Description

 Parte 1 — Hardware 1 Capítulo 1 — Introdução ao Hardware do PC 3 Fundamentos .................................................................................................. ............................................................................. 4 Números Binários ............................................................................................................ ............................................................ 4 Base Hexadecimal ............................................................................................................ .................................................. 8 Transmissão de Dados ........................................................................................................ ......................................................... 9 Transmissão Paralela .................................................................................................................. ........................................... 9 Clock ................................................ ............................................................................................................................. . 10 Taxa de Transferência ......................................................................... ........................................................................... 11 Interferência Eletromagnética e Atenuação ................................................................................... ................................ 12 Correção de Erros ........................................................................................................... ............................................... 13 Transmissão em Série ............................................................................................................ .............................................. 14 Transmissão em Série Síncrona ................... .................................................................................................................. 14 Transmissão em Série Assíncrona ....................................................................... .......................................................... 15 Taxa de Transferência ....................................................................................................... .................................... ......... 15 Arquitetura dos Micros do Padrão PC ......................................................................................... ............................................. 16 Processador ................................................................................................................. ......................................................... 17 Funcionamento dos Processadores . ............................................................................................................................. .. 18 Evolução dos Processadores ............................................................... ........................................................................... 21 Arquitetura dos Processadores Atuais ........................................................................................ ................................... 24 Memória ..................................................................................................................... ......................................................... 25 RAM (Random Access Memory) .................................................................................................. ............................. 27 ROM (Read Only Memory) ........................... ............................................................................................................. 28 Cache ........................................................................................................ ................................................................... 29 Uso da Memória .............................................................................................................. ............................................ 31 Barramento .................................................................................................................. ........................................................ 32 Barramentos de I/O .......................................................................................................... ........................................... 33 Clock ......................................................................................................................................................... ................. 34 Reset ....................................................................... ..................................................................................................... 35 Memória de Massa ..................................................................................................... ......................................................... 35 Dispositivos de Entrada e Saída ............................................................................................. ............................................. 36 Endereços de I/O ............................................................................................................ ................................................ 36 Circuitos de Apoio .......................................................................................................... ..................................................... 37 Controlador de Interrupções .......... ............................................................................................................................. ... 37 Acesso Direto à Memória (DMA) ............................................................ ..................................................................... 43 Arquitetura Aberta .......................................................................................................... .......................................................... 45 Alguns Detalhes Tecnológicos Sobre Hardware ................................................................................. ...................................... 47 Construção de Circuitos Integrados .......................................................................................... ..................................... 47 Encapsulamento e Pinagem de Circuitos I ntegrados ........................................................................................................... 50 DIP (Dual In-line Package) ......................................................................... ........................................................................ 50 LCC (Leaded Chip Carrier) ................................................................................................... .............................................. 51 QFP (Quad Flat Package) ..................................................................................................... ............................................... 51 PGA (Pin Grid Array) ........................................................................................................ ................................................. 52 BGA (Ball Grid Arra y) .......................................................................................................................... .............................. 52 Tecnologia de Soldagem em Superfície ........................ ...................................................................................................... 53 Pino 1 ........................................................................................................... ........................................................................ 54 Outras Informações Importantes .............................................................................................. ................................................. 56 Flat Cable .................................................................................................................. ........................................................... 56 Jumpers e Switches .......................................................................................................... .................................................... 57 Perguntas Mais Comuns ....................................................................................................... ..................................................... 58 Capítulo 2 — Processadores Intel de 2ª Geração 63 Fundamentos ................................................................................................................. ............................................................ 64 O 80286 ..................................................................................................................... ................................................................ 64 Outros Fabricantes .......................................................................................................... ..................................................... 65 Modo Real ................. ............................................................................................................................. ................................... 66 Modo Protegido ........................................ ............................................................................................................................. .... 66 Apenas um XT Mais Rápido ............................................................. ........................................................................................ 67 Placas-mãe 286 ................................................................................................................ .......................................................... 67 Freqüência de Operação ...................................................................................................... ................................ ................ 68 Co-processador Matemático ...................................................................................................... .......................................... 68 Configuração (Setup) ........................................................................................................ ................................................... 69 Sistema Típico Baseado no Proce ssador 286 .................................................................................................................. .......... 