Hardware Sumario

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www.editoranovaterra.com.br Sumário PARTE I – CONCEITOS BÁSICOS ................................................................................ 1 CAPÍTULO 1 – A ARQUITETURA PC .......................................................................... 3 Introdução .................................................................................................................. 4 Componentes Típicos de um PC................................................................................. 9 Componentes Internos .......................................................................................... 9 Componentes Externos........................................................................................ 10 CAPÍTULO 2 – NÚMEROS BINÁRIOS ........................................................................ 11 Introdução ................................................................................................................ 12 Entendendo os Números Binários ............................................................................ 15 Palavras Binárias ...................................................................................................... 17 Sistemas de Representação ...................................................................................... 18 Unidades de Grandeza ............................................................................................. 23 Base Hexadecimal ..................................................................................................... 26 Representações......................................................................................................... 27 CAPÍTULO 3 – TRANSMISSÃO DE DADOS ............................................................... 29 Introdução ................................................................................................................ 30 Modos ....................................................................................................................... 30 Canal......................................................................................................................... 32 Clock......................................................................................................................... 33 Métodos .................................................................................................................... 35 Transmissão Paralela........................................................................................... 35 Transmissão em Série.......................................................................................... 36 Transmissão em Série Síncrona...................................................................... 38 Transmissão em Série Assíncrona .................................................................. 39 Transmissão Diferencial................................................................................. 39 Detecção e Correção de Erros................................................................................... 41 Paridade............................................................................................................... 41 Repetição ............................................................................................................. 41 Código de Correção de Erros ............................................................................... 42 Soma de Verificação ............................................................................................ 42 Verificação Cíclica de Redundância .................................................................... 43 Taxa de Transferência .............................................................................................. 43

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HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

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VI

SumárioPARTE I – ConCEITos BásICos ................................................................................1

CAPÍTULo 1 – A ARqUITETURA PC ..........................................................................3

Introdução .................................................................................................................. 4

Componentes Típicos de um PC ................................................................................. 9

Componentes Internos .......................................................................................... 9

Componentes Externos ........................................................................................ 10

CAPÍTULo 2 – númERos BInáRIos ........................................................................11

Introdução ................................................................................................................ 12

Entendendo os Números Binários ............................................................................ 15

Palavras Binárias ...................................................................................................... 17

Sistemas de Representação ...................................................................................... 18

Unidades de Grandeza ............................................................................................. 23

Base Hexadecimal ..................................................................................................... 26

Representações ......................................................................................................... 27

CAPÍTULo 3 – TRAnsmIssão dE dAdos ...............................................................29

Introdução ................................................................................................................ 30

Modos ....................................................................................................................... 30

Canal ......................................................................................................................... 32

Clock ......................................................................................................................... 33

Métodos .................................................................................................................... 35

Transmissão Paralela ........................................................................................... 35

Transmissão em Série.......................................................................................... 36

Transmissão em Série Síncrona ...................................................................... 38

Transmissão em Série Assíncrona .................................................................. 39

Transmissão Diferencial ................................................................................. 39

Detecção e Correção de Erros ................................................................................... 41

Paridade ............................................................................................................... 41

Repetição ............................................................................................................. 41

Código de Correção de Erros ............................................................................... 42

Soma de Verificação ............................................................................................ 42

Verificação Cíclica de Redundância .................................................................... 43

Taxa de Transferência .............................................................................................. 43

VII S U M Á R I O

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PARTE II – A ARqUITETURA x86 .......................................................................... 49

CAPÍTULo 4 – PRoCEssAdoREs: FUnCIonAmEnTo BásICo .............................. 51

Introdução ................................................................................................................ 52

O Modelo de Von Neumann ...................................................................................... 54

Instruções ................................................................................................................. 56

Linguagem de Programação................................................................................. 57

CISC e RISC .......................................................................................................... 57

Tempo de Execução ............................................................................................. 59

Comprimento das Instruções .............................................................................. 60

Memória .................................................................................................................... 60

Memória Cache .................................................................................................... 62

Registradores............................................................................................................ 62

Registradores de Uso Geral ................................................................................. 63

Pilha ..................................................................................................................... 63

Contador de Programa ......................................................................................... 65

Flags .................................................................................................................... 65

Interrupções ............................................................................................................. 66

Arquitetura Básica de Processadores ....................................................................... 67

Clock ......................................................................................................................... 69

Processador de x Bits ............................................................................................... 70

CAPÍTULo 5 – modos dE oPERAção ....................................................................73

Introdução ................................................................................................................ 74

Modo Real ................................................................................................................. 74

Modo Protegido de 16 Bits ....................................................................................... 74

Modo Protegido de 32 Bits ....................................................................................... 75

Modo Virtual-8086 .................................................................................................... 76

Modo de Compatibilidade ........................................................................................ 77

Modo de 64 bits ........................................................................................................ 77

Modo de Gerenciamento do Sistema ........................................................................ 78

CAPÍTULo 6 – oRgAnIzAção dA mEmóRIA .........................................................79

Introdução ................................................................................................................ 80

Representação de Endereços .................................................................................... 80

Organização da Memória no Modo Real ................................................................... 81

Organização da Memória no Modo Protegido........................................................... 83

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VIII

CAPÍTULo 7 – PRoTEção dE mEmóRIA ................................................................85

Introdução ................................................................................................................ 86

Tabelas de Descrição ................................................................................................ 87

Seletor de Segmento ................................................................................................. 88

Cache do Seletor de Segmento ................................................................................. 89

Descritor de Segmento ............................................................................................. 89

CAPÍTULo 8 – PAgInAção .....................................................................................93

Introdução ................................................................................................................ 94

Modos ....................................................................................................................... 95

Funcionamento ......................................................................................................... 96

