2.3: Barra lateral - Lei de Moore

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Ly-Huong T. Pham, Tejal Desai-Naik, Laurie Hammond, and Wael Abdeljabbar
ASCCC Open Educational Resources Initiative (OERI)

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A tecnologia está avançando e os computadores estão ficando mais rápidos a cada ano. Os consumidores geralmente não têm certeza de comprar o modelo atual de smartphone, tablet ou PC porque um modelo mais avançado será lançado em breve, o que os deixa com pesar de não ser mais o mais avançado. Gordon Moore, cofundador da Fairchild e um dos fundadores da Intel, reconheceu esse fenômeno em 1965, observando que a contagem de transistores de microprocessadores vinha dobrando a cada ano. Sua visão acabou evoluindo para a Lei de Moore, que afirma que o número de transistores em um chip dobrará a cada dois anos. (Moore, 1965). Isso foi generalizado no conceito de que o poder de computação dobrará a cada dois anos pelo mesmo preço. Outra forma de ver isso é pensar que o mesmo preço da potência de computação será reduzido pela metade a cada dois anos. Embora muitos tenham previsto seu fim, a Lei de Moore é válida há mais de cinquenta e cinco anos. A tecnologia está mudando com a inovação em design e suporte de IA. Os especialistas agora acreditam que

“O nome do jogo agora é que a tecnologia pode não ser transistores de silício tradicionais; agora pode ser a computação quântica, que é uma estrutura diferente e a nanobiotecnologia, que consiste em proteínas e enzimas orgânicas.”

Portanto, é como se nos próximos cinco anos a ênfase da Lei de Moore mudasse. Especialistas acreditam que a lei de Moore não poderá continuar indefinidamente por causa dos limites físicos de reduzir continuamente o tamanho dos componentes em um chip. Atualmente, os bilhões de transistores nos chips não são visíveis a olho nu. Acredita-se que, se a lei de Moore continuasse até 2050, os engenheiros teriam que projetar transistores a partir de componentes menores do que um único átomo de hidrogênio.

Uma versão atualizada da Lei de Moore ao longo de 120 anos (com base no gráfico de Kurzweil). Os 7 pontos de dados mais recentes são todos GPUs NVIDIA. — Figura$\PageIndex{1}$: Lei de Moore há mais de 120 anos. A imagem de Jurvetson está licenciada sob CC BY-SA 2.0

Esse número representa a relação empírica da lei de Moore ligada ao número de transistores em um circuito integrado denso que dobra a cada dois anos.

Chegará um momento, algum dia, em que atingiremos o ápice da tecnologia de processamento, à medida que surgirem desafios para avançar para circuitos encolhidos no momento em que o crescimento exponencial ficará mais caro. A Lei de Moore ficará então desatualizada devido à inovação tecnológica. Os engenheiros continuarão buscando novas formas de aumentar o desempenho (Moore, 1965).

Placa-mãe

A placa-mãe é o hub principal da placa de circuito do computador. O hub conecta as entradas e os componentes do computador. Ele também controla a energia recebida pelo disco rígido e pela placa de vídeo. A placa-mãe é um componente crucial, abrigando a unidade central de processamento (CPU), a memória e os conectores de entrada e saída. Os componentes de CPU, memória e armazenamento, entre outras coisas, se conectam à placa-mãe. As placas-mãe vêm em diferentes formas e tamanhos; os preços das placas-mãe também variam dependendo da complexidade. A complexidade depende de quão compacto ou expansível o computador foi projetado para ser. A maioria das placas-mãe modernas tem muitos componentes integrados, como processamento de vídeo e som, exigindo componentes separados.

Memória de acesso aleatório

Quando um computador é inicializado, ele começa a carregar informações do disco rígido em sua memória de trabalho. A memória de curto prazo do seu computador é chamada de memória de acesso aleatório (RAM), que transfere dados muito mais rápido do que o disco rígido. Qualquer programa que você esteja executando no computador é carregado na RAM para processamento. A RAM é um componente de alta velocidade que armazena todas as informações de que o computador precisa para uso atual e futuro próximo. Acessar a RAM é muito mais rápido do que recuperá-la do disco rígido. Para que um computador funcione de forma eficaz, uma quantidade mínima de RAM deve ser instalada. Na maioria dos casos, adicionar mais RAM permitirá que o computador funcione mais rápido. Aumentando o tamanho da RAM, o número de vezes que essa operação de acesso é realizada é reduzido, fazendo com que o computador funcione mais rápido. Outra característica da RAM é que ela é uma memória volátil ou temporária. Isso significa que ele pode armazenar dados desde que receba energia; quando o computador é desligado, todos os dados armazenados na RAM são perdidos. É por isso que precisamos de discos rígidos e SSDs que contenham as informações quando desligamos o sistema.