70 Perguntas Mais Comuns ........................................................... ................................................................................................. 71 Capítulo 3 — Processadores Intel de 3ª Geração 73 Fundamentos ...... ............................................................................................................................. ............................................. 74 Arquitetura .................................. ............................................................................................................................. .................... 74 Modo Protegido ........................................................ ................................................................................................................... 77 Memória Virtual ..................................................................................... ................................................................................ 78 Segmentação ................................................................................................................. ................................................. 79 Paginação ................................................................................................................... .................................................... 79 Proteção de Memória ......................................................................................................... .................................................... 81 Multitarefa ..................................................................................................................... ......................................................... 83 Modo Virtual 8086 (v86) ........... ............................................................................................................................. ............... 83 O DOS e o Modo Protegido .................................................... ............................................................................................... 84 Bugs do 80386 ............................................................................................................ ................................................................. 84 386DX vs. 386SX ............................................................................................................. ........................................................... 85 Co-processadores Matemáticos ................................................................................................... ................................................. 86 Cache de Memória ............................................................................................................ ........................................................... 88 Placas-mãe 386 ..................................................................................................................... ....................................................... 89 Placas-mãe 386SX ................ ............................................................................................................................. ..................... 89 Placas-mãe 386DX ...................................................... ........................................................................................................... 90 Perguntas Mais Comuns ........................................................................................ ...................................................................... 91 Capítulo 4 — Processadores Intel de 4ª Geração 93 Fundamentos ................................... ............................................................................................................................. ............. 94 Arquitetura ................................................................... ............................................................................................................. 95 Cache de Memória ........................................................................................... .................................................................... 99 Co-processador Matemático Weitek ............................................................................................... .................................... 99 486sx ....................................................................................................................... .................................................................. 99 487SX ....................................................................................................................... ............................................................... 100 486DX-50 .......................................................................................................................... ...................................................... 101 486DX2 ......................... ............................................................................................................................. ............................. 101 Overdrive .................................................... ............................................................................................................................. 103 486DX4 .................................................................................... ............................................................................................... 103 Outros Processadores da Família 486 ..................................................................................... ................................................ 105 O Famigerado 486DLC ......................................................................................................... ............................................ 105 486SLC ...................................................................................................................... ........................................................ 106 486DRx2, 486SRx2 e 486SLC2 .................................................................................................. ...................................... 106 A Problemática do Nome ........................ .......................................................................................................................... 107 Pentium Overdrive P24T e 5x86 ................................................................ ....................................................................... 107 Pentium Overdrive P24T ...................................................................................................... ............................................. 107 AMD Am5x86 .................................................................................................................. ................................................. 108 Cyrix Cx5x86 ................................................................................................................ .................................................... 108 Identificando Processadores 486 ............................................................................................................................. .......... 109 Processadores Intel ................................................................. .............................................................................................. 110 Processadores AMD ........................................................................................................... .................................................. 111 Processadores Cyrix ......................................................................................................... .............................................. ...... 112 Placas-mãe ......................................................................................................................... ........................................................ 113 Perguntas Mais Comuns ....................................................................................................... ..................................................... 114 Capítulo 5 — Processadores Intel de 5ª Geração 117 Fundamentos ................................................................................................................. .......................................................... 118 Pentium ..................................................................................................................... .............................................................. 118 Arquitetura .................................................................................................................... ..................................................... 120 Arquitetura Superescalar ................ ............................................................................................................................. . 123 Bug do Pentium .............................................................................. ................................................................................... 125 Identificando Processadores Pentium ......................................................................................... ....................................... 127 Encapsulamento .............................................................................................................. ................................................... 129 Freqüência de Operação ...................................................................................................... .............................................. 129 Falsificação de Processadores Pentium ................................................................................................................. ............ 130 Pentium Overdrive ................................................................ .................................................................................................. 133 Tecnologia MMX .......................................................................................................... ......................................................... 133 SIMD (Single Instruction, Multiple Data) .................................................................................... ..................................... 134 Ganho de Desempenho ......................................................................................................... ............................................. 