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Capítulo 5 Placas de CPUMontar um PC sem entender as placas de CPUVeja como é fácil montar um computador sem ter conhecimentos técnicossobre placas de CPU. Basta aparafusar a placa no gabinete, conectar osdispositivos do painel frontal (alto falante, Reset, etc.), conectar a placa nafonte de alimentação. Você pode montar um computador sabendo apenasisso, mas seu grau de especialização será muito pequeno. Tanto um bomtécnico, quanto um usuário que quer entender a fundo o hardware do seucomputador precisa dos conhecimentos deste capítulo.

ATX domina o mercadoA 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 comcaracterísticas similares às das placas ATX. Finalmente, encontramos aindaalguns poucos modelos novos no padrão AT. Quem vai fazer manutenção einstalações em um PC um pouco antigo (anterior a 1999), existe a grandechance de que a placa de CPU encontrada seja do tipo AT. Apesar dosformatos e algumas funções serem diferentes, a maioria dos componentes sãoidênticos, por isso optamos por apresentar todos os tipos de placas de CPUneste capítulo, obviamente dando prioridade às placas AT, que são as maismodernas.

5-2 Como montar, configurar e expandir seu PC

Figura 5.1

Placas de CPU ATX, AT e Micro ATX.

A figura 1 mostra os formatos desses três tipos de placas, colocadas lado alado. 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 delargura (8,5”). Entre uma placa AT e uma Micro ATX, a diferença está nosconectores localizados na parte traseira. Assim como as placas ATX, asplacas Micro ATX possuem um bloco de conectores para as interfacesseriais, paralela, USB, teclado e mouse.

Figura5.2

Bloco de conectoresde uma placa deCPU ATX(encontrado tambémem placas MicroATX).

O termo “AT” foi durante muitos anos usado para designar os PCs 286 esuperiores (seria portanto correto dizer que PCs equipados com o Pentium 4são versões novas do PC AT). Este termo caiu em desuso, mas em nadamudou o formato padrão utilizado pelas placas de CPU. Durante todos essesanos, as placas têm respeitado as dimensões do chamado “padrão AT”, bemcomo a sua variante “Baby AT”. Como não são mais produzidas placas noformato AT original, só no “Baby AT”, tornou-se comum usar os termos ATe Baby AT como sinônimos.

Capítulo 5 – Placas de CPU 5-3

Existem muitas diferenças entre os diversos PCs cuja montagem é abordadaneste livro. Podemos utilizar diferentes tipos de processadores, memórias,discos rígidos, placas de vídeo, gabinetes e fontes de alimentação. Felizmenteas diferenças entre as diversas opções não são grandes a ponto de tornarcomplicado o método de montagem. Por exemplo, quem sabe montar umPC equipado com o processador Pentium III, também saberá montar umequipado com o processador AMD Athlon ou outros. Quem sabe montarum PC de 800 MHz, também saberá montar um de 2 GHz, e assim pordiante.

Compatibilidade entre placa e processadorAlém de se preocupar com o formato da placa de CPU, é preciso tambémque seja considerada a sua compatibilidade com o processador a ser usado.Podemos dividir as placas nas seguintes categorias:

Placa ProcessadoresPlacas para Pentium 4 Pentium 4Placas com Socket 370 Pentium III FC-PGA e Celeron PPGA/FC-PGAPlacas com Slot 1 Pentium II, Pentium III e Celeron SECPlacas com Socket A AMD Duron e Athlon Placas com Slot A AMD AthlonPlacas com Super 7 AMD K6, K6-2, K6-III, Cyrix M-II, Pentium, Pen-

tium MMX

Não basta levar em conta a tabela acima. Uma placa para um determinadotipo de processador pode não ser totalmente compatível com todos osmodelos deste mesmo processador. Uma determinada placa pode ter sidolançada para processadores até 800 MHz e posteriormente ser constatada acompatibilidade com modelos de 900, 1000, 1100 MHz, mas apresentarproblemas com um modelo de 1200 MHz. Como regra geral, devemosinicialmente consultar no manual da placa de CPU, quais são osprocessadores compatíveis, e depois acessar o site do fabricante da placapara 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 barramentoexterno 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 estaversão 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 emapenas 600 MHz. Esta é apenas uma das questões de compatibilidade quedeve ser levada em conta.

Outra questão importante é a voltagem interna do processador. Nas placasde CPU para Celeron, Pentium II e superiores, Athlon e Duron, não existeproblema de voltagem. O próprio processador informa à placa a voltagemnecessária. Os reguladores de tensão da placa geram automaticamente avoltagem própria para o processador instalado. Por outro lado, as placas comSocket 7 e Super 7 precisam que a voltagem do processador seja definidaatravés de jumpers ou do CMOS Setup. Placas antigas podem não suportarprocessadores novos pelo fato de não serem capazes de gerar as voltagensnecessárias.

Placas de CPU e seus componentesApresentamos na figura 3 uma placa de CPU padrão ATX. Esta placa possuium Socket 370 e destina-se a processadores Pentium III FC-PGA e CeleronPPGA e FC-PGA. Apesar de ser apenas um exemplo, as característicasdiscutidas aqui são válidas para outros modelos de placas.


Figura 5.3

Placa de CPU ATX paraPentium III.

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


Figura 5.4

Uma placa de CPU ATX para Athlon

A figura 4 mostra vários componentes importantes da placa de CPU, dosquais muitos deles serão apresentados em detalhes neste capítulo:

2 – Chipset3 – Soquete para o processador


4 – Soquetes para as memórias5 – Conector para a fonte de alimentação6 – Chaves de configuração7 – Interface IDE8 – Interface para drives de disquetes9 – Interface IDE11 – BIOS15 – Super I/O16 – Chipset18 – Slot AMR19 – Slots PCI22 – Slot AGP23 – Conectores de áudio26 – Conector da porta paralela28 – Conectores USB29 – Conectores para teclado e mouse

A figura 5 mostra uma placa de CPU com o Socket 7, própria paraprocessadores Pentium, Pentium MMX, Cyrix 6x86, 6x86MX, M II,WinChip, AMD K5, AMD K6, K6-2 e K6-III. Lembre-se que nem todas asplacas para Socket 7 suportam todos esses processadores, apesar de todosserem bastante semelhantes.


Figura 5.5

Placa de CPU paraprocessadores que usam oSocket 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 muitassemelhanças com as outras placas ATX mostradas aqui.


Figura5.6

Placa de CPUcom Slot 1para Pentium IIe Celeron.

Observe que nos nossos exemplos, a placa de CPU para Socket 7 era porum acaso do tipo AT, enquanto as placas para processadores avançadoseram do tipo ATX, mas isto não é regra geral. Encontramos no mercadoplacas de CPU padrões AT, ATX e Micro ATX para todos os tipos deprocessadores. Entretanto, algumas combinações são mais comuns.Processadores avançados em sua maioria usam os padrões ATX e MicroATX, enquanto processadores mais antigos na maioria dos casos sãoinstalados em placas AT.

Passaremos agora a apresentar diversos componentes e itens das placas deCPU.

Furos para fixação

As placas de CPU possuem diversos furos para sua fixação ao gabinete. Estafixação pode ser feita através de parafusos metálicos, ou então porespaçadores plásticos. Tanto os parafusos como os espaçadores sãofornecidos junto com o gabinete. Normalmente os gabinetes AT sãoacompanhados de parafusos de fixação e de espaçadores plásticos, mas osmodelos ATX e Micro ATX, em geral, utilizam apenas parafusos metálicospara fixar a placa de CPU.