Modo de Paginação de 32 Bits ............................................................................. 98

Estrutura das Entradas ........................................................................................ 99

Modo de Paginação PAE ..................................................................................... 101

Estrutura das Entradas ...................................................................................... 103

Modo de Paginação IA-32e (64 Bits)................................................................... 105

Estrutura das Entradas ...................................................................................... 106

Cache de Conversão (TLB) ...................................................................................... 106

CAPÍTULo 9 – mULTITAREFA ................................................................................109

Introdução .............................................................................................................. 110

CAPÍTULo 10 – REgIsTRAdoREs ..........................................................................113

Introdução .............................................................................................................. 114

Registradores de Uso Geral .................................................................................... 114

Registradores de Segmento .................................................................................... 116

Registradores de Índice .......................................................................................... 117

Ponteiro de Instrução ............................................................................................. 117

Flags ....................................................................................................................... 118

Registradores de Controle ...................................................................................... 118

Registradores de Debug ......................................................................................... 121

Registradores de Gerenciamento de Memória ........................................................ 122

Outros Registradores .............................................................................................. 122

CAPÍTULo 11 – InTERRUPçõEs E ExCEçõEs .......................................................123

Introdução .............................................................................................................. 124

Exceções ................................................................................................................. 124

IX S U M Á R I O

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Funcionamento ....................................................................................................... 126

CAPÍTULo 12 – UnIdAdE dE PonTo FLUTUAnTE ..............................................127

Introdução .............................................................................................................. 128

Registradores x87 de Dados ................................................................................... 129

Registrador de Estado ............................................................................................ 129

Registrador de Controle ......................................................................................... 130

Registrador de Rótulo ............................................................................................. 131

Ponteiro de Instruções e Dados .............................................................................. 132

Registrador de Opcode ........................................................................................... 132

Instruções MMX, 3DNow!, SSE, AVX e AES-NI .......................................................... 132

CAPÍTULo 13 – InsTRUçõEs mmx, 3dnow!, ssE, AVx E AEs-nI ........................133

Introdução .............................................................................................................. 134

Exemplo de Uso ...................................................................................................... 134

MMX ........................................................................................................................ 136

3DNow! ................................................................................................................... 137

SSE .......................................................................................................................... 137

SSE2 ........................................................................................................................ 137

SSE3 ........................................................................................................................ 138

SSSE3 ...................................................................................................................... 138

SSE4a ...................................................................................................................... 138

SSE4.1 ..................................................................................................................... 138

SSE4.2 ..................................................................................................................... 139

AVX ......................................................................................................................... 139

AVX2 ....................................................................................................................... 140

AES-NI ..................................................................................................................... 140

CAPÍTULo 14 – mEmóRIA CAChE .........................................................................141

Introdução .............................................................................................................. 142

Níveis ...................................................................................................................... 142

Funcionamento ....................................................................................................... 143

Arquitetura ............................................................................................................. 144

Cache com Mapeamento Direto ......................................................................... 144

Cache Completamente Associativo ................................................................... 146

Cache Associativo por Grupos .......................................................................... 147

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X

CAPÍTULo 15 – TECnoLogIAs PARA o AUmEnTo do dEsEmPEnho ...............149

Introdução .............................................................................................................. 150

Previsão de Desvios ................................................................................................ 150

Arquitetura Superescalar ........................................................................................ 151

Execução Fora de Ordem ........................................................................................ 151

Execução Especulativa ............................................................................................ 152

Renomeamento de Registradores ...................................................................... 152

Arquitetura Híbrida CISC/RISC ............................................................................... 153

Fusão de Microinstruções ....................................................................................... 153

Fusão de Instruções ................................................................................................ 154

Tecnologia de Múltiplos Núcleos ........................................................................... 154

Tecnologia Hyper-Threading .................................................................................. 156

Overclock Dinâmico ............................................................................................... 156

CAPÍTULo 16 – VIRTUALIzAção ..........................................................................159

Introdução .............................................................................................................. 160

Funcionamento ....................................................................................................... 162

Funcionamento das Instruções VT-x ................................................................. 163

Funcionamento das Instruções AMD-V .............................................................. 164

Virtualização de Segunda Geração ......................................................................... 165

CAPÍTULo 17 – gEREnCIAmEnTo dE ConsUmo ELéTRICo ...............................167

Introdução .............................................................................................................. 168

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) ............................................. 168

SpeedStep, Cool’n’Quiet e PowerNow! .................................................................... 170

Relação Entre Potência, Tensão e Frequência .................................................... 170

Diminuindo o Clock do Processador ................................................................. 171

Monitoramento Térmico ......................................................................................... 172

Estados de Economia de Energia ............................................................................ 173

Estados C ........................................................................................................... 173

PARTE III – PRoCEssAdoREs ................................................................................177

CAPÍTULo 18 – PRoCEssAdoREs x86 dE PRImEIRA A qUARTA gERAção .......179

Introdução .............................................................................................................. 180

8086, 8088 e V20 .................................................................................................... 182

286.......................................................................................................................... 183

XI S U M Á R I O

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386.......................................................................................................................... 184

486.......................................................................................................................... 186

486DX ................................................................................................................ 186

486DLC e 486SLC .............................................................................................. 186

486SX e 487SX ................................................................................................... 187

486DX2 e OverDrive .......................................................................................... 187

486SX2 ............................................................................................................... 187

486DX4 .............................................................................................................. 187

Soquetes ............................................................................................................ 188

5x86 ........................................................................................................................ 188

CAPÍTULo 19 – PRoCEssAdoREs x86 soqUETE 7 ..............................................189

Introdução .............................................................................................................. 190

Soquetes ................................................................................................................. 192

Pentium .................................................................................................................. 193