135 Multimídia .............................................................................................................................. ........................................... 135 Nomenclatura ...................................... ............................................................................................................................. . 137 MMX é Software, Não Hardware ................................................................ ..................................................................... 137 Pentium MMX ................................................................................................................. ....................................................... 138 Identificando Processadores Pentium MMX ..................................................................................... ................................ 139 Desempenho .................................................................................................................. .................................................... 140 Freqüência de Operação .............. ............................................................................................................................. ......... 140 Pentium Overdrive MMX ............................................................... ........................................................................................ 141 Placas-mãe ........................................................................................................................ ....................................................... 141 Perguntas Mais Comuns ....................................................................................................... ................................................... 142 Capítulo 6 — Processadores Intel de 6ª Geração 145 Fundamentos ................................................................................................... ........................................................................ 146 RISC (Reduced Instruction Set Computing) .................................................................................... ....................................... 148 Arquitetura ................................................................................................................. ............................................................. 153 Decodificador CISC/RISC ..................................................................................................... ........................................... 156 Execução Fora de Ordem ....... ............................................................................................................................. .............. 158 Unidade de Execução ............................................................ ............................................................................................ 159 Pentium Pro ................................................................................................................. ............................................................ 161 Problemas com Código de 16 Bits ............................................................................................. .................................... ... 162 Cache L2 Integrado ao Processador ........................................................................................... ....................................... 163 Bug do Pentium Pro ......................................................................................................................... .................................. 165 Freqüência de Operação ..................................... ............................................................................................................... 166 Placa-mãe .................................................................................................. ........................................................................ 166 Pentium II .................................................................................................................. ................................................................ 167 Encapsulamento SEC .......................................................................................................... .............................................. 168 Cache L2 .................................................................................................................... ........................................................ 171 Decodificador Otimizado Para Código de 16 Bits ..................................................................................... ....................... 173 Correção de Bugs por Software ......................................... ................................................................................................ 173 Freqüência de Operação .................................................................................................... ................................................ 174 Identificando Processadores Pentium II ...................................................................................... ...................................... 174 Falsificação de Processadores Pentium II .................................................................................... ..................................... 176 Placa-mãe ............................................................................................................................................ ............................. 179 Pentium II Overdrive ............................................ ................................................................................................................... 179 Celeron ................................................................................................ .................................................................................... 180 Desempenho .................................................................................................................. .................................................... 182 Freqüência de Operação ...................................................................................................... .............................................. 183 Identificando Processadores Celeron ......................................................................................... ....................................... 184 Placa-mãe .......................................................................................................................................... ............................... 186 Pentium II Xeon ............................................... ....................................................................................................................... 187 Desempenho do Cache ................................................................................ ...................................................................... 188 Pentium III ................................................................................................................. ............................................................. 189 Desempenho .................................................................................................................. .................................................... 191 SSE (Streaming SIMD Extensions) ............................................................................................. ...................................... 192 Número de Série ........ ............................................................................................................................. ........................... 192 Identificando Processadores Pentium III ........................... ................................................................................................ 193 Freqüência de Operação .................................................................................................... ................................................ 194 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 194 Pentium III Xeon ............................................................................................................ ......................................................... 194 Perguntas Mais Comuns ....................................................................................................... ................................................... 195 Capítulo 7 — Processadores Intel de 7ª Geração 199 Fundamentos ................................................................................................................. .......................................................... 200 Arquitetura ................................................................................................................. ............................................................. 201 Cache L1 .......................................................................................................................... .................................................. 206 Decodificador CISC/RISC .................... ............................................................................................................................ 207 Unidade de Execução ........................................................................... ............................................................................. 207 Pentium 4 ................................................................................................................... ............................................................. 209 Identificando Processadores Pentium 4 ....................................................................................... ...................................... 210 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 211 Futuros Processadores ..................................................................................................................... ........................................ 212 Perguntas Mais Comuns ................................ .......................................................................................................................... 21 2 Capítulo 8 — Processadores Intel IA-64 213 Fundamentos ........................................................................................................................ ................................................... 