Figura 5.7

Um doa vários furos para fixar aplaca de CPU ao gabinete.

Conector do teclado

Este conector fica localizado na parte traseira da placa de CPU, sendoacessado pela parte traseira do gabinete. Nas placas de CPU padrão AT, oconector 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 umconector DIN do tipo macho, como o mostrado na figura 9.

Figura 5.8

Conector de teclado padrão DIN, na placa de CPU.

Figura 5.9

Conector padrão DIN, no teclado


Até aproximadamente 1998, praticamente todos os teclados para PC, bemcomo os respectivos conectores nas placas de CPU, eram do tipo DIN, comomostrados nas figuras 8 e 9. As placas de CPU ATX e Micro ATX aboliramtotalmente os conectores DIN, e passaram a utilizar um tipo de conectormenor, conhecido como “PS/2” (figura 10). Passaram a ser fabricadosteclados com este tipo de conector.

Figura 5.10

Conector de teclado padrão PS/2, emuma placa de CPU ATX.

Um teclado com conector PS/2 pode ser conectado em uma placa de CPUcom 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 necessitamde adaptadores para serem ligados em placas de CPU padrão AT.

Figura 5.11

Um conector de teclado padrão PS/2 eadaptador para DIN.


Conector da fonte de alimentação

Este conector pode ser encontrado em duas versões: AT e ATX (o MicroATX é igual ao ATX). O conector de fonte padrão AT é o mostrado nafigura 12. Possui as seguintes tensões:

+5 Volts- 5 Volts+12 Volts- 12 Volts

Figura 5.12

Conector para a fonte de alimentaçãopadrão AT.

As fontes de alimentação padrão ATX, bem como as placas de CPU ATX,utilizam um conector de alimentação completamente diferente. Trata-se deum conector único, de 20 vias, mostrado na figura 13. Observe que existemalgumas placas de CPU com formato AT, mas que podem ser instaladas emgabinetes ATX. Para isto, essas placas possuem dois conectores dealimentação. Não existe perigo de ligação errada (fonte AT em conectorATX, e vice-versa), pois os conectores são completamente diferentes. Mesmoassim é bom você saber que existem algumas placas com conectores paraambos os tipos de fonte, para que não fique assustado com o conectoradicional (onde ligo isso?).

Observe na figura 13 que além da presença de uma guia plástica na partelateral, os seus furos possuem formatos diferentes, sendo alguns quadrados eoutros pentagonais. Isto evita que o conector da fonte seja ligado de formainvertida.


Figura 5.13

Conector para fonte de alimentação emuma 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 aodisco rígido, o LED que indica que o computador está ligado (Power LED),etc. Na parte traseira deste painel, no interior do gabinete, estão ligadosdiversos fios, nas extremidades dos quais existem conectores que devem serligados na placa de CPU, em locais apropriados. Portanto, todas as placas deCPU possuem conexões para o painel do gabinete, como as que vemos nafigura 14.

Figura 5.14

Conectores para o painel do gabinete.

Existem diferenças sutis entre essas conexões, quando confrontamos placasde CPU novas e placas de CPU antigas. Por exemplo, nas antigas existia umaentrada Turbo, que servia para controlar a velocidade do processador (alta ebaixa). Hoje em dia todos operam na velocidade mais alta. Existia aindauma conexão chamada Keylock, que servia para trancar o teclado, usandouma 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 placasATX. Nas placas ATX, por exemplo, existe uma conexão chamada PowerSwitch, para um botão no gabinete que serve para ligar e desligar, e aindapara colocar o computador em estados de baixo consumo de energia. Asplacas 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, dependendodo encapsulamento do processador:

a) Soquetes ZIF – Este tipo é o mais comum. Era utilizado desde os temposdo 486 e foi também adotado pelo Pentium e seus sucessores que utilizavamos 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. Foramsubstituídos respectivamente pelo Soquete 370 (Pentium III e Celeron) eSocket 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 parapermitir a colocação do processador. Uma vez posicionado, abaixamos aalavanca, e o processador ficará firmemente preso no soquete. Dependendodo processador, um ou dois cantos do soquete possuem uma configuraçãode furos diferente das dos outros cantos. Isto impede que o processador sejaencaixado de forma errada.

a) Slot 1 e Slot A – Usados para processadores em forma de cartucho. O Slot1 era usado pelo Pentium II, bem como pelas versões antigas do Pentium IIIe Celeron. O Slot A é muito parecido, e era usado pelas versões antigas doAthlon.

Figura 5.16

Slot para conexão do Pentium II / Celeronantigos.

Em geral as placas de CPU que usam conectores Slot 1 e Slot A sãoacompanhadas de peças adicionais para ajudar na sustentação e fixação doprocessador.

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 sãoencontradas em placas de CPU para Socket 7 antigas. Placas para Socket 7de fabricação mais recente possuem apenas módulos para memóriasDIMM/168, e algumas menos recentes possuem ambos os tipos de soquete:SIMM/72 e DIMM/168.


Figura 5.17

Soquetes para módulos de memóriaSIMM/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 memóriasSDRAM de encapsulamento DIMM de 168 vias. Apenas as primeiras placaslançadas em 1977 para Pentium II, equipadas com o chipset i440FX (própriopara o Pentium Pro, e aproveitado para o Pentium II), suportavam memóriasEDO DRAM e FPM DRAM, em geral com encapsulamento SIMM de 72vias.

Figura5.18

Soquetes paramemórias DIMM

Memória cache secundária

A cache secundária serve para acelerar o desempenho do processadordurante os seus acessos à memória. Se não fosse pela cache secundária, osprocessadores ficariam bastante lentos, podendo perder até 50% do seu


desempenho. Todos os processadores modernos possuem no seu interior, acache secundária, além da cache primária. Entretanto os processadores maisantigos (especificamente os que usam o Socket 7) não possuem esta cachesecundária embutida, portanto as suas placas de CPU possuem esta cache,formada por chips de memória SRAM (RAM estática). Neste caso, a cacheL2 ou cache secundária, também é chamada de cache externa.

Figura 5.19

Cache externa.

Placas de CPU para processadores Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium4, Athlon e Duron, não possuem cache externa, já que esses processadorespossuem 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 comcache externa. Neste caso, esta cache externa funciona como terciária (L3).

A cache externa mostrada na figura 19 é formada por dois chips, cada umcom 256 kB, soldados diretamente na placa de CPU, totalizando 512 kB. Jána figura 20, vemos um tipo de cache formado por um módulo, que ficaencaixado em um soquete da placa de CPU. Este módulo é chamado deCOAST (Cache on a stick). Entre 1995 e 1996, módulos COAST erambastante comuns em placas de CPU para processadores Pentium e similares,mas a partir de 1997, passou a ser mais comum encontrar a cache externasoldada diretamente na placa de CPU.


Figura 5.20

Cache externa, na forma de ummódulo COAST.

Chipset

Além do processador e das memórias, existem outros circuitos que desempe-nham papéis muito importantes no funcionamento de uma placa de CPU.Sem dúvida o próximo circuito na escala de importância é um grupo dechips que chamamos de CHIPSET. Esses chips pertencem a uma classeespecial chamada VLSI (Very Large Scale of Integration, ou Integração emEscala Muito Alta). No seu interior existem algumas centenas de milhares detransistores.