Pentium MMX .......................................................................................................... 194

Pentium OverDrive ................................................................................................. 194

6x86 ........................................................................................................................ 195

5x86 ........................................................................................................................ 195

6x86MX e MII .......................................................................................................... 195

Nx586 ..................................................................................................................... 196

K5 ........................................................................................................................... 196

K6 ........................................................................................................................... 197

K6-2 ........................................................................................................................ 197

K6-III ....................................................................................................................... 198

CAPÍTULo 20 – PRoCEssAdoREs InTEL dE sExTA gERAção – PARTE 1 ..........199

Introdução .............................................................................................................. 200

Arquitetura ............................................................................................................. 202

Integração do Cache de Memória L2 ................................................................. 204

Pipeline .............................................................................................................. 206

Decodificador de Instruções ............................................................................. 209

Execução das Microinstruções ........................................................................... 210

A Estação de Reserva ......................................................................................... 212

Unidades de Execução ....................................................................................... 212

Pentium Pro ............................................................................................................ 214

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XII

Arquitetura ........................................................................................................ 214

Pentium II ............................................................................................................... 215

Arquitetura ........................................................................................................ 215

Pentium II OverDrive .............................................................................................. 216

Pentium II Xeon ...................................................................................................... 216

Mobile Pentium ....................................................................................................... 217

Pentium III .............................................................................................................. 217

Arquitetura ........................................................................................................ 218

Modelos ............................................................................................................. 220

Mobile Pentium III .................................................................................................. 220

Mobile Pentium III-M............................................................................................... 221

Celeron ................................................................................................................... 221

Mobile Celeron ....................................................................................................... 222

Pentium III Xeon ..................................................................................................... 223

CAPÍTULo 21 – PRoCEssAdoREs InTEL dE séTImA gERAção ..........................225

Introdução .............................................................................................................. 226

Arquitetura Netburst .............................................................................................. 226

Pipeline .............................................................................................................. 229

Decodificador de Instruções ............................................................................. 234

Cache de Traço .................................................................................................. 234

Execução das Microinstruções ........................................................................... 235

Unidades de Execução ....................................................................................... 236

Barramento Externo ........................................................................................... 238

Pentium 4 ............................................................................................................... 238

Pentium 4 HT .......................................................................................................... 240

Pentium 4 Extreme Edition ..................................................................................... 241

Pentium D ............................................................................................................... 242

Pentium Extreme Edition ........................................................................................ 242

Pentium 4-M ........................................................................................................... 243

Mobile Pentium 4 .................................................................................................... 244

Celeron ................................................................................................................... 244

Celeron D ................................................................................................................ 245

Mobile Celeron ....................................................................................................... 246

Xeon ........................................................................................................................ 246

Xeon MP .................................................................................................................. 248

XIII S U M Á R I O

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CAPÍTULo 22 – PRoCEssAdoREs InTEL dE sExTA gERAção – PARTE 2 ..........251

Introdução .............................................................................................................. 252

Pentium M ............................................................................................................... 253

Microarquitetura ................................................................................................ 253

Modelos ............................................................................................................. 256

Core Solo ................................................................................................................ 257

Core Duo ................................................................................................................. 257

Microarquitetura Core ............................................................................................ 258

Desambiguação de Memória .............................................................................. 259

Unidades de Execução ....................................................................................... 260

Cache L2 Compartilhado ................................................................................... 261

Core 2 Duo .............................................................................................................. 263

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 263

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 264

Core 2 Solo ............................................................................................................. 264

Core 2 Quad ............................................................................................................ 265

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 265

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 265

Core 2 Extreme ....................................................................................................... 266

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 266

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 267

Pentium e Pentium Dual Core ................................................................................. 267

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 268

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 268

Celeron ................................................................................................................... 269

Celeron M ............................................................................................................... 269

Xeon ........................................................................................................................ 270

Modelos Sem Multiprocessamento Simétrico .................................................... 271

Modelos Com Multiprocessamento Simétrico em Duas Vias ............................. 272

Xeon MP .................................................................................................................. 272

CAPÍTULo 23 – PRoCEssAdoREs InTEL dE sExTA gERAção – PARTE 3 ..........275

Introdução .............................................................................................................. 276

Microarquitetura Nehalem ...................................................................................... 277

Controlador de Memória Integrado ................................................................... 281

Controlador PCI Express 2.0 Integrado ............................................................. 284

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XIV

Interface Externa ............................................................................................... 285

DMI (Direct Media Interface) .............................................................................. 285

QPI (QuickPath Interconnect) ............................................................................ 285

Controlador de Vídeo Integrado ........................................................................ 287

Detector de Laços .............................................................................................. 287

Unidades de Execução ....................................................................................... 288

Cache L3 Compartilhado ................................................................................... 290

Core i3 de Primeira Geração ................................................................................... 290

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 291

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 291

Core i5 de Primeira Geração ................................................................................... 292

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 292

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 293

Core i7 de Primeira Geração ................................................................................... 293

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 294

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 294

Microarquitetura Sandy Bridge ............................................................................... 295

Cache de Microinstruções Decodificadas .......................................................... 297

Unidades de Execução ....................................................................................... 297

Arquitetura em Anel .......................................................................................... 300

Core i3 de Segunda Geração ................................................................................... 300

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 301

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 301

Core i5 de Segunda Geração ................................................................................... 301

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 302

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 302

Core i7 de Segunda Geração ................................................................................... 303

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 303

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 304

Microarquitetura Ivy Bridge ................................................................................... 305

Recursos de Segurança ...................................................................................... 306

Core i3 de Terceira Geração ................................................................................... 307

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 307

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 308

Core i5 de Terceira Geração ................................................................................... 308

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 308

XV S U M Á R I O

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Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 309

