Tasso Tirapani Silva Pinto

1

Baterias ◦ Evolução ◦ Atualidade ◦ Futuro

Processadores

◦ Atualidade ◦ Futuro

Memória

◦ Atualidade ◦ Futuro

Curiosidades

Conclusões

2

Pilha Voltaica - 1800

◦ Criador: Alessandro Volta;

◦ Aplicação: fins científicos.

3

[13]

Pilha de Daniell - 1836

◦ Criador: John Frederic Daniell;

◦ Aplicação: Utilizada na rede de telégrafos.

4

[14]

Pilha de Grove - 1844

◦ Criador: Willian Robert Grove;

◦ Aplicação: Utilizada na rede de telégrafos.

5

[15]

Acumulador de chumbo - 1859

◦ Criador: Gaston Planté;

◦ Com poucas alterações é utilizada até hoje em carros, no-breaks e iluminação de emergência.

6

[19]

Célula de gravidade - 1860

◦ Criador: Callaud;

◦ Aplicação: Utilizada na rede de telégrafos.

7

[15]

Pilha de Leclanché - 1866

◦ Criador: Georges Leclanché;

◦ Aplicação: Utilizada na rede de telégrafos e primeiros telefones.

8

[15]

Pilha de zinco-carbono - 1886

◦ Criador: Carl Gassner;

◦ Aplicação: dispositivos portáteis, como lanternas.

9

[15]

Pilha de níquel-cádmio - 1899

◦ Criador: Waldemar Jungner;

◦ Aplicação: Telefones celulares, ferramentas, brinquedos e aplicação industrial.

10

[18]

Bateria de lítio-íon - 1970

◦ Criador: Manley Stanley Whittingham;

◦ Aplicação: laptops e smartphones.

11

[17]

Pilha de níquel-hidrogênio - 1977

◦ Criador: COMSAT;

◦ Aplicação: Satélites e sondas espaciais.

12

[16]

Bateria de lítio-polímero - 1979

◦ Criador: Michel Armand;

◦ Aplicação: carros elétricos.

13

Bateria de sódio – cloreto de níquel - 1982

◦ Dr. Johan Coetzer;

◦ Aplicação: veículos elétricos.

14

[15]

Bateria de níquel-hidreto metálico - 1899

◦ Criação: Daimler AG;

◦ Aplicação: veículos elétricos e dispositivos portáteis.

15

Bateria de lítio-íon;

Pilha de níquel-cádmio.

16

Novas baterias de lítio-íon ◦ Northwestern University;

◦ Duração de uma semana;

◦ Recarga de 15 min.

Hidrogênio e Nanocristais ◦ Lawrence Berkeley National

Laboratory;

◦ Nanocristais de magnésio.

17

[3]

Bateria orgânica ◦ NEC;

◦ Recarga de 30s;

◦ Densidade de energia muito elevado;

◦ Não utilizam metais pesados;

◦ São extremamente fina.

18

[21]

GAS 2.0 ◦ Universidade de Illinois;

◦ Exatamente igual a qualquer outra de íon-lítio;

◦ os cátodos presentes em sua composição possuem nanoestruturas em 3D, lembrando o formato de uma esponja.

Bateria de gelatina ◦ Universidade de Leeds;

◦ gel polímero, que pode ser utilizado na confecção de baterias de lítio.

19

Tecnologia 2007-8 2009-10 2011-12 Avanços

Processador ARM ARM 11 470-700 DMIPS

Cortex-A8 1200-2000 DMIPS

Dual Cortex-A9 5000+ DMIPS

10X Velocidade

Display VGA XGA WUXGA + HDMI 8x + HDMI

Vídeo VGA-30fps 720p-30fps 1080p-30fps 7x

Gráficos 3D OpenGL ES 1.1 OpenGL ES 2.0 OpenGL ES 2.0 10x

Imagem 3-5MP 8-12MP 16-20MP 7x

Processador 90 nm 65/45 nm 45 nm 3+ nós

20

Processadores 3D ◦ Tecnologia promissora que pretende aumentar e

muito a capacidade dos processadores;

◦ Mais núcleos;

◦ Menor temperatura;

◦ Menos energia.

21

[8] Processador 3D

Processadores 64 ◦ Chegada dos processadores 64 bits para

dispositivos móveis em 2013.

Novo Processador da Intel ◦ Codinome Cedar Trail.

Novos Processadores ARM ◦ Cortex-A15, até 2,5 GHz;

◦ Até 16 núcleos.