Figura 5.21

Um dos componentes de um chipset. Muitasvezes os chips são cobertos por um dissipadorde calor, como no detalhe abaixo.

Na ocasião da compra de uma placa de CPU, é muito importante escolher ochipset adequado. Chipsets Intel e Via são atualmente os melhores. Oschipsets produzidos pela SiS são em geral encontrados em placas de CPUmais baratas, e seu desempenho em geral é inferior. É claro que isso podemudar de figura com o passar do tempo. A OPTi, por exemplo, já foi umgrande fabricante de chipsets para placas de CPU, mas hoje não atua maisneste mercado.


E para que serve o chipset? Seus vários circuitos realizam uma série defunções, 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 edas memórias. Por exemplo, o chipset i440BX (Pentium II/III/Celeron) operacom barramento externo de 100 MHz, portanto não permite tirar proveito dobarramento de 133 MHz das versões mais recentes do Pentium III.

Muitos chipsets possuem ainda circuitos de som e vídeo, dispensando o usoda placa de som e da placa de vídeo, e assim possibilitando a produção dePCs mais baratos. O som onboard é em geral satisfatório, mas o vídeoonboard muitas vezes é lento e ainda atrapalha o desempenho doprocessador.

Chips LSI, MSI e SSI

Os chipset é composto de chips VLSI (Very Large Scale of Integration, ouIntegração em Escala Muito Alta), encontramos ainda chips SSI, MSI e LSI(Integração em escala baixa, média e alta). A diferença está nacomplexidade de seus circuitos, traduzidas no número de transistores em seuinterior. A figura 22 mostra os sempre presentes chips SSI, executandofunções simples, como a amplificação de corrente nas interfaces ou nosbarramentos.


Figura 5.22

Chips SSI.

Chips MSI (figura 23) são um pouco mais sofisticados, executando funçõesiguais ou um pouco mais complexas que as dos chips SSI. Por exemplo, ageração 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. Algunspossuem em seu interior, as interfaces seriais, interfaces para drives dedisquetes, 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 formade moeda, que serve para manter em funcionamento o relógio permanente,e também os dados de configuração de hardware existentes no chip CMOS.As baterias de lítio duram em média dois anos, e depois disso precisam sersubstituídas. Felizmente esta substituição é simples, bem como a suaaquisição. Trata-se de uma bateria comum, do mesmo tipo usado emrelógios.

Figura 5.25

Bateria que alimenta o chip CMOS.

Há poucos anos atrás, a maioria das placas de CPU usava bateriasrecarregáveis, de Níquel-Cádmio. Desta forma, não necessitavam, pelomenos a princípio, de substituição. Sempre que o computador é ligado, abateria recebe carga, e passa a fornecer corrente apenas quando o


computador está desligado. Aos poucos, as baterias não recarregáveis, comoa mostrada na figura 25, passaram a ser cada vez mais utilizadas, e hoje emdia as baterias recarregáveis (possuem formato cilíndrico, e em geral na corazul) praticamente não são mais usadas em placas de CPU.

CMOS

Quem vai montar um computador não precisa saber qual dos chips da placade CPU é o CMOS, mas é importante saber que ele existe, e também saberconfigurá-lo, através de um software chamado CMOS Setup. Este chip ficaem funcionamento permanente, mesmo com o computador desligado, graçasà bateria que o alimenta. Em seu interior existe um relógio eletrônico, quepassa o tempo todo contando horas, minutos, segundos, dias, meses e anos.Existe ainda uma pequena área de memória RAM (em geral, 64 bytes), ondeestão armazenadas informações relativas à configuração de hardware docomputador. Depois que terminamos de montar um PC, é preciso programaros 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, Nafigura 26, vemos um exemplo de chip CMOS, com tamanho particularmentegrande. Na maioria dos casos, este chip tem um tamanho bem menor. Namaioria das placas de CPU atuais, o CMOS não é na verdade um chipisolado, e sim, uma parte do chipset.

BIOS

O BIOS (Basic Input-Output System) é um programa que fica armazenadoem uma memória ROM, na placa de CPU. O BIOS entra em ação assimque o computador é ligado, contando a memória, checando e inicializandovários dispositivos de hardware, e finalmente dando início ao processo deboot. Após o boot, o BIOS continua trabalhando, ajudando o sistemaoperacional nos acessos ao hardware. Quando é usado o MS-DOS, o BIOS


realiza ou ajuda no controle dos drives de disquete, disco rígido, interfacesseriais e paralelas, etc. Depois do carregamento do sistema operacional, oBIOS descansa um pouco, já que o S.O. possui suas próprias funções deacesso ao hardware. Mesmo assim, o BIOS ainda realiza algumas tarefas, etambém fornece informações para que o sistema operacional possa fazer seusacessos ao hardware (por exemplo, parâmetros do disco rígido, tamanho damemória, etc.).

Figura 5.27

BIOS da placa de CPU.

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 quenela 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, placasfax/modem, etc. Os slots ISA (Industry Standard Architecture) estãoobsoletos, e já não são mais encontrados nas placas de CPU de fabricaçãorecente. Entretanto você ainda vai encontrá-los em placas de CPUproduzidas até 1999, e em várias produzidas e comercializadas no ano 2000.Até em 2001 ainda podemos encontrar alguns modelos de placas com essesslots. Até aproximadamente o final de 1993, as placas de CPU apresentavamexclusivamente slots ISA. A partir de então passaram a ser usadosbarramentos 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 vídeode alta velocidade.


O barramento ISA é realmente pré-histórico, se comparado com os padrõesatuais de alta velocidade oferecidos pelo PCI e pelo AGP. Opera comapenas 16 bits, e clock de 8 MHz. Isto tornaria possível transferir dados a nomáximo 16 MB/s, porém na prática esta taxa é de apenas 8 MB/s, pois emcada transferência, é usado um ciclo adicional (Wait State) para permitir ofuncionamento de placas de expansão lentas. Os circuitos das placas deexpansão atuais são mais velozes, mas para manter compatibilidade com opadrão ISA original (1980), este ciclo adicional precisa ser mantido, e a taxade transferência máxima fica mesmo limitada em 8 MB/s.

Figura 5.28

Slots ISA.

Apesar de baixa, esta taxa de transferência é bastante adequada paradiversos tipos de placas de expansão. Por exemplo, placas fax/modem foramdas 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 nomodo full duplex (recepção e transmissão simultâneas), a taxa de transmissãoé 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/spermitidos pelo barramento ISA são mais que suficientes para este tipo deaplicação. Da mesma forma, uma placa de som operando com a melhorqualidade sonora possível (44 kHz, 16 bits, estéreo), geraria um tráfego decerca de 170 kB/s, confortavelmente acomodado pelo barramento ISA. Poresta 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 obarramento ISA.

Slots PCI

Os slots PCI (Peripheral Component Interconnect, criados em 1994) são osmais comuns nas placas de CPU modernas. A maioria das placas deexpansão adota este padrão. Todas as modernas placas de CPU Pentium esuperiores (e até algumas placas de 486 e 586) possuem slots PCI. Esses slotsoperam 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 quepodem 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 devídeo (obtendo assim gráficos com movimentos mais rápidos), a Inteldesenvolveu um novo barramento, próprio para comunicação com placas devídeo especiais. Trata-se do AGP (Accelerated Graphics Port).