Core i7 de Terceira Geração ................................................................................... 309

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 309

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 310

Microarquitetura Haswell ....................................................................................... 310

Unidades de Execução ....................................................................................... 311

Pentium .................................................................................................................. 313

Modelos Para Micros de Mesa ............................................................................ 314

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 314

Modelos Para Servidores ................................................................................... 315

Celeron ................................................................................................................... 316

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 316

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 317

Xeon ........................................................................................................................ 317

Modelos Sem Multiprocessamento Simétrico .................................................... 318

Modelos com Multiprocessamento Simétrico em Duas Vias ............................. 319

Modelos com Multiprocessamento Simétrico em até Quatro Vias .................... 321

Modelos com Multiprocessamento Simétrico em até Oito Vias ........................ 321

CAPÍTULo 24 – PRoCEssAdoREs InTEL ATom ...................................................323

Introdução .............................................................................................................. 324

Arquitetura ............................................................................................................. 325

Modelos .................................................................................................................. 329

Diamondville ..................................................................................................... 329

Pineview ............................................................................................................ 330

Cedarview .......................................................................................................... 330

Silverthorne ....................................................................................................... 331

Lincroft .............................................................................................................. 331

Tunnel Creek ..................................................................................................... 331

Stellarton ........................................................................................................... 332

Sodaville ............................................................................................................ 332

Medfield ............................................................................................................. 332

Clover Trail ........................................................................................................ 333

CAPÍTULo 25 – PRoCEssAdoREs Amd dE séTImA gERAção ............................335

Introdução .............................................................................................................. 336

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XVI

Arquitetura ............................................................................................................. 336

Unidades de Execução ....................................................................................... 337

Pipeline .............................................................................................................. 340

Barramento Externo ........................................................................................... 343

Athlon ..................................................................................................................... 343

Athlon 4 e Athlon XP .............................................................................................. 345

Duron...................................................................................................................... 346

Sempron ................................................................................................................. 347

Mobile Athlon 4 ...................................................................................................... 349

Mobile Athlon XP .................................................................................................... 349

Athlon XP-M ............................................................................................................ 350

Mobile Duron .......................................................................................................... 350

Athlon MP ............................................................................................................... 351

CAPÍTULo 26 – PRoCEssAdoREs Amd dE oITAVA gERAção ...........................353

Introdução .............................................................................................................. 354

Arquitetura ............................................................................................................. 354

Interface HyperTransport 1.x e 2.0 ................................................................... 355

O Clock da Memória .......................................................................................... 360

Athlon 64 ................................................................................................................ 361

Athlon 64 X2 e Athlon X2 ....................................................................................... 362

Athlon 64 FX ........................................................................................................... 363

Sempron ................................................................................................................. 364

Mobile Athlon 64 .................................................................................................... 366

Mobile Sempron ...................................................................................................... 366

Athlon XP-M ............................................................................................................ 368

Turion 64 ................................................................................................................ 368

Turion 64 X2 e Turion X2 ....................................................................................... 368

Turion X2 Ultra ....................................................................................................... 369

Athlon Neo .............................................................................................................. 370

Athlon Neo X2 ......................................................................................................... 370

Turion Neo X2......................................................................................................... 371

Opteron .................................................................................................................. 371

CAPÍTULo 27 – PRoCEssAdoREs Amd dE nonA gERAção ..............................373

Introdução .............................................................................................................. 374

XVII S U M Á R I O

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Arquitetura ............................................................................................................. 374

Tecnologia de Otimização de Memória ............................................................. 377

HyperTransport 3.0 ........................................................................................... 378

Phenom ................................................................................................................... 380

Phenom II................................................................................................................ 381

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 381

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 383

Athlon X2 ................................................................................................................ 383

Athlon II .................................................................................................................. 384

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 384

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 385

Sempron ................................................................................................................. 385

Turion II .................................................................................................................. 386

Turion II Ultra ......................................................................................................... 387

Athlon II Neo .......................................................................................................... 387

Série V..................................................................................................................... 388

Série A .................................................................................................................... 388

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 389

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 390

Série E ..................................................................................................................... 391

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 391

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 391

Opteron .................................................................................................................. 391

CAPÍTULo 28 – PRoCEssAdoREs Amd dE déCImA gERAção ...........................393

Introdução .............................................................................................................. 394

Arquitetura Bulldozer ............................................................................................. 394

Unidades de Execução ....................................................................................... 397

Características ................................................................................................... 398

FX ............................................................................................................................ 399

Série A .................................................................................................................... 400

Modelos Para Computadores de Mesa ............................................................... 401

Modelos Para Computadores Portáteis .............................................................. 402

Opteron .................................................................................................................. 403

Arquitetura Bobcat ................................................................................................. 404

HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

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XVIII

Processadores Baseados na Arquitetura Bobcat ..................................................... 406

CAPÍTULo 29 – ARqUITETURA ARm ....................................................................409

Introdução .............................................................................................................. 410

Estados de Execução ............................................................................................... 410

Conjuntos de Instruções ........................................................................................ 411

Estados de Operação .............................................................................................. 411

Registradores.......................................................................................................... 412

Registradores no Estado AArch32 ..................................................................... 412

Registradores no Estado AArch64 ..................................................................... 414

Acesso à Memória ................................................................................................... 415

Pipeline ................................................................................................................... 415

PARTE IV – mEmóRIA ............................................................................................417

CAPÍTULo 30 – RAm ..............................................................................................419

Introdução .............................................................................................................. 420

Memória Estática .................................................................................................... 421

Memória Dinâmica .................................................................................................. 422

Memórias Assíncronas ............................................................................................ 424

Memórias Síncronas ............................................................................................... 426

Arquitetura ........................................................................................................ 426