214 Arquitetura IA -64 ..................................................................................................................................................... .............. 215 Arquitetura EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing) ................... ...................................................................... 216 Paralelismo Explícito ....................................................................................................... .................................................. 217 Predicação .................................................................................................................. ........................................................ 218 Arquitetura dos Processadores IA -64 .......................................................................................................................... ............ 218 Memória Virtual ........ ............................................................................................................................. ........................... 222 Itanium ........................................................... ......................................................................................................................... 222 Futuros Processadores ............................................................................ ................................................................................. 223 Perguntas Mais Comuns ....................................................................................................... ................................................... 224 Capítulo 9 — Processadores Não-Intel 227 Fundamentos ................................................................................. .......................................................................................... 228 Nomenclatura PR ............................................................................................................. .................................................. 229 Reconhecimento .............................................................................................................. .................................................. 230 Nexgen ...................................................................................................................... .............................................................. 231 AMD K5 ...................................................................................................................... ............................................................ 232 Arquitetura ............ ............................................................................................................................. ................................ 233 Identificando Processadores K5 ........................... ............................................................................................................. 235 Freqüência de Operação ................................................................................... ................................................................. 237 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 237 AMD K6 ...................................................................................................................... ............................................................ 237 Arquitetura ................................................................................................................. ........................................................ 238 Identificando Processadores K6 .............................................................................................. .......................................... 240 Freqüência de Operação ................. ............................................................................................................................. ...... 241 Placa-mãe .......................................................................... ................................................................................................ 241 AMD K6-2 .............................................................................................................. ................................................................ 242 Tecnologia 3DNow! ........................................................................................................... ............................................... 243 Barramento de 100 MHz ....................................................................................................... ............................................ 243 Identificando Processadores K6 -2 ........................................................................................................................... .......... 244 Freqüência de Operação ...... ............................................................................................................................. ................. 245 Placa-mãe .............................................................. ............................................................................................................ 246 AMD K6-III ............................................................................................... ............................................................................. 247 Cache L2 Integrado .......................................................................................................... ................................................. 247 Identificando Processadores K6 -III ......................................................................................................................... .......... 248 Freqüência de Operação ...................................................................................................... .............................................. 249 Placa-mãe ............................................................................................................................... ........................................... 249 AMD Athlon ................................... ............................................................................................................................. ........... 249 Arquitetura .................................................................. ....................................................................................................... 250 Modelos ....................................................................................................... ...................................................................... 255 Identificando Processadores Athlon .......................................................................................... ........................................ 256 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 258 AMD Duron ................................................................................................................... ......................................................... 260 Identificando Processadores Duron .............................................................................................. ..................................... 261 Placa-mãe .......................................... ............................................................................................................................. ... 261 AMD Athlon 4 ......................................................................... ............................................................................................... 262 Cyrix 6x86 ............................................................................................................ ................................................................... 262 Arquitetura ................................................................................................................. ........................................................ 263 Bug do 6x86 ................................................................................................................. ..................................................... 2 65 Identificando processadores 6x86 ............................................................................................ ......................................... 266 Freqüência de Operação .............................................................................................................. ...................................... 267 Barramento de 75 MHz .............................. .................................................................................................................. 268 Cyrix 6x86L ........................................................................................ ............................................................................... 269 Aumentando o Desempenho do 6x86 ............................................................................................. ................................... 269 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 269 Cyrix 6x86MX e Cyrix MII .................................................................................................... ................................................ 270 Desempenho .......................................................................................................................... ............................................ 271 Identificando Processadores 6x86MX/MII ...... ................................................................................................................. 273 Freqüência de Operação .............................................................................. ...................................................................... 273 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 274 Cyrix MediaGX ............................................................................................................... ..................................................... ... 275 Chipset (Ponte Sul) ......................................................................................................... ................................................... 276 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 277 IDT WinChip C6 ............ ............................................................................................................................. ............................ 277 Arquitetura ................................................. ........................................................................................................................ 