Memória Cache

Na área da computação, cache é um dispositivo de acesso rápido, interno a um sistema, que serve de intermediário entre um operador de um processo e o dispositivo de armazenamento ao qual esse operador acede. A vantagem principal na utilização de uma cache consiste em evitar o acesso ao dispositivo de armazenamento que pode ser demorado,armazenando os dados em meios de acesso mais rápidos.
O uso de memórias cache visa obter uma velocidade de acesso a memória próxima da velocidade de memórias mais rápidas, e ao mesmo tempo disponibilizar no sistema uma memória de grande capacidade, a um custo similar de memórias de semicondutores mais baratas.

Cache L1

Uma pequena porção de memória estática presente dentro do processador. Em alguns tipos de processador, 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 se colocar a L1 no próprio chip [processador]. Geralmente tem entre 16KB e 128KB; hoje já encontramos processadores com até 16MB de cache.

Cache L2

Possuindo o Cache L1 um tamanho reduzido e não apresentando uma solução ideal, foi desenvolvido o cache L2, que contém muito mais memória que o cache L1. Ela é mais um caminho para que a informação requisitada não tenha que ser procurada na lenta memória principal.

Cache L3

Terceiro nível de cache de memória. Inicialmente utilizado pelo AMD K6-III (por apresentar o cache L2 integrado ao seu núcleo) utilizava o cache externo presente na placa-mãe como uma memória de cache adicional. Ainda é um tipo de cache raro devido a complexidade dos processadores atuais, com suas áreas chegando a milhões de transístores por micrómetros ou picómetros de área.


Alguns dispositivos do computador, que utilizam memoria cache são, o HHD (Disco Rígido),CPU e também a placa gráfica.

Memória RAM

Memória SRAM (Static Random Access Memory, que significa memória estática de acesso aleatório em Português) é um tipo de memória de acesso aleatório que mantém os dados armazenados desde que seja mantida a sua alimentação.
Embora sejam mais caras e ocupem mais espaço, quando comparadas às DRAM, possuem a vantagem de serem bem mais rápidas, justificando o seu uso nas memórias cache L1 e L2. Além disso, as memórias estáticas consomem mais energia e aquecem mais que as DRAM. Memórias estáticas usam circuitos no modelo flip-flop.


DRAM é um tipo de memória RAM de acesso direto que armazena cada bit de dados num condensador. O número de eletrões armazenados no condensador determina se o bit é considerado 1 ou 0. Como vai havendo fuga de eletrões do condensador, a informação acaba por se perder, a não ser que a carga seja actualizada periodicamente.
Embora este fenômeno de perda de carga não ocorra nas memórias RAM estáticas (SRAM), as DRAM possuem a vantagem de terem custo muito menor e densidade de bits muito maior, possibilitando num mesmo espaço armazenar muito mais bits (o que em parte explica o menor custo) e a sua simplicidade estrutural com apenas um transistor e um condensador necessários para cada bit (ao contrário dos 4 transistores da SRAM).

Tipos de RAM

Existem basicamente dois tipos de memória em uso: SDR e DDR. As SDR são o tipo tradicional, onde o controlador de memória realiza apenas uma leitura por ciclo, enquanto as DDR são mais rápidas, pois fazem duas leituras por ciclo. O desempenho não chega ao dobro, pois o acesso inicial continua a demorar o mesmo tempo, mas melhora bastante. Os pentes de memória SDR são usados com processadores antigos, como: Pentium II e Pentium III e os primeiros Athlons e Durons soquete A. Por não terem sido mais fabricados, são atualmente muito mais raros e caros que os DDR, algo semelhante ao que aconteceu com os antigos pentes de 72 vias, usados na época do Pentium I.

É fácil diferenciar os pentes SDR e DDR, pois as SDR têm dois cortes, enquanto os DDR têm apenas um. A diferença faz com que também não seja possível trocar as bolas, encaixando por engano um pente DDR numa placa-mãe que use SDR e vice-versa. Mais recentemente, tem acontecido a uma nova migração, com a introdução dos pentes de memória DDR2. Neles, o barramento de acesso à memória trabalha ao dobro da frequência dos chips de memória propriamente ditos. Isso permite que sejam realizadas duas operações de leitura por ciclo, tendo acesso dois endereços diferentes. Como a capacidade de realizar duas transferências por ciclo introduzida nas memórias DDR foi preservada, as memórias DDR2 são capazes de realizar um total de 4 operações de leitura por ciclo. Existem ainda alguns ganhos secundários, como o menor consumo elétrico, útil em notebooks.
Os pentes de memória DDR2 são incompatíveis com as motherboards mais antigas. Eles possuem um número maior de contactos (um total de 240, contra 184 dos pentes DDR), e o corte central é posicionado de forma diferente, de forma que não seja possível instalá-los nas placas antigas por engano. Muitos pentes são vendidos com um dissipador metálico, que ajuda na dissipação do calor e permite que os módulos operem a frequências mais altas.

