espaço para periféricos e motherboards maiores. Usada muito em servidores de rede. Usa o padrão ATX.

• SFF (Small Form Factor) - Caixa de tamanho reduzido que pode ser utilizada na vertical e na horizontal. Usa fonte de alimentação do tipo SFX.

Os principais aspectos nas caixas de computadores são:

• Tamanho e tipo (desktop, mini-torre, torre, SFF)
• Padrão de fonte de alimentação (AT, ATX, SFX)
• Número de baías(espaço para novas drives de CD/DVD etc.)
• Espaço para novas placas de expansão e portas USB, audio.
• Refrigeração (aberturas de arprincipalmente quando se quer um PC com alto desempenho que aquece bastante)

Fontes de Alimentação

Existem alguns tipos de fontes de alimentação como:

    AT - Mais antiga, geralmente usada em caixas do tipo AT o botao de desligar é do tipo ON/OFF.

    ATX - Usadas actualmente, trabalham numa maior frequência que a AT e o botão de desligar é do tipo click. Também possuem potências superiores.

As principais características a ter em conta numa fonte de alimentação são:

• Tipo e tamanho (AT, ATX, etc.).
•  Potência (Watts debitados). 
• Ventoinha e ruído.
• Fichas de Alimentação SATA.

Interfaces de periféricos

Existem vários tipos de interfaces para diferentes periféricos que utilizamos nos computadores. Aqui estão alguns deles:

• Porta Paralela;
• Porta Serie;
• USB;
• FireWire;
• e-SATA;
• Ligth Peak.

Porta Paralela

• Velocidade SPP: 0,15 MB/s
• Velocidade EPP: 3 MB/s
• Surgiu em 1995
• Comunicação paralela
• Destina-se a ligar impressoras, scanners, câmaras de vídeo, unidade de disco removível entre outros.

Porta Serie

• Velocidade RS-232: 0,014 MB/s
• Surgiu em 1969
• Comunicação em serie.
• Destina-se a ligar modems, ratos, algumas impressoras, scanners e outros equipamentos de hardware. 

USB

Versões:

• USB 0.7: Lançado em Novembro de 1994.
• USB 0.8: Lançada em Dezembro de 1994.
• USB 0.9: Lançada em Abril de 1995.
• USB 0.99: Lançado em Agosto de 1995.
• USB 1.0: Lançado em Janeiro de 1996, com taxas de transferência de dados de 1,5 Mbit / s (baixa velocidade) e 12 Mbit / s (Velocidade máxima).
• USB 2.0: Lançado em Abril de 2000 com a velocidade de 480 Mbps.
• USB 3.0: Lançado em Setembro de 2009 com a velocidade de 4,8 Gbps.

• Comunicação em série.
• Destina-se a ligar quase todos os equipamentos actuais (todas as portas existentes  foram substituídas por  USB). Pode ligar-se desde Ratos, Impressora, Teclados, Pen Drives, Discos externos, entre muitos ou dispositivos.

FireWire

• Velocidade (Todas a versões desde FireWire, FireWire 400 e FireWire 800): 51,2 MB/s, 400 Mbps e 3,8 Gbps.
• Surgiu em: 1995
• Comunicação em série.
• Destina-se a ligar alguns dispositivos mais utilizados pela Apple. 

e-SATA

• Velocidade: 150 MB/s
• Surgiu em: 2004
• Comunicação em série.
• Destina-se a ligar Dispositivos de armazenamento como Discos.

LightPeak (Thunderbolt)

• Velocidade: 20 Gbps
• Surgiu em: 2011
• Comunicação óptica.
• Destina-se a ligar Vários à semelhança da FireWire.

 

Interfaces de Memória Secundária

Existem vários tipos de interfaces de memória secundária, por exemplo, aqueles onde nós liga-mos os discos rígidos, etc.
Aqui estão alguns exemplos de interfaces de memória secundária:

• IDE ou ATA
• SATA
• SCSI

IDE ou ATA

Foi conhecido como ATA mas mais tarde foi divulgado como IDE (sucessora E-IDE). O termo Integrated Drive Electronics (IDE) refere-se não somente à definição do conector e interface, mas também ao facto do controlador estar integrado na drive, não estando separado ou ligado à placa-mãe. Com a introdução do Serial ATA em 2003, esta configuração foi retroactivamente renomeada para Parallel ATA (ou PATA, ATA Paralelo) referindo-se ao método como os dados eram transferidos pelos cabos desta interface.