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 fornecidopelo chipset. A maioria dos chipsets produzidos a partir de 1998 dão suporteao barramento AGP. Isto não quer dizer que todas as placas produzidas comesses chipsets possuem slot AGP. As placas com vídeo onboard, em geral,possuem os circuitos de vídeo embutidos e ligados internamente aobarramento AGP, mas normalmente essas placas não possuem um slot AGP.Assim o usuário não pode instalar uma nova placa de vídeo, precisa ficarlimitado a usar o vídeo onboard, ou então usar uma placa de vídeo PCI. Poroutro lado, todas as placas de CPU de fabricação recente que não têm vídeoonboard, possuem um slot AGP.

Slot AMR

Este tipo de slot (AMR = Audio Modem Riser) é encontrado em váriasplacas de CPU de fabricação recente. Serve para a instalação de placasAMR, que são placas de baixo custo, com circuitos de som e modem.Apesar de muitas placas de CPU possuírem slot AMR, são poucas as placasde expansão AMR disponíveis no mercado.


Figura 5.31

Slot AMR.

Conectores das interfaces

Até aproximadamente 1995, os PCs usavam uma placa conhecida comoIDEPLUS, na qual estavam localizadas diversas interfaces: Interface paradrives de disquete, interface para disco rígido, interfaces seriais, interfacesparalelas e interface para joystick. A partir de então, essas interfaces (comexceção da de joystick, que pode ser encontrada nas placas de som)passaram a ser incluídas na placa de CPU. Deixou de ser necessário usarplacas IDEPLUS.

A figura 32 mostra dois conectores relativos às interfaces IDE. Em cada umadessas interfaces podemos conectar dois dispositivos IDE. Os dispositivosIDE mais comuns são o disco rígido e o drive de CD-ROM, mas existeminúmeros outros, como unidades de fita, ZIP Drive, gravadores de CD, etc.


Figura 5.32

Conectores das interfaces IDE.

Na figura 33 vemos outros conectores presentes na placa de CPU. Oconector da interface paralela permite a conexão com a impressora, além deoutros dispositivos paralelos, como o ZIP Drive paralelo e alguns modelos descanner. Até poucos anos atrás, as portas paralelas operavam no modo SPP(Standard Parallel Port), podendo transferir no máximo 150 kB/s. Asinterfaces paralelas modernas podem operar ainda no modo bidirecional,EPP (Enhanced Paralles Port) e ECP (Enhanced Capabilities Port). Esses doismodos permitem obter taxas de até 2 MB/s. O modo bidirecional transferedados na mesma velocidade do SPP, porém permite, tanto transmitir comoreceber dados. O modo SPP também permite receber dados, mas com umataxa de transferência bem menor, pois neste tipo de transferência, recebeapenas 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 velocidadesde 9.600 bps (bits por segundo). As interfaces modernas operam com até115.200 bps.


Figura 5.33

Conector para drives dedisquetes, porta paralela,COM1 e COM2.

1) Paralela2) Seriais3) Drives de disquete

A figura 34 mostra os conectores das interfaces USB existentes nas placas deCPU modernas. A interface USB serve para conectar de forma padronizada,dispositivos como teclado, mouse, scanner, joystick, etc. O USB existe desde1995, mas só a partir de 1999 começaram a se tornar comuns os dispositivospara este barramento.

Figura 5.34

Conectores das interfaces USB.

Observe que as placas de CPU padrão ATX permitem a conexão direta nosdiversos conectores existentes na sua parte traseira, correspondentes àsinterfaces para teclado, mouse, paralela, seriais e USB. Placas de CPU padrãoAT possuem na parte traseira, apenas um conector para o teclado. Todas asdemais interfaces devem ser ligadas na placa de CPU através de extensõesque acompanham a placa. Mais adiante apresentaremos essas extensões.


Figura 5.35

Conexões na parte traseira deuma placa ATX.

Placas de CPU antigas não possuíam interfaces USB, nem interface paramouse PS/2. Algumas dessas placas possuíam essas interfaces, mas nãotinham os conectores correspondentes para que pudessem ser usadas. Porque um fabricante iria colocar interfaces em uma placa mas não forneceria osconectores para que elas fossem usadas? A razão para esta anomalia é aredução de custo. Os circuitos das interfaces USB e da interface para mousePS/2 são gratuitos, já que fazem parte do chipset. Já os conectores para essasinterfaces deveriam ser providenciados pelos fabricantes de placas de CPU.Como esses dispositivos eram pouco usados, os fabricantes de placasoptavam por não fornece-los. Aos poucos passaram a incluir o conector paramouse PS/2, logo depois os conectores USB. Atualmente, todas as placas deCPU padrão ATX possuem conectores USB e conectores para mouse PS/2.

Jumpers

Os jumpers são pequenas peças plásticas, internamente metalizadas, queservem para serem encaixados em pequenos pinos metálicos existentes naplaca de CPU (ou em qualquer outro tipo de placa), fazendo assim, umcontato elétrico entre esses dois pinos. O resultado é uma espécie deprogramação no modo de funcionamento da placa. Placas de CPU antigaspossuíam diversos jumpers, as modernas possuem poucos. Para que umaplaca funcione, é preciso que ela “saiba” algumas informações, como:

Qual clock externo deverá usarQual é o processador instaladoQual é o clock internoQuais são as voltagem requeridas pelo processadorQue tipo de fonte de alimentação está em uso (AT ou ATX)

Nas placas de CPU antigas, a maioria dessas opções eram definidas atravésde jumpers. Placas de CPU para a plataforma Super 7, de fabricação recente,


também utilizam diversos jumpers. Já as placas para processadores maismodernos (Pentium II, Pentium III, Celeron, Pentium 4, Athlon e Duron)não necessitam de jumpers, pois várias das suas informações sãoconfiguradas automaticamente. Um caso típico é a voltagem interna doprocessador. Os processadores modernos “informam” à placa de CPU qual éa voltagem interna necessária, e a placa gera automaticamente a voltagemcorreta. Nas placas para a plataforma Super 7, esta configuração era feitaatravés de jumpers. Outro recurso que tende a tornar os jumpersdesnecessários é a escolha de opções de funcionamento através do CMOSSetup, ao invés de fazer o mesmo através de jumpers.

Figura 5.36

Jumpers.

Ainda assim, mesmo nas placas de CPU de fabricação mais recente, aindaencontramos alguns jumpers. É o caso do jumper usado para apagar osdados do chips CMOS, que deve ser usado quando o usuário instala umasenha para o boot e esquece esta senha.

Antes de colocar uma placa em funcionamento, é preciso checar como estãoconfigurados os seus jumpers, de acordo com o processador e a memóriainstalados. 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 DIPswitch. Essas chaves possuem a mesma função que os jumpers, mas comuma vantagem: são mais fáceis de manusear. Para posicionar jumpers épreciso usar um pequeno alicate de bico, retirando e colocando os jumpersnas posições corretas. Para posicionar as chaves, basta usar um objetopontiagudo, como a ponteira de uma lapiseira ou uma minúscula chave defenda.

Reguladores de voltagem

Todas as placas de CPU modernas, sejam elas do tipo AT ou ATX, possuemreguladores de voltagem. O motivo é simples: os processadores modernos,dependendo do modelo, podem operar com diversos valores de voltageminterna. A placa de CPU precisa estar preparada para fornecer qualquervoltagem que o processador necessite.

