Barramentos
O que é um Barramento?
Um barramento (bus) é um sistema de comunicação que transfere dados entre componentes de um computador. É composto por:
| Tipo de barramento | Função |
|---|---|
| Barramento de dados | Transporta os dados propriamente ditos |
| Barramento de endereço | Indica de onde/para onde os dados vão |
| Barramento de controle | Coordena a comunicação (leitura/escrita, clock, etc.) |
Largura de banda = frequência × largura do barramento (em bits/bytes)
Nem todo barramento é um cabo físico. No contexto das placas-mãe, barramentos são caminhos elétricos gravados no PCB como trilhas de cobre.
Evolução dos Barramentos
FSB — Front Side Bus (Legado Intel, até 2008)
O FSB conectava a CPU ao Northbridge e era o principal gargalo do sistema.
CPU ◄──── FSB ────► Northbridge ◄──► RAM
| Geração | Frequência | Largura | Banda |
|---|---|---|---|
| Pentium 4 (early) | 400 MHz QDR | 64 bits | 3,2 GB/s |
| Pentium 4 (late) | 800 MHz QDR | 64 bits | 6,4 GB/s |
| Core 2 Quad | 1333 MHz QDR | 64 bits | 10,6 GB/s |
Limitação crítica: todos os processadores multi-core compartilhavam o mesmo FSB, criando gargalo.
HyperTransport — AMD (2003–2017)
O HyperTransport foi a resposta da AMD ao FSB — um barramento ponto-a-ponto de alta velocidade.
- Versões: HT 1.0 (1,6 GB/s) → HT 3.1 (25,6 GB/s)
- Usado em CPUs AMD Opteron, Phenom, FX e Ryzen (DDR3 era)
- Ponto-a-ponto: sem compartilhamento, latência previsível
QPI / UPI — Intel (2008–presente)
O QPI (QuickPath Interconnect), renomeado UPI (UltraPath Interconnect), substituiu o FSB nas plataformas Intel modernas.
- Barramento serial ponto-a-ponto
- QPI: até 25,6 GB/s por link (bidirecional)
- UPI 3.0: até 32 GT/s por link (em Xeon Scalable)
- Conecta múltiplos processadores em sistemas NUMA (Non-Uniform Memory Access)
DMI — Direct Media Interface
O DMI (Direct Media Interface) é o barramento que conecta a CPU ao chipset (PCH) nas plataformas Intel modernas.
CPU ◄──── DMI ────► PCH (Chipset)
| Versão | Throughput total | Plataforma |
|---|---|---|
| DMI 3.0 × 4 | ~8 GB/s bidirecional | 9ª–11ª geração Intel |
| DMI 4.0 × 8 | ~16 GB/s bidirecional | 12ª–14ª geração Intel |
Todos os dispositivos conectados ao chipset (USB, SATA, PCIe secundário) compartilham a largura de banda do DMI. Em sistemas com SSD SATA + NVMe via chipset + USB 3.2 saturados simultaneamente, o DMI pode ser o gargalo.
Infinity Fabric — AMD (2017–presente)
O Infinity Fabric é a arquitetura de interconexão interna dos processadores AMD Ryzen modernos.
┌─────────────────────────────────────┐
│ CPU AMD Ryzen │
│ ┌──────────┐ ┌──────────────┐ │
│ │ CCX/CCD │ │ I/O Die │ │
│ │ (Compute)│◄─►│ (IMC, PCIe) │ │
│ └──────────┘ └──────────────┘ │
└─────────────────────────────────────┘
▲
│ Infinity Fabric
▼
┌──────────────┐
│ FCH (PCH) │
│ (Chipset) │
└──────────────┘
- Conecta os chiplets dentro do processador
- Velocidade acoplada à frequência de memória (FCLK): tipicamente RAM MHz / 2
- Em DDR5-6000: FCLK = 2000 MHz → ~68 GB/s de largura de banda interna
PCIe como Barramento de Expansão
O PCIe não é apenas para slots de expansão — é o barramento principal para SSDs NVMe, GPUs e comunicação CPU↔dispositivo.
Ver detalhes completos em: Slots de Expansão
Evolução Visual dos Barramentos
Quadro Comparativo Geral
| Barramento | Topologia | Banda máxima | Uso atual |
|---|---|---|---|
| FSB | Compartilhado | ~10 GB/s | Legado (Intel pré-2008) |
| HyperTransport | Ponto-a-ponto | ~25 GB/s | Legado (AMD pré-Ryzen) |
| DMI 4.0 × 8 | Ponto-a-ponto | ~16 GB/s | Intel atual (CPU↔PCH) |
| Infinity Fabric | Mesh/Ring | ~68 GB/s | AMD Ryzen atual |
| PCIe 5.0 × 16 | Ponto-a-ponto | ~128 GB/s | GPU e armazenamento |
| DDR5 Dual Ch. | Paralelo | ~96 GB/s | Memória sistema |
Calculadora de Largura de Banda
Calcule você mesmo a banda de um link PCIe (geração × lanes) ou de um barramento paralelo genérico (frequência × largura), e veja onde o resultado se encaixa entre os barramentos reais listados acima:
Calculadora de Largura de Banda de Barramentos
ℹ️ Cada geração PCIe dobra a taxa bruta por lane da anterior. Gerações 3.0+ usam codificação 128b/130b (~1,5% de overhead); 1.0/2.0 usam 8b/10b (20% de overhead) — por isso a banda útil não é simplesmente "taxa bruta ÷ 8".
Próximo: Gestão Térmica
Antes de ver como tudo se integra, precisamos entender TDP, throttling e dissipação de calor — fatores que limitam o desempenho real de qualquer sistema.