Endereçamento de memória

Célula básica de memória

Uma célula básica de memória é o mecanismo projetado para armazenar a unidade básica de 

dado: o bit. O estado apenas muda num ciclo de clock, ou seja, apenas num sentido quando existe um pulso de clock e não nos dois como numa RAM DDR, pois o flip-folp só guarda 1 bit. Na seguinte imagem tem um exemplo de um pulso de clock de uma célula básica e de uma RAM DDR:

Processo de endereçamento de uma memória

Acesso e capacidade de uma RAM:

     k linhas de endereço c/ n bits por endereço:

• 2k endereços ou palavras
• 1 palavra = n bits
• Capacidade = 2k palavras = 2k x n bits

Arquitetura de Harvard e von Neumann

Arquitetura de Harvard

A Arquitetura de Harvard baseia-se num conceito mais recente que a de Von Neumann, tendo vindo da necessidade de pôr o microcontrolador a trabalhar mais rápido. É uma arquitetura de computador que se distingue das outras por possuir duas memórias diferentes e independentes em termos de barramento e ligação ao processador, sendo mais rápida que a arquitetura de von Neumann. Geralmente é do tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Reduzido de Instruções).

É utilizada nos microcontroladores PIC e, tem como principal característica aceder à memória de dados separadamente da memória de programa, ou seja, onde se encontram as instruções.

Arquitetura de von Neumann

A Arquitetura de von Neumann, é uma arquitetura de computador que se caracteriza pela possibilidade de uma máquina digital armazenar os seus programas no mesmo espaço de memória que os dados, podendo assim manipular tais programas. Esta arquitetura é um projeto modelo de um computador digital de programa armazenado que utiliza uma unidade de processamento, o CPU, e uma de armazenamento, a memória, para comportar, respectivamente, instruções e dados, sendo mais lenta que a arquitetura de Harvard. Sendo, normalmente, do tipo CISC (Complex Instruction Set Computer ou Computador com um Conjunto Complexo de Instruções)

Ilustrando uma e outra arquitetura, esta imagem mostra, simplificando, como se 'desenha' cada uma das arquiteturas acima abordadas.

Arquitectura de computadores

Definição

A arquitetura de computadores define-se pela evolução da informática que foi caracterizada pelo desenvolvimento de computadores com características mais diversas, traduzidas pelos diferentes parâmetros, cada vez mais conhecidos pela maioria dos utilizadores do computador: a CPU adotada, a capacidade de memória, a capacidade do disco rígido, a existência de memória cache e outros menos conhecidos. A definição destes parâmetros e a forma como os diversos componentes de um computador são organizados, define aquilo que é conhecido por arquitetura de computador e vai determinar aspectos relacionados à qualidade, ao desempenho e à aplicação para a qual o computador vai ser orientado.

Função da Northbridge e da Southbridge

A função da Northbridge é, geralmente, comandar a comunicação entre a UCP, memória RAM, AGP ou PCI Express e o southbridge. Já a função da southbridge, como não está diretamente conectado à UCP, é-lhe dada a responsabilidade pelos dispositivos mais lentos num PC típico, como as slots SATA/IDE, USB e o aúdio.

Esquema north/southbridge numa motherboard típica.

Resumo:

• Chipset - é um grupo de circuitos integrados.
• North bridge - é um dos dois chips que constituem o chipset numa motherboard.
• South bridge - é outro dos dois chips que constituem o chipset numa motherboard.
• FSB - é o caminho dos dados entre o CPU e a northbridge.
• DMA - permite a dispositivos de hardware que acessem a memória do sistema.

Circuitos integrados TTL e CMOS

• Tensões dos níveis lógicos

Família Lógica TTL

Faixas de tensão correspondentes aos níveis lógicos de entrada:

Entre 2 e 5 Volt, nível lógico 1

Entre 0,8V e 2V o componente não reconhece os níveis lógicos 0 e 1, devendo portanto, ser evitada em projectos de circuitos digitais.

Entre 0 e 0,8 Volt, nível lógico 0

Faixas de tensão correspondentes aos níveis lógicos de saída:

Entre 2,4 e 5 Volt, nível lógico 1

Entre 0,3 e 0,5 Volt, nível lógico 0

Família Lógica CMOS

Faixa de alimentação que se estende de 3V a 15V ou 18V, dependendo do modelo.