Acesso ............................................................................................................... 429

Modo Rajada ...................................................................................................... 432

Temporizações .................................................................................................. 433

Organização ....................................................................................................... 434

DDR ................................................................................................................... 435

Classificações .................................................................................................... 436

Gerações ............................................................................................................ 437

Memórias GDDR ................................................................................................. 439

Módulos de Memória .............................................................................................. 442

Classificação ...................................................................................................... 444

Memórias Registradas ....................................................................................... 445

Memórias ECC .................................................................................................... 446

Configuração ..................................................................................................... 446

Instalação .......................................................................................................... 447

Canais de Memória ................................................................................................. 448

XIX S U M Á R I O

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Desempenho ........................................................................................................... 450

CAPÍTULo 31 – Rom ..............................................................................................451

Introdução .............................................................................................................. 452

Tipos....................................................................................................................... 453

Conteúdo da ROM ................................................................................................... 454

Memória de Configuração ...................................................................................... 455

Sombreamento........................................................................................................ 456

CAPÍTULo 32 – mEmóRIAs FLAsh ........................................................................457

Introdução .............................................................................................................. 458

Arquitetura ............................................................................................................. 458

SLC e MLC ............................................................................................................... 460

Memórias NOR ........................................................................................................ 461

Memórias NAND ..................................................................................................... 462

Vida Útil .................................................................................................................. 465

Tempo de Retenção ................................................................................................ 465

PARTE V – PLACAs-mãE ........................................................................................467

CAPÍTULo 33 – PLACAs-mãE ................................................................................469

Introdução .............................................................................................................. 470

Arquitetura ............................................................................................................. 472

Processadores com Controlador PCI Express Integrado .................................... 472

Processadores com Controlador de Memória Integrado ................................... 475

Processadores Sem Controlador de Memória Integrado .................................... 477

Formatos ................................................................................................................. 479

Soquete do Processador ......................................................................................... 480

Soquetes de Memória ............................................................................................. 482

Conectores de Alimentação .................................................................................... 482

Bateria .................................................................................................................... 484

Conectores Para Ventoinhas ................................................................................... 485

Mostrador de Diagnósticos ..................................................................................... 485

Camadas de Cobre .................................................................................................. 486

CAPÍTULo 34 – sLoTs dE ExPAnsão ...................................................................487

Introdução .............................................................................................................. 488

ISA .......................................................................................................................... 490

HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

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XX

MCA ........................................................................................................................ 491

EISA ......................................................................................................................... 491

VLB .......................................................................................................................... 492

PCI .......................................................................................................................... 492

PCI-X ....................................................................................................................... 495

AGP ......................................................................................................................... 497

AGP Pro ................................................................................................................... 499

AMR ........................................................................................................................ 500

CNR ......................................................................................................................... 502

ACR ......................................................................................................................... 503

PCI Express ............................................................................................................. 504

Pistas ................................................................................................................. 505

Versões .............................................................................................................. 506

Slots ................................................................................................................... 507

Mini PCI Express ..................................................................................................... 509

mSATA .................................................................................................................... 510

M.2 .......................................................................................................................... 510

CAPÍTULo 35 – PoRTAs dE ComUnICAção ........................................................511

Introdução .............................................................................................................. 512

SATA ....................................................................................................................... 512

SAS .......................................................................................................................... 515

eSATA ..................................................................................................................... 515

PATA (“IDE”) ........................................................................................................... 517

Controlador de Unidade de Disquete ..................................................................... 519

USB.......................................................................................................................... 520

Conectores ......................................................................................................... 522

FireWire (IEEE1394) ................................................................................................. 526

Thunderbolt ........................................................................................................... 527

Porta de Rede.......................................................................................................... 529

Portas PS/2 ............................................................................................................. 531

Conectores de Áudio .............................................................................................. 532

Conectores de Vídeo ............................................................................................... 535

Conexão Infravermelha .......................................................................................... 537

Porta Serial ............................................................................................................. 538

Porta Paralela .......................................................................................................... 540

XXI S U M Á R I O

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SCSI ......................................................................................................................... 541

Comandos .......................................................................................................... 542

SCSI-1 ................................................................................................................. 542

SCSI-2 ................................................................................................................. 542

SCSI-3 ................................................................................................................. 543

Teoria de Instalação .......................................................................................... 544

Conectores ......................................................................................................... 546

CAPÍTULo 36 – CIRCUITo REgULAdoR dE TEnsão ...........................................549

Introdução .............................................................................................................. 550

Funcionamento ....................................................................................................... 550

Arquitetura ............................................................................................................. 551

Componentes ......................................................................................................... 554

Controlador PWM ............................................................................................... 554

Transistores ....................................................................................................... 555

Bobinas .............................................................................................................. 556

Capacitores ........................................................................................................ 557

PARTE VI – VÍdEo ..................................................................................................559

CAPÍTULo 37 – PLACAs dE VÍdEo .......................................................................561

Introdução .............................................................................................................. 562

Conceitos Básicos ................................................................................................... 562

Resolução .......................................................................................................... 562

Relação de Aspecto ............................................................................................ 563

Cor ..................................................................................................................... 564

Taxa de Atualização .......................................................................................... 565

Varredura ........................................................................................................... 566

Implementações ..................................................................................................... 568

Arquitetura ............................................................................................................. 570

Interface de Comunicação ................................................................................. 571

Processador Gráfico .......................................................................................... 572

Memória de Vídeo .............................................................................................. 573

Barramento da Memória de Vídeo ..................................................................... 575

RAMDAC ............................................................................................................ 575

Conectores de Vídeo .......................................................................................... 576

Circuito Regulador de Tensão ........................................................................... 576

HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

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XXII

Conectores de Alimentação Auxiliar ................................................................. 577

Princípios de Funcionamento ................................................................................. 578

Modo Texto ........................................................................................................ 578

Modo Gráfico ..................................................................................................... 579

Aceleração 2D ......................................................................................................... 579

Aceleração 3D ......................................................................................................... 580

GPGPU ..................................................................................................................... 580

CrossFireX e SLI ...................................................................................................... 582

ATI Hybrid Graphics, Hybrid SLI (GeForce Boost) e Virtu Universal MVP (HyperFormance) ............................................................................ 583

Múltiplos Monitores ............................................................................................... 584

Tecnologia 3D......................................................................................................... 585

Tecnologia Passiva ............................................................................................ 585

Tecnologia Ativa ................................................................................................ 586

Placas de Vídeo Compatíveis ............................................................................. 587

Desvantagens .................................................................................................... 587

CAPÍTULo 38 – ACELERAção dE mÍdIA ..............................................................589

Introdução .............................................................................................................. 590

Decodificadores de Mídia ....................................................................................... 591

Recursos de Melhoria de Imagem ........................................................................... 592

CAPÍTULo 39 – ACELERAção 3d .........................................................................597

Introdução .............................................................................................................. 598

Interface de Programação (API) .............................................................................. 599

DirectX ............................................................................................................... 600

Processamento de Imagens .................................................................................... 601

Envio de Instruções ........................................................................................... 602

Sombreamento de Vértices ................................................................................ 603

Tesselação ......................................................................................................... 604

Sombreamento de Geometria ............................................................................ 604

Triangulação ...................................................................................................... 604

Rasterização ...................................................................................................... 605

Sombreamento de Pixels ................................................................................... 607

Fusão ................................................................................................................. 607

PhysX ...................................................................................................................... 608

XXIII S U M Á R I O

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Desempenho vs. Qualidade de Imagem ................................................................. 609

Ajustes da Qualidade da Imagem ........................................................................... 611

Suavização de Serrilhado .................................................................................. 612

Filtragem Anisotrópica ...................................................................................... 614

Sincronismo Vertical ......................................................................................... 616

CAPÍTULo 40 – ConECToREs dE VÍdEo ..............................................................617

Introdução .............................................................................................................. 618

Vídeo Composto ..................................................................................................... 618

S-Video .................................................................................................................... 619

Vídeo Componente ................................................................................................. 620

RGB ......................................................................................................................... 622

VGA ......................................................................................................................... 623

DVI .......................................................................................................................... 625

HDMI ....................................................................................................................... 628

DisplayPort ............................................................................................................. 630

Thunderbolt ........................................................................................................... 632

CAPÍTULo 41 – monIToREs dE VÍdEo CRT ........................................................633

Introdução .............................................................................................................. 634

Tubo de Imagem ..................................................................................................... 634

Tamanho da Tela .................................................................................................... 636

Dot Pitch ................................................................................................................. 636

Varredura................................................................................................................ 638

Padrões ................................................................................................................... 641

Seleção de Monitores CRT ...................................................................................... 642

CAPÍTULo 42 – monIToREs dE VÍdEo LCd ........................................................645

Introdução .............................................................................................................. 646

O Cristal Líquido .................................................................................................... 646

Matriz Passiva .................................................................................................... 649

Matriz Ativa ....................................................................................................... 649

Luz de Fundo ..................................................................................................... 649

Características de Monitores LCD .......................................................................... 650

Tamanho da Tela ............................................................................................... 650

Relação de Aspecto ............................................................................................ 650

HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

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XXIV

Resolução .......................................................................................................... 650

Cor ..................................................................................................................... 651

Tempo de Resposta ........................................................................................... 652

Brilho ................................................................................................................. 652

Relação de Contraste ......................................................................................... 652

Ângulo de Visão ................................................................................................. 653

Tecnologia 3D .................................................................................................... 653

Conexão ............................................................................................................. 654

Usando uma HDTV como Monitor .......................................................................... 654

PARTE VII – ARmAzEnAmEnTo ............................................................................655

CAPÍTULo 43 – dIsCos RÍgIdos ..........................................................................657

Introdução .............................................................................................................. 658

Geometria ............................................................................................................... 659

Formato dos Setores ............................................................................................... 660

Métodos de Endereçamento ................................................................................... 661

Capacidade ............................................................................................................. 663

Limites de Capacidade ........................................................................................... 664

Formatação ............................................................................................................. 666

Arquitetura ............................................................................................................. 667

Discos Rígidos Híbridos ......................................................................................... 669

S.M.A.R.T. ............................................................................................................... 669

Interface de Comunicação ...................................................................................... 670

Características Técnicas ......................................................................................... 671

Capacidade ........................................................................................................ 671

Velocidade de Rotação ...................................................................................... 671

Tamanho Físico ................................................................................................. 672

Interface ............................................................................................................ 672

Tamanho do Buffer ............................................................................................ 672

Taxa de Transferência ....................................................................................... 672

Tempo de Acesso .............................................................................................. 673

Consumo ........................................................................................................... 673

Densidade .......................................................................................................... 673

CAPÍTULo 44 – ssds..............................................................................................675

Introdução .............................................................................................................. 676

XXV S U M Á R I O

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Capacidade ............................................................................................................. 676

Limites de Capacidade ........................................................................................... 677

Balanceamento de Desgaste ................................................................................... 677

Amplificação de Escrita .......................................................................................... 678

Coleta de Lixo ......................................................................................................... 678

TRIM ....................................................................................................................... 679

Recuperação de Dados ........................................................................................... 680

Espaço Reservado ................................................................................................... 680

Vida Útil .................................................................................................................. 681

Desfragmentação .................................................................................................... 682

Arquitetura ............................................................................................................. 683