Figura 5.38

Reguladores de voltagem.


Processadores antigos operavam com a tensão fixa de +5 volts, portanto asplacas de CPU AT antigas geravam apenas a tensão de +5 volts paraalimentar a maioria dos circuitos. Além desta tensão, a fonte forneciatambém –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 aresponsável pela maior corrente. Surgiram então processadores 486 parabaixas voltagens, o que tem como principal vantagem, a redução doaquecimento. Como as fontes geravam apenas +5 volts, as placas de CPUpara esses novos processadores passaram a incorporar reguladores devoltagem, que recebiam a tensão de +5 volts da fonte e geravam a tensãomais baixa, requerida pelo processador. Depois disso, chipsets e memóriaspassaram a utilizar também uma tensão mais baixa: 3,3 volts, assim como asversões antigas do Pentium. As placas de CPU passaram a utilizarreguladores para gerar a tensão de +3,3 volts a partir dos +5 voltsprovenientes da fonte de alimentação AT. Na chegada do padrão ATX, afonte passou a incluir uma tensão de +3,3 volts, além dos +5 volts jáexistentes. Não era mais necessário gerar os +3,3 volts através de reguladoresde voltagem. Esta tensão podia ser obtida diretamente da fonte ATX. Placasde CPU padrão AT continuaram a utilizar reguladores para gerar a tensãonecessária a partir da fonte de +5 volts.

Reguladores seriam desnecessários se todos os circuitos utilizassem apenas afonte de +3,3 volts. Ocorre que para reduzir ainda mais o aquecimento, osfabricantes passaram a utilizar no interior dos processadores, tensões aindamais baixas. Apesar das memórias, chipsets e demais circuitos continuaremutilizando +3,3 volts (e por isso a tensão externa do processador precisa sertambém de +3,3 volts), a tensão interna do processador tem diminuído cadavez mais.

Surgiram processadores Pentium MMX, com tensão interna de 2,8 volts.Processadores Cyrix utilizavam 2,9 volts. As primeiras versões do K6utilizavam 3,2 volts, as mais novas versões do K6-2 e K6-III operam comtensões entre 2,2 e 2,4 volts, dependendo do modelo. Os reguladores devoltagem das placas de CPU passaram a não operar mais com voltagensfixas, e sim programáveis, através de jumpers. De acordo com oposicionamento desses jumpers, poderiam ser geradas tensões de 2,0 / 2,1 /2,2 / 2.3 / ... / até 3,5 volts, deixando assim a placa preparada paraprocessadores de praticamente qualquer voltagem.


Placas de CPU para Pentium II, Pentium III, Celeron, Athon e Durontambém possuem reguladores de voltagem, mas não possuem jumpers paraselecionamento de voltagem. Esses processadores são capazes de “informar”a placa de CPU, através do seu soquete, qual é a programação a ser utilizadapelo regulador de voltagem. Desta forma a placa gera automaticamente avoltagem interna do processador, sem que o usuário precise se preocuparcom esta configuração.

Figura 5.39

Outro exemplo de reguladoresde voltagem – são os chipsmais espessos, de 3 terminais,fixos na superfície da placa deCPU.

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

Acessórios que acompanham a placa de CPUQuando você comprar uma placa de CPU, confira se estão sendo fornecidostodos os seus acessórios. A forma mais fácil de conferir isso é abrir o manuale procurar, logo no seu início, a seção “CheckList”


Figura 5.40

Lista de checagem, encontrada no manual de umaplaca de CPU.

Note que muitas placas de CPU possuem itens opcionais, como conectorespara ligação em TV ou LCD e conectores para dispositivos de comunicaçãopor raios infravermelhos. Se você quiser esses itens opcionais, certamenteencontrará muitas dificuldades, pois não são vendidos de forma avulsa, emuitos deles são específicos para a placa à qual pertencem, portanto nãopodem ser substituídos por genéricos.

Deixando de lado acessórios opcionais e incomuns, existem alguns que sãoabsolutamente necessários:

Manual da placa de CPU CD-ROM de configuração da placa de CPU Chapa traseira para os conectores (ATX) Cabos flat Mecanismo de fixação do processador (nos modelos de cartucho)

Algumas placas de CPU são também acompanhadas de um cooler para oprocessador, mas este item, quando não acompanha a placa, pode serencontrado facilmente no mercado.

Manual da placa de CPU

No manual encontramos instruções a respeito da instalação de memórias, aconfiguração dos jumpers, o uso do CMOS Setup, além de outras


informações complementares. Existem ainda informações relativas àconfiguração da placa para diversas versões de sistema operacional. Porexemplo, certos drivers devem ser instalado no Windows 98 / 98SE, mas nãodevem ser instalados sob o Windows ME. Sem essas informações ocomputador poderá ter funcionamento errático. Nunca compre uma placa deCPU 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 sistemaoperacional conseguia realizar todo o controle através do BIOS. Podemosconsiderar 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 atuaçãoreduzida. A maioria dos drivers faz parte do próprio sistema operacional. Anecessidade de drivers para placas de CPU surgiu quando essas placaspassaram a incorporar novos recursos que não existiam nas placastradicionais. O barramento AGP, as interfaces IDE com recursos de DMA,as funções de gerenciamento de energia e o suporte a dispositivos Plug andPlay. Esses recursos não funcionariam sem os drivers apropriados, erealmente é isto o que ocorre.

Quando uma placa de CPU possui recursos novos que não são reconhecidospelo sistema operacional, é preciso instalar os drivers fornecidos pelofabricante da placa, encontrados no CD-ROM que a acompanha. À medidaem que são lançadas novas versões do Windows, os drivers para as placas deCPU já lançadas são incluídas nessas novas versões. Se instalarmos oWindows 98 (lançado em 1998) em uma placa lançada em 1999,provavelmente será preciso instalar os drivers que acompanham a placa, masse for usado o Windows ME (lançado em 2000), os drivers para aquela placade 1999 já estarão incluídos, e não será preciso usar o CD-ROM queacompanha a placa.

Exija sempre o CD-ROM quando comprar uma placa de CPU nova. Se vocêprecisar montar um computador usando uma placa de CPU antiga e nãopossuir o CD-ROM, nem o manual, pode acessar o site do fabricante daplaca para fazer o download do manual e dos drivers.

Chapa traseira para os conectores

Esta chapa metálica é normalmente fornecida com gabinetes ATX. Nelaexistem fendas no formato dos conectores existentes na parte traseira daplaca 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 saídassonoras. É difícil para um fabricante de gabinetes fornecer a chapa metálicacom as fendas corretas, pois existem muitas diferenças entre os conectoresdas diversas placas de CPU. Para evitar problemas, os fabricantes de placasde CPU passaram a fornecer junto com suas placas, a chapa metálicaapropriada.

Figura 5.41

Chapa traseira para osconectores de uma placa deCPU ATX.

Cabos flat

Todas as placas de CPU são acompanhadas de cabos flat IDE e cabos flatpara drives de disquetes (figura 42).


Figura 5.42

Cabos flat para drives de disquete e discorígido IDE.

O cabo flat IDE é um pouco mais largo (com 40 vias) que o cabo flat paradrives de disquete (com apenas 34 vias). Além disso, o cabo flat para drivesde disquete possui um trançamento junto ao conector da sua extremidade,como mostra a figura 42. Em cada um desses cabos existe um conector, maisafastado dos outros dois, que deve ser conectado na placa de CPU. Osoutros dois conectores servem para ligar os drives.