A família CMOS possui também, uma determinada faixa de tensão para representar os níveis lógicos de entrada e de saída, porém estes valores dependem da tensão de alimentação e da temperatura ambiente.

• Constituição das portas lógicas

Os componentes principais que constituem as portas lógicas são os transístores bipolares (família lógica TTL) ou os transístores de efeito de campo – Fet – (família lógica CMOS).

Estes transístores comportam-se como interruptores electrónicos que ou estão em condução (1) ou estão ao corte (0).

Circuitos integrados

Definição de circuito integrado

Os circuitos integrados, ou C.I.s, são circuitos electrónicos funcionais, constituídos por um conjunto de transístores, díodos, resistências e condensadores, fabricados num mesmo processo, sobre uma substância comum semicondutora de silício que se designa vulgarmente por chip. A maior parte do tamanho externo do circuito integrado deve-se à caixa e às ligações da pastilha aos terminais externos.

Tipos de encapsulamento de circuitos integrados

• Cápsulas com uma fila única de pinos (SIL - Simple in ªLine)
• Cápsulas com dupla fila de pinos (DIL ou DIP – Dual In Line)
• Cápsulas com quatro fila de pinos (QIL – Quad In Line)
• Cápsulas planas (Flat-pack)
• Cápsulas metálicas TO-5 (cilíndricas)
• Cápsulas especiais

SIL – Single In Line

DIL ou DIP – Dual In Line

QIL – Quad In Line

Flat-pack

Metálicas

Especiais

Google Project Glass

Nos últimos anos a Google tem estado sempre presente nas grandes revoluções tecnológicas que têm surgido. Investem muito tempo e verbas na criação de novas tecnologias e soluções que quebram com tradições e barreiras e trazem para o nosso dia-a-dia as soluções que são o futuro.

Foi agora apresentada mais uma novidade da Google, o Project Glass, que promete revolucionar a forma como nos relacionamos com o meio que nos envolve e com as pessoas com quem nos relacionamos. São uns simples óculos, mas trazem o mundo para a frente dos nossos olhos.

Exemplo de uma video-chamada com o Project Glass

Depois de muita especulação sobre um novo dispositivo que estaria a ser desenvolvido em segredo, a Google apresentou no dia 5 de Abril a sua mais recente invenção. O Project Glass traz para o mundo real uma ideia já muito desejada e já diversas vezes vista em filmes de ficção científica.

Os óculos de realidade aumentada da Google foram apresentados e prometem fazer com que tenhamos uma integração e interacção com o resto do mundo de forma que até hoje não era possível. É um projecto que tem ainda muito para ser desenvolvido, mas conseguiu já cativar muita gente.

Este projecto foi desenvolvido por um pequeno grupo dentro da equipa do Google X e pretende para já apresentar a ideia ao mundo e recolher opiniões e novas ideias para o seu desenvolvimento.

A equipa que o está a desenvolver tem já bastantes ideias sobre o caminho a ser tomado e apresentaram já várias imagens com a forma que deverá ter e um vídeo que nos mostra a forma como o iremos usar no dia-a-dia e como será usado para interagir com o local onde estamos e com quem queremos partilhar esses momentos.

O vídeo sobre o Project Glass, agora apresentado pode ser visto abaixo:

O protótipo apresentado mostra um produto numa fase de desenvolvimento já muito avançado. A armação de óculos suporta uma pequena lente que está colocada sobre um dos olhos dos utilizadores e onde é apresentada toda a informação relevante. Toda a interacção é feita com recursos a comandos de voz, o que garante uma total independência.

Uma das maiores preocupações de quem viu o Project Glass era a intrusão que estes óculos vão trazer e o facto de que o constante fluxo de informação que pode trazer acabaria por ter um impacto grande na concentração de quem usasse esta novidade tecnológica.

Mas quem já o testou garante que o Project Glass vai facilitar a nossa vida ao eliminar a necessidade de termos vários equipamentos para as várias tarefas que realizamos. Deixamos de ter de tirar do bolso o telefone para tirarmos uma fotografia ou atender uma chamada. Basta dar a ordem e os óculos tratam da tarefa.

Ainda existe muito caminho a ser trilhado e percorrido, mas o futuro está à porta e as ferramentas que vamos usar nele começam já a aparecer. Esta é apenas uma das muitas que vamos de certeza ter à nossa disposição e a Google, mais uma vez, mostra qual o caminho a ser percorrido.

Mais imagens:

Sergei Brin, Co-fundador e Presidente de Tecnologia da Google Inc. com os óculos do Project Glass

Visão de um evento no Project Glass

Visão da meteorologia de um dia no Project Glass

Mais info em: http:\\g.co/projectglass