Chip Controlador ............................................................................................... 683

Memória ............................................................................................................. 684

Características Técnicas ......................................................................................... 685

Capacidade ........................................................................................................ 685

Tipo de Memória ............................................................................................... 685

Modelo do Controlador ..................................................................................... 685

Desempenho ...................................................................................................... 686

Tamanho Físico ................................................................................................. 686

Interface ............................................................................................................ 686

SSDs vs. Discos Rígidos .......................................................................................... 687

CAPÍTULo 45 – RAId .............................................................................................689

Introdução .............................................................................................................. 690

Divisão de Dados .................................................................................................... 690

Limite de 2 TiB .................................................................................................. 691

Espelhamento ......................................................................................................... 691

Modos RAID ............................................................................................................ 692

RAID 0 ................................................................................................................ 692

RAID 1 ................................................................................................................ 692

RAID 0+1 ............................................................................................................ 693

RAID 10 .............................................................................................................. 694

RAID 1E .............................................................................................................. 696

RAID 2 ................................................................................................................ 696

RAID 3 ................................................................................................................ 696

RAID 0+3, 30 ou 53 ............................................................................................ 696

HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

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XXVI

RAID 4 ................................................................................................................ 699

RAID 5 ................................................................................................................ 699

RAID 6 ................................................................................................................ 699

RAID 7 ................................................................................................................ 699

JBOD .................................................................................................................. 700

Software vs. Hardware ............................................................................................ 700

CAPÍTULo 46 – UnIdAdEs óPTICAs ....................................................................701

Introdução .............................................................................................................. 702

CD ........................................................................................................................... 702

Tamanho Físico ................................................................................................. 703

Funcionamento .................................................................................................. 703

Modulação ......................................................................................................... 705

Trilha ................................................................................................................. 706

Formatação ........................................................................................................ 706

Subcanal Q ......................................................................................................... 707

Capacidade ........................................................................................................ 708

Modos ................................................................................................................ 709

Velocidade ......................................................................................................... 710

Mídias ................................................................................................................ 711

Mídias Comerciais ............................................................................................. 712

CD-R ................................................................................................................... 712

CD-RW ................................................................................................................ 714

Gravação ............................................................................................................ 716

DVD ........................................................................................................................ 717

Funcionamento .................................................................................................. 717

Formatação ........................................................................................................ 719

Capacidades ...................................................................................................... 723

Velocidade ......................................................................................................... 723

DVD-Vídeo ......................................................................................................... 724

Áudio ................................................................................................................. 724

Áreas de Reprodução ......................................................................................... 725

DVD-Áudio ......................................................................................................... 727

Mídias ................................................................................................................ 727

Diferenças Entre DVD-R/DVD-RW e DVD+R/DVD+RW ....................................... 728

Blu-Ray ................................................................................................................... 729

XXVII S U M Á R I O

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Tamanho Físico ................................................................................................. 729

Funcionamento .................................................................................................. 729

Formatação ........................................................................................................ 730

Velocidade ......................................................................................................... 731

Capacidade ........................................................................................................ 731

Mídias ................................................................................................................ 732

Filmes ................................................................................................................ 732

Áreas de Reprodução ......................................................................................... 732

Áudio ................................................................................................................. 733

Interface de Comunicação ...................................................................................... 734

Conexão de Áudio .................................................................................................. 734

Características Técnicas ......................................................................................... 735

Tamanho Físico ................................................................................................. 735

Mídias Suportadas ............................................................................................. 735

Velocidade ......................................................................................................... 735

Interface ............................................................................................................ 736

Tamanho do Buffer ............................................................................................ 736

Descobrindo a Marca e Modelo de Unidades Ópticas ............................................. 737

CAPÍTULo 47 – oUTRos dIsPosITIVos dE ARmAzEnAmEnTo .........................739

Introdução .............................................................................................................. 740

Memórias USB (“Pen Drives”) .................................................................................. 740

Unidades de Disquete ............................................................................................. 742

Outras Unidades de Armazenamento ..................................................................... 744

PARTE VIII – áUdIo ...............................................................................................747

CAPÍTULo 48 – áUdIo ..........................................................................................749

Introdução .............................................................................................................. 750

Princípios de Áudio Digital .................................................................................... 751

Taxa de Amostragem ......................................................................................... 752

Resolução .......................................................................................................... 753

Canais ................................................................................................................ 754

Tamanho do Arquivo ......................................................................................... 756

Compressão ....................................................................................................... 757

Relação Sinal/Ruído........................................................................................... 758

Sintetizador ............................................................................................................ 759

HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

w w w . e d i t o r a n o v a t e r r a . c o m . b r

XXVIII

Síntese de FM ..................................................................................................... 759

Síntese por Tabela de Sons ................................................................................ 760

Implementações ..................................................................................................... 761

Conectores Analógicos ........................................................................................... 762

Interface SPDIF ....................................................................................................... 763

Interface MIDI ......................................................................................................... 766

Descobrindo a Marca e Modelo de Placas de Som Antigas ....................................................................................... 767

PARTE Ix – gABInETEs ..........................................................................................769

CAPÍTULo 49 – gABInETEs ...................................................................................771

Introdução .............................................................................................................. 772

Tamanhos ............................................................................................................... 772

Compatibilidade ..................................................................................................... 774

Material ................................................................................................................... 774

Pintura .................................................................................................................... 775

Desenho do Painel Esquerdo .................................................................................. 775

Baias Para Unidades de Armazenamento ............................................................... 776

Baias Externas de 5,25” ..................................................................................... 776

Baias Externas de 3,5” ....................................................................................... 777

Baias Internas de 3,5” ........................................................................................ 778

Baias de 2,5” ...................................................................................................... 779