O cabo flat IDE de 40 vias, mostrado na figura 42, é próprio para modelosque operam no máximo no padrão ATA-33. Portanto servem para os discosrígidos antigos (até 1999) e para os drives de CD-ROM. Os discos rígidosmodernos, que operam nos padrões ATA-66 e ATA-100 (66 MB/s e 100MB/s, respectivamente) necessitam de cabos flat especiais, com 80 vias.Todas as placas de CPU atuais possuem interfaces IDE ATA-66, e as maisrecentes são do tipo ATA-100. Essas placas são acompanhadas de um caboflat especial, com 80 vias, próprios para essas modalidades. Ao comprar umaplaca de CPU, exija este cabo, pois é relativamente difícil encontrá-lo àvenda em forma avulsa.


Figura5.43

Detalhe do conectordo cabo flat IDE de80 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 padrõesATA-66 e ATA-100. Seus conectores também possuem 40 contatos, e não80, sendo portanto totalmente compatíveis com dispositivos IDE maisantigos. As interfaces ATA-66 e ATA-100 são capazes de identificar o tipo decabo utilizado, e ativar esses modos de alta velocidade apenas se fordetectado o cabo de 80 vias, mantendo a operação em ATA-33 se fordetectado um cabo de 40 vias. Normalmente as placas de CPU sãofornecidas com dois cabos flat IDE, sendo um de 80 vias (para o discorígido) e um de 40 vias (para o drive de CD-ROM, a ser ligado na segundainterface IDE).

Placas de CPU padrão AT são fornecidas com outros cabos, nãoencontrados nas placas ATX. São cabos para serem ligados nas interfacesseriais e paralelas, como os mostrados na figura 44. Esses cabos possuempequenos conectores, em geral na cor preta, que devem ser ligados nosconectores apropriados da placa de CPU. Na outra extremidade, temos umalâmina metálica que deve ser presa na parte traseira do gabinete. Nessaslâminas estão montados os conectores nos quais ligamos a impressora, omouse, ou outros dispositivos seriais e paralelos.


Figura 5.44

Cabos das interfaces seriais eparalela, usados em placas AT.

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

Figura 5.45

Conector auxiliar parainterfaces seriais, com umconector para mouse padrãoPS/2.

Podemos ainda encontrar outros tipos de conectores auxiliares, tanto emplacas AT como em placas ATX. Algumas placas são possuem duasinterfaces USB, localizadas na sua parte traseira, mas podem possuir maisduas, acessadas através de um conector extra. Muitas placas com som evídeo onboard são acompanhadas de conectores adicionais que devem serfixos na parte traseira do gabinete.


Figura 5.46Outros conectores que podem acompanhar uma placa de CPU

Mecanismo de fixação do processador

Este mecanismo é utilizado apenas quando o processador utiliza o formatode 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 paraoutros soquetes, não utilizam mais mecanismos especiais de fixação. Sãoapenas fixados no seu soquete ZIF, e a seguir fixamos o cooler sobre oprocessador. Já as placas de CPU com Slot 1 e Slot A, são sempreacompanhadas de mecanismos especiais para a fixação do processador.


Figura 5.47

Exemplo de mecanismo de retenção deprocessadores com formato de cartucho.

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

Figura 5.48

Variante do mecanismo de fixação.

A figura 48 mostra uma variante deste mecanismo de fixação. Ao invés deuma única peça, são usadas duas peças que devem ser fixas em furosapropriados da placa de CPU, próximos às extremidades do slot do


processador. Na figura 49 vemos este mecanismo já instalado na placa deCPU.

Figura 5.49

Mecanismo de fixação docartucho do processador, jáinstalado na placa de CPU.

Processadores de cartucho podem utilizar coolers bastante grandes epesados. Isto poderia força o seu slot no sentido lateral (quando a placa deCPU é montada em um gabinete horizontal) mesmo com o uso dosmecanismos de fixação. Para evitar este problema, algumas placas de CPUsão acompanhadas de uma base de sustentação. Esta base é instalada sobre aplaca de CPU e fica exatamente embaixo do cooler, absorvendo todo o seupeso e evitando que o slot do processador sofra esforços laterais. Podemosver esta base de sustentação na figura 50.

Figura 5.50

Base de sustentação doprocessador, serve para absorver opeso do cooler.

Coolers


Cada processador deve utilizar um cooler apropriado. Além de levar emconta o seu formato, devemos levar em conta a sua capacidade de dissipaçãode 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 sãopoucas as placas com esta característica. O processador pode viracompanhado do cooler apropriado. Isto ocorre quando compramos umprocessador na versão “in a box”. Nesta modalidade de comercialização, oprocessador vem em uma caixa, juntamente com o cooler apropriado, enormalmente tem um período maior de garantia (em geral 3 anos). Osprocessadores também podem ser vendidos na forma avulsa. Os fabricantesos vendem em grandes quantidades, acomodados em formas, cada umadelas com vários processadores. Esta modalidade de venda é chamada deOEM. Processadores vendidos assim normalmente possuem menor garantia(em geral de um ano) e não são acompanhados de coolers, porém assimcustam um pouco mais barato.

Figura 5.51

Processador Pentium III “in a box".


Quando o processador é comprado na modalidade OEM, não vemacompanhado de cooler. É preciso então comprar um cooler apropriadopara o processador utilizado.

A figura 52 mostra um típico cooler para processadores que usam o Socket7. Este tipo de cooler possui um conector para ser ligado na fonte dealimentação. Este tipo de cooler é obsoleto, já que não é o ideal para asplacas que usam gerenciamento de energia. Explicando melhor, oscomputadores modernos podem desligar a maioria dos seus circuitos,permanecendo em estado de espera, gastanto pouquíssima energia. O coolermostrado na figura 52, pelo fato de ser ligado diretamente na fonte dealimentação, permanece ligado mesmo durante o estado de espera,produzindo ruído e consumindo energia desnecessariamente.

Figura 5.52

Cooler tradicional, para ser ligado nafonte de alimentação.

O tipo mais moderno de cooler é o mostrado na figura 53. Possui umconector próprio para ser ligado na placa de CPU. Este cooler possuitambém um tacômetro, circuito usado pela placa de CPU para medir avelocidade de rotação. Através deste tipo de conexão, a placa de CPU podemedir e controlar a rotação do ventilador. Pode aumentar a rotação quandoa temperatura do processador aumentar; pode diminuir a rotação quando oprocessador estiver mais frio; pode desligar o ventilador quando ocomputador entra em estado de espera; finalmente pode detectar a ausênciade rotação causada por defeito no ventilador ou por obstrução de sua hélice,problema que se não fosse detectado causaria o superaquecimento doprocessador e sua danificação.


Figura 5.53

Cooler inteligente.

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

Figura5.54

Coolers de váriostamanhos.

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


Figura 5.55

Coolers para processadorescom formato de cartucho.

BarramentosAcabamos de fazer uma apresentação geral das placas de CPU. Vamosagora apresentar mais alguns detalhes técnicos importantes, em maiorprofundidade, a começar pelos barramentos.

