Barramentos: ISA, AGP, PCI, PCI Express, AMR e outros

[Marcos Guedes]

Barramentos são padrões de comunicação utilizados em computadores para a interconexão dos mais variados

dispositivos. Os principais barramentos são ISA, AGP, PCI, PCI Express e AMR. Alguns já não são

utilizados em computadores novos, mesmo assim, conhecê-los é importante.

Slot's são encaixes físicos de cada barramento para a conexão de dispositivos. Em geral, cada barramento

possui um tipo de slot diferente.

Barramento ISA (Industry Standard Architecture)

O barramento ISA é um padrão não mais utilizado, sendo encontrado apenas em computadores antigos. Seu

aparecimento se deu na época do IBM PC e essa primeira versão trabalha com transferência de 8 bits por

vez e clock de 8,33 MHz (na verdade, antes do surgimento do IBM PC-XT, essa valor era de 4,77 MHz).

Na época do surgimento do processador 286, o barramento ISA ganhou uma versão capaz de trabalhar com 16 bits.

Dispositivos anteriores que trabalhavam com 8 bits funcionavam normalmente em slots com o padrão de 16 bits, mas

o contrário não era possível, isto é, de dispositivos ISA de 16 bits trabalharem com slots de 8 bits, mesmo

porque os encaixes ISA de 16 bits tinham uma extensão que os tornavam maiores que os de 8 bits.

Com a evolução da informática, o padrão ISA foi aos poucos perdendo espaço. A versão de 16 bits é capaz de

proporcionar transferência de dados na casa dos 8 MB por segundo, mas dificilmente esse valor é alcançado,

ficando em torno de 5 MB. Como essa taxa de transferência era suficiente para determinados dispositivos (placas

de modem, por exemplo), por algum tempo foi possível encontrar placas-mãe que contavam tanto com slots

ISA quanto com slots PCI (o padrão sucessor).

Barramento PCI (Peripheral Component Interconnect)

O barramento PCI surgiu no início de 1990 pelas mãos da Intel. Suas principais características são a

capacidade de transferir dados a 32 bits e clock de 33 MHz, especificações estas que tornaram o padrão

capaz de transmitir dados a uma taxa de até 132 MB por segundo. Os slots PCI são menores que os slots ISA,

assim como os seus dispositivos, obviamente.

Mas, há uma outra característica que tornou o padrão PCI atraente: o recurso Bus Mastering que permite a

dispositivos que fazem uso do barramento ler e gravar dados direto na memória RAM, sem que o processador tenha

que "parar" e interferir para tornar isso possível.

Outra característica marcante do PCI é a sua compatibilidade com o recurso Plug and Play (PnP), algo como

"plugar e usar". Com essa funcionalidade, o computador é capaz de reconhecer automaticamente os dispositivos que

são conectados ao slot PCI. Atualmente, tal capacidade é trivial nos computadores, isto é, basta conectar o

dispositivo, ligar o computador e esperar o sistema operacional avisar sobre o reconhecimento de um novo item

para que você possa instalar os drivers adequados (isso se o sistema operacional não instalá-lo sozinho).

Antigamente, os computadores não trabalhavam dessa maneira e o surgimento do recurso Plug and Play foi uma

revolução nesse sentido. Além de ser utilizada em barramentos atuais, essa funcionalidade chegou a ser

implementada em padrões mais antigos, inclusive no ISA.

O barramento PCI também passou por evoluções: uma versão que trabalha com 64 bits e 66 MHz foi lançada, tendo

também uma extensão em seu slot. Sua taxa máxima de transferência de dados é estimada em 512 MB por segundo.

Apesar disso, o padrão PCI de 64 bits nunca chegou a ser popular. Um dos motivos para isso é o fato de essa

especificação gerar mais custos para os fabricantes. Além disso, a maioria dos dispositivos da época de auge do

PCI não necessitava de taxas de transferência de dados maiores.