Base Externa de 3,5”/2,5” .................................................................................. 781

Tampas das Baias Externas..................................................................................... 781

Sistemas de Instalação de Unidades de Armazenamento ...................................... 782

Sistemas Para a Redução de Ruídos ....................................................................... 784

Conectores .............................................................................................................. 785

Suporte Para Sistemas de Refrigeração Líquida Externos ...................................... 786

Slots de Expansão ................................................................................................... 787

Fixação das Placas de Expansão ............................................................................. 788

Aberturas na Bandeja de Instalação da Placa-Mãe .................................................. 788

Ventoinhas .............................................................................................................. 789

Filtros de Ar ............................................................................................................ 790

Iluminação .............................................................................................................. 790

Outros Pequenos Detalhes ..................................................................................... 790

XXIX S U M Á R I O

w w w . e d i t o r a n o v a t e r r a . c o m . b r

PARTE x – REFRIgERAção ....................................................................................793

CAPÍTULo 50 – VEnToInhAs ...............................................................................795

Introdução .............................................................................................................. 796

Ventilação Interna .................................................................................................. 796

Instalação de Ventoinhas ....................................................................................... 801

Pressão de Ar .......................................................................................................... 802

Características Técnicas de Ventoinhas ................................................................. 802

Tamanho ............................................................................................................ 802

Velocidade de Rotação ...................................................................................... 803

Fluxo de Ar ........................................................................................................ 803

Nível de Ruído ................................................................................................... 803

Rolamento ......................................................................................................... 804

Rolamento de Mancal ........................................................................................ 805

Rolamento de Esferas ........................................................................................ 805

Fios e Conectores .............................................................................................. 806

CAPÍTULo 51 – CooLERs ......................................................................................809

Introdução .............................................................................................................. 810

TDP ......................................................................................................................... 810

Mecanismos de Retenção........................................................................................ 810

Coolers a Ar ............................................................................................................ 811

Base ................................................................................................................... 812

Pasta Térmica .................................................................................................... 813

Heatpipes........................................................................................................... 813

Câmara de Vapor ............................................................................................... 814

Dissipador de Calor ........................................................................................... 815

Ventoinha .......................................................................................................... 815

Placa Suporte ..................................................................................................... 815

Coolers Termoelétricos .......................................................................................... 815

Refrigeração Líquida .............................................................................................. 816

Sistemas Avulsos ............................................................................................... 816

Bomba ................................................................................................................ 817

Tanque de Expansão .......................................................................................... 818

Bloco do Processador ........................................................................................ 818

Radiador ............................................................................................................ 818

HARDWAREV E R S Ã O R E V I S A D A E A T U A L I Z A D A

w w w . e d i t o r a n o v a t e r r a . c o m . b r

XXX

Sistemas Externos .............................................................................................. 818

Sistemas Selados ............................................................................................... 819

PARTE xI – ALImEnTAção ....................................................................................821

CAPÍTULo 52 – FonTEs dE ALImEnTAção .........................................................823

Introdução .............................................................................................................. 824

Filtro de Linha ........................................................................................................ 825

Estabilizador de Tensão ......................................................................................... 825

Tensão da Rede Elétrica ......................................................................................... 826

Características Técnicas ......................................................................................... 826

Princípio de Funcionamento.............................................................................. 826

Potência ............................................................................................................. 827

Eficiência ........................................................................................................... 829

Correção do Fator de Potência (PFC) ................................................................. 832

Saídas ................................................................................................................ 834

Configuração da Saída de +12 V ........................................................................ 835

Distribuição de Potência ................................................................................... 836

Níveis de Oscilação e Ruído .............................................................................. 837

Regulação de Tensão ......................................................................................... 839

Ventilação .......................................................................................................... 840

Padrões ................................................................................................................... 840

Os Padrões ATX12V e EPS12V ............................................................................ 842

Configuração de Cabos e Conectores ..................................................................... 843

Bitola do Fios ..................................................................................................... 843

Sistema de Cabeamento Modular ...................................................................... 843

Conector Principal da Placa-Mãe ....................................................................... 844

Conectores ATX12V e EPS12V ............................................................................ 845

Conectores Para Placas de Vídeo ....................................................................... 846

Conectores de Alimentação SATA ..................................................................... 846

Conectores Para Periféricos ............................................................................... 847

Conector Para Unidades de Disquete ................................................................ 847

Arquitetura ............................................................................................................. 848

Topologias ......................................................................................................... 848

Funcionamento .................................................................................................. 849

Filtragem de Transientes ................................................................................... 851

XXXI S U M Á R I O

w w w . e d i t o r a n o v a t e r r a . c o m . b r

PFC Passivo ........................................................................................................ 852

Retificação (Primário) ....................................................................................... 852

Dobrador de Tensão e Filtragem ....................................................................... 852

PFC Ativo ........................................................................................................... 853

Chaveamento ..................................................................................................... 855

Controle PWM .................................................................................................... 859

Retificação (Secundário) .................................................................................... 859

Filtragem (Secundário) ...................................................................................... 862

Realimentação ................................................................................................... 862

Proteções ................................................................................................................ 863

Proteção Contra Curto-Circuito ......................................................................... 863

Proteção Contra Sobrecarga de Potência ........................................................... 863

Proteção Contra Sobretensão ........................................................................... 863

Proteção Contra Subtensão ................................................................................ 864

Proteção Contra Sobrecarga de Corrente .......................................................... 864

Proteção Contra Sobretemperatura .................................................................. 865

Proteção Contra Queda de Tensão da Rede ....................................................... 865

Funcionamento em Carga Vazia ........................................................................ 865

BIBLIogRAFIA ..................................................................................................... 867

ÍndICE REmIssIVo .............................................................................................. 875