Barramentos são conjuntos de sinais digitais através dos quais o processadortransmite e recebe dados de circuitos externos. O barramento local é o maisimportante de todos eles. Fica localizado na placa de CPU, e através dele oprocessador se comunica com a memória DRAM e com os circuitos queformam o chipset. Outros barramentos são utilizados para a comunicaçãocom placas de expansão. São necessários para que o processador tenhaacesso a placas de vídeo, placas de som, placas fax/modem, e todos osdemais tipos de placas. Como esses barramentos necessitam ligar a placa deCPU 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 (PeripheralComponent Interconnect). Nas placas de CPU modernas podemos encontrar3, 4, 5 ou 6 slots PCI. Em algumas placas mais simples, tipicamente aquelasque têm “tudo onboard”, podemos encontrar apenas um ou dois slots PCI.


Figura 5.56

Slots PCI.

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

Placa de vídeo (SVGA) Placa de interface SCSI Placa de rede Placa digitalizadora de vídeo

Figura 5.57

Placas de expansão PCI: uma placa de video e umacontroladora SCSI.


É importante notar que Barramento PCI não é sinônimo de Slot PCI. OBarramento PCI é um conjunto de sinais digitais que partem do chipset e doprocessador, e atingem tanto as placas de expansão, através dos slots, comocircuitos da placa de CPU. Por exemplo, as interfaces para disco rígido e asinterfaces USB embutidas na placa de CPU são controladas através dobarramento PCI, apesar de não utilizar os slots.

Barramento ISA

O barramento ISA (Industry Standard Architecture) surgiu no início dosanos 80. Foi criado pela IBM para ser utilizado no IBM PC XT (8 bits) e noIBM PC AT (16 bits). Apesar de ter sido lançado há muito tempo, podemosencontrar slots ISA em praticamente todos os PCs produzidos nos últimosanos. Apenas a partir do ano 2000 tornaram-se comuns novas placas de CPUque aboliram completamente os slots ISA.

No tempo em que não existiam barramentos mais avançados, as placas deCPU possuíam 6, 7 e até 8 slots ISA. Depois da popularização dobarramento PCI, as placas de CPU passaram a apresentar apenas 2 ou 3 slotsISA. 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 maioriados fabricantes de placas de expansão já adotou definitivamente o padrãoPCI, e não fabricam mais novos modelos ISA. De qualquer forma, a preençade slots ISA em uma placa de CPU é útil caso seja necessário aproveitarplacas de expansão antigas.

As placas fax/modem e as placas de som foram as que mais demoraram paraadotar o padrão PCI. O motivo desta demora é que o tráfego de dados queelas utilizam mal chega a ocupar 5% da capacidade de transferência de umslot 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 placade som.

A figura 58 mostra exemplos de placas de expansão ISA. Observe quealgumas delas utilizam um conector simples (8 bits), enquanto outras utilizamum conector duplo (16 bits). Da mesma forma, os slots ISA podemapresentar um único conector (ISA de 8 bits) ou dois conectores (ISA de 16bits). Placas ISA de 8 bits podem ser encaixadas, tanto em slots ISA de 8 bitscomo em slots ISA de 16 bits. Placas ISA de 16 bits devem ser encaixadasobrigatoriamente em slots ISA de 16 bits (exceto em raríssimos casos deplacas VGA antigas, de 16 bits, mas que se comportam como placas de 8bits ao serem encaixadas em um slot de 8 bits). Os slots ISA de 8 bits eramencontrados em placas de CPU muito antigas.

Observe que Barramento ISA não é sinônimo de Slot ISA. O BarramentoISA é um conjunto de sinais digitais que partem do chipset e domicroprocessador, e atingem tanto as placas de expansão, através dos slots,como circuitos da placa de CPU. Por exemplo, as interfaces para drives dedisquete, interfaces seriais e interface paralela embutidas na placa de CPUsão controladas através do barramento ISA, apesar de não utilizarem os slots.


Barramento AGP

Este barramento foi lançado em 1997 pela Intel, especificamente paraacelerar o desempenho de placas de vídeo em PCs equipados com oPentium II e processadores mais modernos. Trata-se do Acelerated GraphicsPort. É formado por um único slot, como o mostrado na figura 59. Observeque este slot é muito parecido com os utilizados no barramento PCI, masexistem diferenças sutis do ponto de vista mecânico. Fica um pouco maisdeslocado para a parte frontal do computador, além de possuir umaseparação interna diferente da existente no slot PCI. Desta forma, éimpossível encaixar neste slot, uma placa que não seja AGP.

O AGP é um slot solitário, usado exclusivamente para placas de vídeoprojetadas no padrão AGP. Muitos modelos de placas de vídeo sãoproduzidas nas versões PCI e AGP (ex: Voodoo 3 3000 AGP e Voodoo 33000 PCI). A principal vantagem do AGP é a sua taxa de transferência, bemmaior que a verificada no barramento PCI. Podemos ver um slot AGP nafigura 59.

Figura 5.59

Slot AGP.

A figura 60 mostra uma placa de vídeo AGP. Observe a posição do seuconector, mais afastado da parte traseira da placa, o que não ocorre nopadrão PCI.


Figura 5.60

Placa de vídeo AGP.

Placas de CPU com slot AGP só começaram a aparecer no mercado a partirde 1998. As primeiras placas de CPU a apresentar slot AGP foram as queusavam o chipset Intel i440LX, para Pentium II, e depois as que usavam oi440BX. Outros fabricantes de chipsets passaram a desenvolver produtos quetambém davam suporte ao barramento AGP. Placas de CPU para aplataforma 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 barramentoAGP. Em outras palavras, essas placas possuem barramento AGP mas nãopossuem slot AGP. Elas têm os circuitos de vídeo embutidos, ligadas aobarramento AGP, porém não permitem que o usuário desative o vídeoonboard e instale uma placa de vídeo AGP. Como na maioria dos casos ovídeo onboard é de baixo desempenho (mesmo sendo AGP), o usuário quequiser melhorar o desempenho do vídeo precisa se contentar com uma placade vídeo PCI.

Existem entretanto placas de CPU com vídeo onboard mas que possuem umslot AGP disponível para expansões. Placas de CPU com esta característicapodem ser usadas para montar computadores simples, mas que podemposteriormente ser convertidos em modelos mais avançados, através dainstalação de placas de expansão apropriadas.

AGP 1x, 2x e 4x

O barramento AGP é bastante semelhante ao PCI, mas com algumasmodificações voltadas para placas de vídeo. Opera com 32 bits e 66 MHz.


Na sua versão inicial (AGP 1x), cada clock realiza uma transferência de 32bits (4 bytes). Como são 66 MHz, temos 66 milhões de transferências porsegundo. Sendo as transferências de 4 bytes, o número total de bytes porsegundo que podem passar pelo barramento AGP 1x é:

66 MHz x 4 bytes = 264 MB/s

Esta é uma taxa de transferência fantástica. Com ela é possível preenchertodo o conteúdo da memória de vídeo cerca de 90 vezes por segundo (90Hz), supondo uma resolução gráfica de 1024x768x32 bits. Isto é muito maisque os 30 Hz necessários para ter sensação visual de continuidade demovimentos. Portanto 90 Hz pode parecer um exagero, mas não é. O tráfegode dados no barramento AGP não é simplesmente a transferência de“frames” para a memória de vídeo. É preciso fazer continuamente a leiturade texturas que ficam na memória RAM da placa de CPU, para que sejamautomaticamente e rapidamente aplicadas sobre os polígonos que formam asimagens tridimensionais. O tráfego de dados pelo barramento AGP tende aser ainda mais elevado quando são usadas resoluções mais elevadas, quandosão geradas imagens complexas e quando a resolução das texturas é muitoelevada. Por isso existem versões novas do barramento AGP, capazes deoperar com taxas duas ou quatro vezes maiores.