Barramento PCI-X (Peripheral Component Interconnect Extended)

Muita gente confunde o barramento PCI-X com o padrão PCI Express, mas ambos são diferentes. O PCI-X

nada mais é do que uma evolução do PCI de 64 bits, sendo compatível com as especificações anteriores. A

versão PCI-X 1.0 é capaz de operar nas freqüêcias de 100 MHz e 133 MHz. Neste última, o padrão pode

atingir a taxa de transferência de dados de 1.064 MB por segundo. O PCI-X 2.0, por sua vez, pode trabalhar também

com as freqüências de 266 MHz e 533 MHz.

Barramento AGP (Accelerated Graphics Port)

Se antes os computadores se limitavam a exibir apenas caracteres em telas escuras, hoje eles são capazes de

exibir e criar imagens em altíssima qualidade. Mas, isso tem um preço: quanto mais evoluída for uma aplicação

gráfica, em geral, mais dados ela consumirá. Para lidar com o volume crescente de dados gerados pelos

processadores gráficos, a Intel anunciou em meados de 1996 o padrão AGP, cujo slot serve exclusivamente às placas

de vídeo.

A primeira versão do AGP (chamada de AGP 1.0) trabalha a 32 bits e tem clock de 66 MHz, o que

equivale a uma taxa de transferência de dados de até 266 MB por segundo, mas na verdade, pode chegar ao

valor de 532 MB por segundo. Explica-se: o AGP 1.0 pode funcionar no modo 1x ou 2x. Com 1x, um dado por pulso

de clock é transferido. Com 2x, são dois dados por pulso de clock.

Em meados de 1998, a Intel lançou o AGP 2.0, cujos diferenciais estão na possibilidade de trabalhar também

com o novo modo de operação 4x (oferecendo uma taxa de transferência de 1.066 MB por segundo) e

alimentação elétrica de 1,5 V (o AGP 1.0 funciona com 3,3 V). Algum tempo depois surgiu o AGP 3.0, que

conta com a capacidade de trabalhar com alimentação elétrica de 0,8 V e modo de operação de 8x, correspondendo

a uma taxa de transferência de 2.133 MB por segundo.

Além da alta taxa de transferência de dados, o padrão AGP também oferece outras vantagens. Uma delas é o fato de

sempre poder operar em sua máxima capacidade, já que não há outro dispositivo no barramento que possa, de alguma

forma, interferir na comunicação entre a placa de vídeo e o processador (lembre-se que o AGP é compatível apenas

com placas de vídeo). O AGP também permite que a placa de vídeo faça uso de parte da memória RAM do computador

como um incremento de sua própria memória, um recurso chamado Direct Memory Execute.

Quanto ao slot, o AGP é ligeiramente menor que um encaixe PCI. No entanto, como há várias versões do AGP, há

variações nos slots também (o que é lamentável, pois isso gera muita confusão). Essas diferenças ocorrem

principalmente por causa das definições de alimentação elétrica existentes entre os dispositivos que utilizam

cada versão. Há, por exemplo, um slot que funciona para o AGP 1.0, outro que funciona para o AGP 2.0, um terceiro

que trabalha com todas as versões (slot universal) e assim por diante.

Como você deve ter reparado na imagem acima, o mercado também conheceu versões especiais do AGP chamadas AGP Pro,

direcionadas a placas de vídeo que consomem grande quantidade de energia.

Apesar de algumas vantagens, o padrão AGP acabou perdendo espaço e foi substituído pelo barramento PCI Express.

Barramento PCI Express

O padrão PCI Express (ou PCIe ou, ainda, PCI-EX) foi concebido pela Intel em 2004 e se destaca por substituir, ao

mesmo tempo, os barramentos PCI e AGP. Isso acontece porque o PCI Express está disponível em vários segmentos:

1x, 2x, 4x, 8x e 16x (há também o de 32x, mas até o fechamento deste artigo, este não estava em uso pela

indústria). Quanto maior esse número, maior é a taxa de transferência de dados. Esse divisão também reflete no

tamanho dos slots PCI Express.

O PCI Express 16x, por exemplo, é capaz de trabalhar com taxa de transferência de cerca de 4 GB por

segundo, característica que o faz ser utilizado por placas de vídeo, um dos dispositivos que mais geram dados

em um computador. O PCI Express 1x, mesmo sendo o mais "fraco", é capaz de alcançar uma taxa de

transferência de cerca de 250 MB por segundo, um valor suficiente para boa parte dos dispositivos mais

simples.