Também existiram vários tipos de ATA como:

• ATAPI - Utilizado na conexão de discos rígidos e também em dispositivos de armazenamento amovíveis, drives de CD-ROM e drives de Disquetes.
• DMA - Corrigiu vários problemas do ATA , principalmente a nível do consumo do processador.

Tabela comparativa de Funcionalidades:

 SATA (Serial ATA)


É o sucessor da tecnologia ATA que foi renomeada para PATA (Parallel ATA) para se diferenciar de SATA.
Ao contrário dos discos rígidos IDE, que transmitem os dados através de cabos de quarenta ou oitenta fios paralelos, o que resulta num cabo enorme, os discos rígidos SATA transferem os dados em série. Os cabos Serial ATA são formados por dois pares de fios (um par para transmissão e outro par para recepção) usando transmissão diferencial, e mais três fios terra, sendo ao todo 7 fios, o que permite usar cabos com menor diâmetro.

Vantagens sobre o ATA:

• Maior rapidez em transferir os dados;
• Possibilidade de remover ou acrescentar dispositivos enquanto ligado (hot swapping);
• Utilização de cabos mais finos.

Surgiram também mais tarde novos tipos de SATA como:

• SATA 1.5 Gbit/s - Capaz de transmitir a 1.5 Gbit/s
• SATA 3.0 Gbit/s (ou SATA II) - Capaz de transmitir a 3.0 Gbit/s
• SATA 6.0 Gbit/s - Capaz de transmitir a 6.0 Gbit/s

Algumas Características:

SCSI (Small Computer System Interface)


Permite ligar vários tipos de dispositivos como discos rígidos, unidades CD-ROM, impressoras e scanners.

Existe uma grande variedade de padrões de dispositivos SCSI, sendo que estes inicialmente usavam interfaces paralelas. Alguns exemplos:

• SCSI-1 (barramento de 8 bits, clock de 5 MHz e taxa de transferência de 5 MB/s), 
• Fast SCSI (barramento de 8 bits, clock de 10 MHz e taxa de transferência de 10 MB/s), 
• Ultra SCSI (barramento de 8 bits, clock de 20 MHz e taxa de transferência de 20 MB/s), 
• Ultra2 Wide SCSI (barramento de 16 bits, clock de 40 MHz e taxa de transferência de 80 MB/s
• Ultra-320 SCSI (barramento de 16 bits, clock de 80 MHz DDR e taxa de transferência de 320 MB/s).

Posteriormente foram também criadas interfaces em serie, como:

• SSA (Serial Storage Architecture), com taxa de transferência de 40 MB/s.
• SAS (Serial Attached SCSI) de 300 MB/s, também chamado de SASCSI.

Barramentos de Expansão

Existem vários tipos de barramentos de expansão, que nos permitem ligar diferentes tipos de periféricos ao nosso computador. Aqui estão alguns tipos de barramentos:

• ISA
• PCI
• AGP
• PCI-Express

ISA (Industry Standard Architecture)

• Número de bits: 8 ou 16 bits
• Velocidade: 8bits: 2.33MB/S, 16bits: 8.33MB/S
• Utilizado para ligar vários tipos de placas de expansão
• Data em que surgiu: 1981

PCI (Peripheral Component Interconnect)

• Número de bits: 32 ou 64 bits
• Velocidade: 32bits (Clock a 33Mhz): 132 MB/S, 64bits (Clock a 33Mhz): 264MB/S
• 64bits (Clock a 66Mhz): 528MB/S
• Utilizado para ligar diversos componentes como: Placas de vídeo antigas, adaptadores usb, placas de rede, placas de som.
• Data em que surgiu: 1992
• Também houve o PCI-X (Extended) que é uma evolução do PCI de 64 mas permite clocks de 100 MHz ou 133MHz

AGP (Accelerated Graphics Port)