Figura 5.61

Transferências de dados nobarramento AGP, modos 1x e2x.

Desde a criação do barramento AGP, já era previsto o aumento da sua taxade transferência, utilizando os modos 2x e 4x. O modo 2x também operacom 32 bits e 66 MHz, porém em cada período de clock, são feitas duastransferências, ao invés de apenas uma. A figura 61 compara astransferências de dados nos barramentos AGP 1x e 2x. Note que em ambosos casos, o sinal de clock (CLK) é o mesmo, mas no modo 2x é usado o sinalSB_STB para indicar a presença de dados válidos no barramento. Nosinstantes 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 ciclode clock (indicados na figura pelos números 1, 2, etc.) existem duastransições de SB_STB, temos duas transferências a cada ciclo. Portanto ataxa de transferência no modo 2x é dada por:

66 MHz x 2 x 4 bytes = 528 MB/s

Figura 5.62

Transferências AGP nos modos2x e 4x.

O modo 4x utiliza um processo similar. A principal diferença é que o sinalSB_STB apresenta 4 transições a cada período de clock, portanto são feitas 4transferências em cada ciclo. A taxa de transferência no modo 4x é então:

66 MHz x 4 x 4 bytes = 1056 MB/s

As primeiras placas de CPU com slot AGP possuíam suporte apenas para omodo 1x, bem como ocorria com as primeiras placas de vídeo AGP. Em1999 já era comum encontrar placas de CPU e placas de vídeo, ambascapazes de operar no modo AGP 2x. Em 2000, praticamente todas as placasde CPU, e boa parte das placas de vídeo modernas operavam em AGP 4x.

AGP Pro

O slot AGP Pro é uma versão ampliada do AGP, cuja principal característicaé a maior capacidade de fornecimento de corrente. Seu slot é maior, commaior número de contatos, e nesses contatos adicionais existem mais linhasde alimentação. O maior fornecimento de corrente é necessário para asplacas AGP de maior desempenho, muitas delas chegando a dissipar mais de50 watts, possuindo inclusive um cooler sobre o seu chip gráfico, similar aosutilizados nos processadores. Podemos ver um slot AGP Pro na figura 63.Comparando com o slot AGP comum, mostrado na figura 64, podemosobservar 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 maiorque um slot PCI.

Figura5.63

O slot AGP Pro émaior que os slotsPCI.

Figura 5.64

O slot AGP comum é menor queos slots PCI.

As várias voltagens do AGP

Desde que o barramento AGP foi criado, várias versões foram lançadas noque diz respeito à voltagem e velocidade. As primeiras versões operavamcom 3,3 volts. As placas de CPU tinham slots AGP operando com 3,3 vots (aexemplo das memórias, chipsets e o barramento externo dos processadores).As placas de vídeo AGP também operavam com os mesmos 3,3 volts, deforma compatível com a placa de CPU.


Para possibilitar a operação em modo 4x, os níveis de voltagem foramalterados para 1,5 volts. Surgiram então os slots AGP para 1,5 volts, capazesde operar exclusivamente com este nível de voltagem, e os slots AGPuniversais, capazes de operar tanto com 1,5 como com 3,3 volts. Da mesmaforma existem placas AGP de 3,3 volts, placas AGP de 1,5 volts e placasAGP universais.

A figura 65 mostra as diversas versões de slots AGP. O slot de 3,3 voltspossui um chanfro localizado mais próximo da parte traseira da placa deCPU. O slot AGP de 1,5 volts tem o chanfro na posição inversa. Placas devídeo AGP possuem conectores com chanfros correspondentes que seencaixam nos chanfros dos slots. Isto impede, por exemplo, que uma placade 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. Umslot AGP universal não possui chanfro, e está preparado para operar tantocom 3,3 como com 1,5 volts. A placa instalada é reconhecida e o slot passa aoperar com a voltagem apropriada. Da mesma forma encontramos placasAGP universais, com dois chanfros. Elas podem ser encaixadas tanto nosslots de 1,5 como nos de 3,3 volts.

Figura5.65

Os vários tipos deslots AGP.


Figura 5.66

Placas AGP com diferentes posições dechanfros.

Outro ponto importante é a velocidade de operação. As velocidadessuportadas são 1x, 2x e 4x. Quando uma placa AGP é encaixada em um slotAGP de voltagem compatível (note que é impossível fazer o encaixe quandoas voltagens não são compatíveis), prevalecerá a máxima velocidade que sejasuportada simultaneamente pela placa e pelo slot. As primeiras placas deCPU com barramento AGP operavam com 3,3 volts e suportavam apenas omodo AGP 1x. Depois surgiram placas de CPU com chipsets capazes deoperar em AGP 2x, também com 3,3 volts. Os slots AGP universais e os de1,5 volts são encontrados nas placas capazes de operar em 4x. O modo 4xexige a tensão de 1,5 volts.

Uma placa AGP 2x de 3,3 volts não pode ser conectada em um slot AGP de1,5 volts, mas poderá ser encaixada em um slot AGP universal. Esses slotssuportam o modo 4x, mas quando a placa de vídeo é 2x, a taxa detransferência será limitada pela placa de vídeo, apesar da placa de CPUpoder chegar até 4x.

Taxas de transferência dos barramentosO desempenho de uma placa conectada a um barramento depende devários 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 barramentosISA, PCI e AGP.

Barramento Bits Clock Transferênciaspor ciclo

Taxa detransferência

ISA 16 8 MHz 1/2 8 MB/sPCI 32 33 MHz 1 132 MB/sAGP 1x 32 66 MHz 1 266 MB/sAGP 2x 32 66 MHz 2 532 MB/sAGP 4x 32 66 MHz 4 1064 MB/s

O barramento ISA utiliza um clock de 8 MHz, e realiza transferências de 8ou 16 bits. Usando 16 bits, teoricamente poderia transferir 16 MB/s (8 MHz x2 bytes), mas cada transferência utiliza 2 ciclos de clock, como era exigidopelas placas de expansão do início dos anos 80, que eram muito lentas.Portanto realiza em média, meia transferência a cada ciclo. Desta forma, ataxa de transferência obtida com o ISA é de apenas 8 MB/s.

O barramento PCI utiliza um clock de no máximo 33 MHz, comtransferências de 32 bits. Isto resulta em uma taxa de transferência igual a132 MB/s (33 MHz x 4 bytes).

O barramento AGP não está ligado ao PCI, e sim, ao barramento externo doprocessador, apesar de ter muitas características similares às do PCI. Nochamado modo AGP 1x, em cada ciclo AGP é feita uma transferência,resultando em uma taxa de 266 MB/s. Como já mostramos, os modos AGP2x e AGP 4x fornecem 532 MB/s e 1064 MB/s, respectivamente.

Essas comparações mostram como uma placa de vídeo PCI opera com taxade transferência mais lenta (133 MB/s) que um modelo AGP. Muitosmodelos de placas de vídeo são atualmente produzidos nas versões AGP ePCI, sendo que as versões PCI destinam-se a upgrades, ou seja, melhorar osistema de vídeo de PCs antigos. Com o passar do tempo, serão cada vezmais raras as placas de vídeo PCI.

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