Com o lançamento do PCI Express 2.0, que aconteceu no início de 2007, as taxas de transferência da tecnologia

praticamente dobraram.

Barramentos AMR, CNR e ACR

Os padrões AMR (Audio Modem Riser), CNR (Communications and Network Riser) e ACR (Advanced

Communications Riser) são diferentes entre si, mas compartilham da idéia de permitir a conexão à placa-mãe de

dispositivos Host Signal Processing (HSP), isto é, dispositivos cujo controle é feito pelo processador do

computador. Para isso, o chipset da placa-mãe precisa ser compatível. Em geral, esses slots são usados por placas

que exigem pouco processamento, como placas de som, placas de rede ou placas de modem simples.

O slot AMR foi desenvolvido para ser usado especialmente para funções de modem e áudio. Seu projeto foi

liderado pela Intel. Para ser usado, o chipset da placa-mãe precisava contar com os circuitos AC'97 e

MC'97 (áudio e modem, respectivamente). Se comparado aos padrões vistos até agora, o slot AMR é muito

pequeno.

O padrão CNR, por sua vez, surgiu praticamente como um substituto do AMR e também tem a Intel como

principal nome no seu desenvolvimento. Ambos são, na verdade, muito parecidos, inclusive nos slots. O principal

diferencial do CNR é o suporte a recursos de rede, além dos de áudio e modem.

Em relação ao ACR, trata-se de um padrão cujo desenvolvimento tem como principal nome a AMD. Seu foco principal

são as comunicações de rede e USB. Esse tipo foi por algum tempo comum de ser encontrado em placas-mãe da Asus e

seu slot é extremamente parecido com um encaixe PCI, com a diferença de ser posicionado de forma contrária na

placa-mãe, ou seja, é uma espécie de "PCI invertido".

Outros barramentos

Há vários padrões que, por razões diversas, tiveram aceitação mais limitada no mercado. É o caso, por exemplo,

dos barramentos VESA, MCA e EISA:

VESA: também chamado de VLB (VESA Local Bus), esse padrão foi estabelecido pela Video

Electronics Standards Association (daí a sigla VESA) e funciona, fisicamente, como uma extensão do padrão ISA

(há um encaixe adicional após um slot ISA nas placas-mãe compatíveis com o padrão). O VLB pode trabalhar a 32

bits e com a freqüência do barramento externo do processador (na época, o padrão era de 33 MHz), fazendo com que

sua taxa de transferência de dados pudesse alcançar até 132 MB por segundo. Apesar disso, a tecnologia não durou

muito tempo, principalmente com a chegada do barramento PCI;

MCA: sigla para Micro Channel Architecture, o MCA foi idealizado pela IBM para ser o substituto

do padrão ISA. Essa tecnologia trabalha à taxa de 32 bits e à freqüência de 10 MHz, além de ser compatível

como recursos como Plug and Play e Bus Mastering. Um dos empecilhos que contribuiu para a não popularização do

MCA foi o fato de este ser um barramento proprietário, isto é, pertencente à IBM. Por conta disso, empresas

interessadas na tecnologia tinham que pagar royalties para inserí-la em seus produtos, idéia essa que,

obviamente, não foi bem recebida;

EISA: sigla de Extended Industry Standard Architecture, o EISA é, conforme o nome indica, um

barramento compatível com a tecnologia ISA. Por conta disso, pode operar a 32 bits, mas mantém sua freqüência em

8,33 MHz (a mesma do ISA). Seu slot é praticamente idêntico ao do padrão ISA, no entanto, é mais alto, já que

utiliza duas linhas de contatos: a primeira é destinada aos dispositivos ISA, enquanto que a segunda serve aos

dispositivos de 32 bits.

Finalizando

Os barramentos apresentados servem, essencialmente, à conexão de dispositivos diretamente na placa-mãe, através

de slots específicos. No entanto, há outras tecnologias com finalidades semelhantes, como o SATA, além daquelas

que permitem a conexão de um dispositivo sem a necessidade de abertura do computador, como o USB, o FireWire e o

Bluetooth (este último, sem fio)

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