278 Desempenho ................................................................................... ................................................................................... 281 Identificando Processadores WinChip C6 ...................................................................................... ................................... 281 Freqüência de Operação ...................................................................................................... .............................................. 281 IDT WinChip 2 ............................................................................................................... ........................................................ 281 Arquitetura ...................................................................................................................... ................................................... 282 Desempenho ........................... ............................................................................................................................. .............. 284 Identificando Processadores WinChip 2 ..................................... ...................................................................................... 285 Freqüência de Operação ...................................................................................................... .............................................. 285 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 285 VIA Cyrix III ............................................................................................................... ............................................................ 286 Arquitetura ................................................................................................................. ........................................................ 287 Desempenho ............................................................................................................................. ......................................... 289 Identificando Processadores Cyrix III .......... ..................................................................................................................... 290 Freqüência de Operação ........................................................................ ............................................................................ 290 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 291 VIA C3 ...................................................................................................................... ............................................... ............... 291 Freqüência de Operação ...................................................................................................... .............................................. 292 Placa-mãe ......................................................................................................................... ................................................. 292 Outros Processadores Não-Intel ....................................................................................................................... ....................... 293 Perguntas Mais Comuns ....................................... ................................................................................................................... 293 Capítulo 10 — Barramentos 297 Fundamentos ............................................................................................................................... ............................................ 298 Barramento Local ............................ ............................................................................................................................. ........... 300 Desempenho da Memória RAM .................................................... .................................................................................... 303 Barramento ISA (Industry Standard Architecture) ............................................................................. .................................... 303 ISA Plug-and-play ........................................................................................................................ ..................................... 309 Recursos .................................................................................................................... ........................................................ 309 Endereços de I/O ............................................................................................................ .............................................. 310 Interrupções ............................. ............................................................................................................................. ....... 311 Canais de DMA .................................................................... ....................................................................................... 314 Por que o ISA Sobrevive? .................................................................................................... ............................................. 316 Barramento MCA (MicroChannel Architecture) .................................................................................. .................................. 316 Barramento EISA (Extended Industry Standard Architecture) ................................................................... ............................ 317 Barramento VLB (VESA Local Bus) ............................................................................................................................. ........ 319 Por que o VLB Não deu Certo? ................................................... ...................................................................................... 321 Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect) .......................................................................... ................................ 322 Bus Mastering ............................................................................................................... ..................................................... 327 Plug and Play ............................................................................................................... ...................................................... 329 Recursos .................................................................................................................... ........................................................ 331 Interrupções .................... ............................................................................................................................. ................ 331 Slots Compartilhados .................................................... ..................................................................................................... 333 Slots de 5 V e de 3,3 V ......................................................................................... ............................................................. 334 PCI Hotplug ................................................................................................................. ...................................................... 334 Barramento AGP (Accelerated Graphics Port) .................................................................................. ..................................... 335 Desempenho .................................................................................................................. .................................................... 340 Instalando o Barramen to AGP no Sistema Operacional ............................................................................................... .... 341 Mecanismo de Retenção ............................................................... ..................................................................................... 341 Barramento AGP Pro .......................................................................................................... .................................................... 342 Barramento AMR (Audio and Modem Riser) ...................................................................................... .................................. 343 Barramento CNR (Communications and Network Riser) ........................................................................... ........................... 344 Barramento USB (Universal S erial Bus) .................................................................................................................. .............. 344 Desempenho ................................................................ ...................................................................................................... 347 Ligação Micro a Micro ........................................................................................... ........................................................... 348 Instalando o USB no Sistema Operacional ..................................................................................... .................................. 348 Conexão ..................................................................................................................... ........................................................ 349 Barramento FireWire (IEEE 1394) ............................................................................................. ............................................ 351 Barramento IrDA (Infrared Develo pers Association) ........................................................................................................... .. 353 Desempenho ............................................................................ .......................................................................................... 354 Conexão .................................................................................................................... ......................................................... 354 Perguntas Mais Comuns ....................................................................................................... ................................................... 355 Capítulo 11 — Memória 357 Fundamentos ...................................................................................................... ..................................................................... 358 Memórias .................................................................................................................... ............................................................. 