• Número de bits: 32
• Velocidade: 32bits (Clock a 33Mhz): 133 MB/S, 32bits (Clock a 66Mhz): 266MB/S  (Na versão AGP 1x, mais rápido nas versões AGP 2x, AGP4x, AGP8x e AGP Pro)
• Utilizado para ligar placas gráficas e tem como funcionamento acelerar e processar as imagens 3D.
• Data em que surgiu: 1997

PCI Express (Peripheral Component Interconnect Express)

• Número de bits: 32 ou 64 bits
• Velocidade: Cerca de 1x a 32x mais rápido que o PCI. No caso de placas gráficas vai até 4GB/s
• Utilizado para ligar placas gráficas actuais com elevado processamento gráfico.
• Data em que surgiu: 2004 (Usado para substituir os padrões AGP e PCI)
• Também existem as versões PCI Express 2.0 e 3.0.

Gestão de Memória e o DMA

Cada dia que passa, os computadores são mais complexos e precisam de ter métodos mais eficientes para gerir a sua memória.Existem 2 principais métodos de organização e gestão da memória:

• DMA
• Bus Mastering

DMA (Direct Memory Acess)

O DMA, como o nome diz, permite acesso directo à memória RAM por parte dos periféricos, poupando assim o processador.
Muitos sistemas utilizam o DMA incluindo: controladores de Disco, placas gráficas, placas de rede e de som, etc.

Bus Mastering

Na informática, bus mastering é um recurso suportado por algumas arquiteturas de barramento, que permitem que um controlador - principalmente discos rígidos, unidades de CD-ROM e DVD-ROM, conectado à interface IDE ou SATA, comunique directamente com outro dispositivo, ou seja, a memória. Quem controla essa operação não é o processador, mas sim o chipset da motherboard, ou seja, um conjunto de circuitos de apoio à motherboard. As arquitecturas de barramentos modernas, incluindo os PCI, suportam o bus mastering devido ao seu significante ganho de performance e actualmente quase todas as motherboards modernas suportam bus mastering.

Memória Cache

Definição

A memória cache surgiu porque as memórias RAM não aguentavam tanto processamento de informação e por vees o processador tinha de ficar "à espera", então a memória cache ajuda bastante o desempenho colocando "à mão" isto é,  mais perto do processador a infromação que está a ser utilizada proporcionando assim um melhor desempenho sem precisar de estar sempre a ceder à memória RAM que é mais lenta do que a cache.

Tipos de memória cache

As memórias cache estão divididas em níveis.
Actualmente existem 3 nivéis e são chamados: L1, L2, L3
Cada nível distingue a relação Tamanho x Desempenho da memória, sendo os niveis mais altos, (ex: L3) mais rápidos e complexos.



Cache L1

Uma pequena memória estática presente dentro do processador. Nos processadores como o Pentium 2, o L1 é dividido em dois níveis: dados e instruções (que "dizem" o que fazer com os dados). A partir do Intel 486, começou a colocar-se a L1 no próprio chip. Geralmente tem entre 16KB e 128KB; hoje já encontramos processadores com até 16MB de cache.

Cache L2

A Cache L1 possui tamanho reduzido e não apresenta uma solução ideal, por isso, foi desenvolvida a cache L2, que contém muito mais memória que a cache L1. Ela é mais um caminho para que a informação requisitada não tenha que ser procurada na lenta memória principal. Alguns processadores colocam esta cache fora do processador, por questões económicas, pois uma cache grande implica um custo grande, mas há excepções, como no Pentium II, por exemplo, cujas caches L1 e L2 estão no mesmo cartucho que está o processador.

Cache L3

Terceiro nível de cache de memória. Inicialmente utilizado pelo AMD K6-III (por apresentar a cache L2 integrado ao seu núcleo) utilizava a cache externa presente na motherboard como uma memória cache adicional. Ainda é um tipo de cache raro devido a complexidade dos processadores actuais, com as suas áreas a chegar aos milhões de transístores por micrómetros ou nanómetros de área. Ela será muito útil, é possível a necessidade futura de níveis ainda mais elevados de cache, como L4 e assim adiante.

Componentes onde é Aplicada

A memória cache é principalmente aplicada em:

• Processadores
• Motherboards
• Placas Gráficas
• Discos Rígidos