A RAM geralmente é instalada em um computador pessoal usando um módulo de memória em linha dupla (DIMM). O tipo de DIMM aceito em um computador depende da placa-mãe. Conforme descrito pela Lei de Moore, a quantidade de memória e as velocidades dos DIMMs aumentaram dramaticamente ao longo dos anos.

Disco rígido e disco rígido

Embora a RAM seja usada como memória de trabalho, o computador também precisa de um local para armazenar dados por um longo prazo. A maioria dos computadores pessoais atuais usa um disco rígido para armazenamento de dados a longo prazo. Um disco rígido é um disco de material magnético; uma unidade de disco rígido ou HDD é o dispositivo para armazenar os dados em um disco rígido. O disco é onde os dados são armazenados quando o computador é desligado e recuperados quando o computador é ligado. O HDD oferece muito armazenamento a um custo barato em comparação com o SSD.

Drives de estado sólido

O SSD é um dispositivo de nova geração que substitui discos rígidos. Eles são muito mais rápidos e utilizam memória flash. Os chips semicondutores são usados para armazenar dados, não mídia magnética. Um processador (ou cérebro) incorporado lê e grava dados. O cérebro, chamado de controlador, é um fator importante na determinação da velocidade de leitura e gravação. Os SSDs estão diminuindo de preço, mas são caros. Os SSDs não têm partes móveis, ao contrário do HDD, que lida com o desgaste da rotação e avaria.

Comparação entre SSD e HDD

As marcas de seleção representam a melhor seleção na categoria.

Comparação entre unidades de estado sólido e unidades de disco rígido
Atributo	SSD (unidade de estado sólido)	HDD (unidade de disco rígido)
Consumo de energia/vida útil da bateria	Menos consumo de energia, média de 2 a 3 watts, resultando em mais de 30 minutos de aumento de bateria.	Mais consumo de energia - média de 6 a 7 watts e, portanto, usa mais bateria.
Custo	Caro, cerca de 0,20 USD por gigabyte (com base na compra de uma unidade de 1 TB).	Apenas cerca de $0,03 por gigabyte, muito barato (comprando um modelo de 4 TB)
Capacidade	Normalmente não é maior que 1 TB para unidades de tamanho de notebook; máximo de 4 TB para desktops.	Normalmente, cerca de 500 GB e no máximo 2 TB para unidades de tamanho de notebook; máximo de 10 TB para desktops.
Tempo de inicialização do sistema operacional	Tempo médio de inicialização de cerca de 10 a 13 segundos.	Tempo médio de inicialização de cerca de 30 a 40 segundos.
Ruído	Não há partes móveis e, como tal, não há som.	Cliques e giros audíveis podem ser ouvidos.
Vibração	Sem vibração, pois não há partes móveis.	Às vezes, a rotação dos pratos pode resultar em vibração.
Calor produzido	Menor consumo de energia e nenhuma peça móvel, portanto, pouco calor é produzido.	O HDD não produz muito calor, mas terá uma quantidade mensurável a mais de calor do que um SSD devido às partes móveis e ao maior consumo de energia.
Taxa de falha	Tempo médio entre a taxa de falha de 2,0 milhões de horas.	Tempo médio entre a taxa de falha de 1,5 milhão de horas.
Velocidade de cópia e gravação de arquivos	Geralmente acima de 200 MB/s e até 550 MB/s para unidades de última geração.	O intervalo pode ser de 50 a 120 MB/s.
Criptografia	Criptografia de disco total (FDE) suportada em alguns modelos.	Criptografia de disco total (FDE) suportada em alguns modelos.
Velocidade de abertura de arquivo	Até 30% mais rápido que o HDD.	Mais lento que o SSD.
Magnetismo afetado?	Um SSD está protegido contra quaisquer efeitos do magnetismo.	Os ímãs podem apagar dados.

Referência

Moore, Gordon E. (1965). “Colocando mais componentes em circuitos integrados” (PDF). Revista de eletrônicos. p. 4. Recuperado em 18/10/2012.