358 Memória ROM ................................................................................................................. .............................................. ... 361 Memória RAM Dinâmica (DRAM) ................................................................................................. ................................. 363 Características da Memória Dinâmica .................................................................................................. ....................... 363 Memória RAM Estática (SRAM) ................................... ................................................................................................... 363 Características da Memória Estática .............................................................................. .............................................. 364 Funcionamento das Memórias Dinâmicas ........................................................................................ ...................................... 364 Tempo de Acesso ............................................................................................................. ................................................. 367 Ciclo de Acesso ............................................................................................................. .................................................... 370 Wait t States ...................... ............................................................................................................................. .................... 372 Tecnologias de Memória RAM ......................................... ...................................................................................................... 375 Memória Fast Page Mode (FPM) .................................................................................. .................................................... 375 Memória Extended Data Out (EDO) ............................................................................................. .................................... 378 Memória Burst Extended Data Out (BEDO) ...................................................................................... ............................... 380 Memória Synchr onous Dynamic RAM (SDRAM) ................................................................................................... ........ 380 PC-66 .......................................................................... ................................................................................................. 384 PC-100 ............................................................................................................. ........................................................... 385 PC-133 ......................................................................................................................... ................................................ 385 Identificando Memórias SDRAM ................................................................................................ ..................................... 385 Memória Double Data Rate SDRAM (DDR -SDRAM ou SDRAM-II) ............................................................................ 386 Memória Enhanced SDRAM (ESDRAM) .................................... .................................................................................... 386 Memória Virtual Channel Memory (VCM) ........................................................................................ .............................. 387 Memória Rambus (RDRAM) ...................................................................................................... ...................................... 388 Memória SyncLink (SLDRAM) ................................................................................................... ..................................... 392 Cache de Memória ............... ............................................................................................................................. ...................... 392 Cache L1 ......................................................... ................................................................................................................... 393 Cache L2 ......................................................................................... ................................................................................... 401 Cache L3 .................................................................................................................... ........................................................ 405 Cache L4 .................................................................................................................... ........................................................ 405 Modo Burst .................................................................................................................. ...................................................... 406 Arquitetura ................................................................................................................. ........................................................ 407 Cache com Mapeamento Direto ..................................................................................................... ............................. 408 Cache Completamente Associativo ........................... .................................................................................................. 410 Cache Associativo por Grupos ...................................................................................... .............................................. 410 Write Through ............................................................................................................... .......................................... ..... 410 Write Back .................................................................................................................. ................................................. 411 Tecnologias ................................................................................................................. ....................................................... 411 Asynchronous SRAM ...... ............................................................................................................................. ............... 411 Synchronous Burst SRAM .................................................. ......................................................................................... 412 Pipelined Burst SRAM ....................................................................................................... ......................................... 412 Custom SRAM ................................................................................................................. ............................................ 41 2 Instalação do Cache de Memória Externo ...................................................................................... ................................... 412 Aumentando o Tamanho do Cache de Memória Externo ......................................................................................... ... 413 Falsificação do Cache de Memória Externo ............................................ .......................................................................... 415 O que Fazer? ................................................................................................................ ................................................ 417 Identificando Placas com Cache Falsificado .................................................................................. ............................. 417 Detecção de Erros ........................................................................................................... ........................................................ 417 Paridade ................................................................................................................................. ........................................... 418 ECC (Error Correction Code) ................. ........................................................................................................................... 4 18 Módulos de Memória ....................................................................... ....................................................................................... 419 Módulos SIPP (Single In Line Pin Package) ................................................................................... .................................. 420 Módulos SIMM-30 (Single In Line Memory Module, 30 Terminais) ............................................................................. . 420 Módulos SIMM-72 (Single In Line Memory Module, 72 Terminais) ............................................................................. . 421 Módulos DIMM (Double In Line Memory Module) ............................ ............................................................................ 422 Módulos DDR-DIMM ........................................................................................................................ ............................... 424 Módulos RIMM (Rambus In Line Memory Module) ................................................................................. ...................... 424 Instalação da Memória RAM ................................................................................................... ............................................... 425 Instalação de Módulos SIMM -30 e SIMM-72 .................................................................................................................. 427 Instalação de Módulos DIMM, DDR -DIMM e RIMM ................................................ ..................................................... 428 Instalação de Memória no 286 ................................................................................................ ................................... ....... 429 Instalação de Memória no 386SX .............................................................................................. ....................................... 430 Instalação de Memória no 386DX .............................................................................................. ....................................... 430 Instalação de Memória no 486 e 5x86 .......... ...........................................................................................