O Futuro dos Processadores

                 Os processadores vem sofrendo vertiginosa mudança desde a década de 40. A primeira transformação  veio com o surgimento dos transistores que substituíram as válvulas e como consequência houve uma redução de gastos de energia, aumento no desempenho e redução de tamanho. Com a chegada dos sistemas integrados cada vez mais transistores eram usados para aumentar o poder de processamento. Como consequência mais calor a ser dissipado era gerado e cada vez mais o tamanho dos transistores era reduzido. Até certo tempo atrás, acreditava-se que seria impossível produzir transístores menores que 0.13 mícrons. Conforme a tecnologia avançava desenvolveram transístores ainda menores.Porém, atualmente já se desenvolvem transistores com tamanhos de até 0.02 mícrons e este aparentemente é o novo limite. Esse limite começa a exigir da indústria uma nova arquitetura para manter o avanço dos processadores, e esta tecnologia já está em fase de desenvolvimento (mesmo que ainda no nivel das pesquisas).

A nova tecnologia CMOS Integrated Silicon Nanophotonics

Em 2010, a IBM anunciou o desenvolvimento de uma nova tecnologia para a construção de processadores que integra componentes elétricos e ópticos na mesma pastilha de silício. A tecnologia, chamada de CMOS Integrated Silicon Nanophotonics, permite que os chips de computador comuniquem-se usando pulsos de luz em vez de sinais elétricos. Os novos processadores "nanofotônicos" poderão ser construídos em pastilhas de silício 10 vezes menores do que os atuais e consumirão muito menos energia ao trocar a eletricidade pela luz, permitindo que eles funcionem em clocks chegando a uma velocidade mil vezes maior do que a alcançada pelos computadores atuais.

Processador quântico D-Wave One

Os processadores quânticos, outra arquitetura em desenvolvimento,  usam átomos no lugar de transistores. Ao invés de bits temos bits quânticos, ou qubits. Num átomo, a rotação de cada elétron pode ser controlada caso o átomo seja colocado sobre uma superfície magnética sensível. Enquanto um transístor permite apenas dois estados, ou seja, ligado ou desligado, cada qubit possui três estados diferentes. Dois  são determinados pela rotação dos elétrons (horário ou anti-horário), enquanto no terceiro eles podem girar simultaneamente nos dois sentidos. Isso permite um poder de processamento exponencialmente maior do que se é alcançado atualmente. O problema dos computadores quânticos atualmente é que é preciso grande aparato para eles funcionarem. A dissipação de calor deve chegar a uma temperatura próxima do zero absoluto e se utilizam aparelhos de ressonância de custo elevado para manipular os átomos. Superados esses desafios, a computação quântica certamente chegará para revolucionar a indústria.

Aqruitetura de Computadores: Tipos de hardware em um Computador

John Von Neumann

              Podemos dizer que um computador é uma máquina capaz de variados tipos de tratamento automático de informações ou processamento de dados. Ele é composto por peças e circuitos também conhecidos como hardwares, quem vem sofrendo vertiginosa atualização desde os primórdios da informatização.

    Apesar da tecnologia usada nos PCs ter mudado bastante desde as primeiras máquinas digitais nos anos 40, boa parcela dos computadores modernos ainda são produzidos de acordo com a arquitetura de Von Neumann proposta por John Von Neumann, um dos mais importantes matemáticos do século 20. De acordo com essa arquitetura, computadores podem ser divididos em quatro partes principais:

• a unidade lógica e aritmética;
• a unidade de controle;
• a memória;
• dispositivos de entrada e saída.

Essas partes estão interconectadas através de barramentos presentes na placa-mãe. A unidade lógica e aritmética, a unidade de controle, os registradores e a parte básica de entrada e saída também são conhecidos como CPU que é uma das principais partes da arquitetura. É ela que executa os cálculos, através de uma unidade lógica e aritmética (ULA) e a Unidade de Controle que armazena posições na memória que contém as instruções que o computador está executando. Além desses o CPU ainda conta com os Registradores, que são células de memória que podem ser acessadas mais rapidamente.

A memória pode ser dividida em memória primária e secundária. Entre as primarias temos a memoria RAM, que pode ser de leitura e escrita, que armazenam instruções de forma temporária e a memoria ROM que é apenas de leitura e cujo seus dados são armazenados de forma permanente. Entre as memórias secundárias temos os diversos dispositivos de armazenamento como Hard Disks, CD-ROMs e DVDs, que permitem guardar dados por longos períodos de tempo.

O dispositivos de entrada e saída (E/S) são utilizados para a interação entre usuário e maquina. Num PC tradicional, dispositivos comuns de entrada abrangem teclado, mouse, web cam. Dispositivos de entrada, como o nome sugere serve para o usuário inserir dados para o computador processar. Já os dispositivos de saída servem para transmitir ao usuário o resultado dos processamentos. Exemplos mais comuns são o Monitor, Impressoras e caixas de som.