22

23

[20]

Novo processador da Intel - Haswell ◦ Mobile, Desktop e Ultrabook

◦ PCH (Platform Controller Hub)

24

PCM (phase-change memory) ◦ Criada em 2004;

◦ Propriedades químicas únicas de um elemento chamado vidro calcogênio;

◦ Dois estados, cristalino ou sólido amórfico, sendo que cada um deles representa um bit 0 ou 1;

◦ Os dados são gravados quando corrente elétrica é aplicada no material, o que gera calor e muda o seu estado;

◦ Os dados também estão protegidos contra imãs.

25

PCM (phase-change memory)

◦ Uma joint-venture entre a Intel e a STMicro em

outubro de 2009 foi apresentou um protótipo de chip de 64 megabits.

◦ Em termos de leitura, eles podem ser quase tão

rápidos quanto a memória RAM e mesmo as taxas de escrita são superiores à da memória Flash, graças ao endereçamento individual das células.

26

Memória flash de nanotubos de carbono

◦ Baseado no PCM;

◦ Universidade de Illinois;

◦ 100x menos energia;

◦ É a menor forma de condutor já criada pelo homem, com um bit feito de PCM no meio dele;

◦ 100.000 vezes mais rápido dos que seus antecessores

27

[9] Memória flash de nanotubo de carbono

28

FET: Field-effect transistor. ◦ Universidade Estadual da Carolina do Norte;

◦ FET combina elementos da memória Flash e RAM em um único

circuito;

◦ Um transistor de efeito de campo com duas portas flutuantes (Floating Gate FET);

◦ Consegue ser tão involátil quanto um chip de memória Flash e ao mesmo tempo ser tão rápida quanto uma memória RAM;

◦ Ela não precisa de uma carga de energia constante em todos os chips, a memória pode ser desligada quando não está em uso e assim economizar energia.

29

GFM (Graphene Flash Memory)

◦ Universidade da Califórnia;

◦ Uma minúscula pastilha de grafeno em vez da grade flutuante de silício em uma memória de tipo Flash.

30

Chips de Memória 3D e Transparentes;

◦ Universidade de Rice, nos Estados Unidos;

◦ Chip de memória transparente e flexível, com alta capacidade e eficiência de energia;

◦ Uma arquitetura 3D, ele pode armazenar mais dados do que os chips tradicionais, ocupando menos espaço.

31

Fontes de energia alternativa para dispositivos móveis ◦ Energia sem fio:

Nicola Tesla propôs teorias de transmissão sem fio de energia no fim dos anos 1800 e começo dos anos 1900;

Indução magnética;

Ressonância magnética;

32

33

[10] Recarga por indução ressonante

Nos anos 80, o centro de pesquisa em comunicações do Canadá (Canada's Communications Research Centre);

Criou um pequeno avião que funciona com energia enviada pela terra. (SHARP);

transmissor microondas que ficava no solo.

34

Apesar de muitos estudos sobre baterias, podemos verificar que não houve muitos avanços nessa área nas ultimas décadas.

A tecnologia utilizada pelas baterias atualmente são tecnologias que foram desenvolvidas a muito tempo.

35

Apesar do grande avanço dos processadores, podemos ver que um dos grandes problemas são o consumo de energia e a temperatura.

Devido a limitações físicas os clocks do processadores tendem a se manter no mesmo patamar, porem novas arquiteturas com mais núcleos e dimensões estão sendo desenvolvidos.

36

Muito dos estudos sobre a duração das baterias acabam sendo realizados tentando diminuir o consumo destas, tanto por meio das memórias como dos processadores e não aumentando sua capacidade e duração.

37

[1] http://veja.abril.com.br/infograficos/historia-das-baterias/

[2] http://idgnow.uol.com.br/mercado/2011/11/17/baterias-de-smartphone-vao-durar-1-semana-em-ate-5-anos/

[3] http://www.tecmundo.com.br/bateria/9083-hidrogenio-e-nanocristais-a-bateria-do-futuro.htm

[4] http://www.tecmundo.com.br/bateria/14118-bateria-do-futuro-vai-recarregar-em-menos-de-1-minuto.htm

[5] http://exameinformatica.sapo.pt/noticias/ciencia/2005/08/08/nec-apresenta-bateria-organica

38

[6]http://www.tecmundo.com.br/bateria/13290-pesquisadores-criam-bateria-de-gelatina.htm

[7]

http://tecnoblog.net/59623/memoria-flash-do-futuro-usa-nanotubos-de-carbono-e-gasta-100-vezes-menos-energia/

[8]http://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=processadores-3d-promissores-viaveis-mas-quentes-demais

[9] http://tecnoblog.net/59623/memoria-flash-do-futuro-usa-nanotubos-de-carbono-e-gasta-100-vezes-menos-energia/

[10] http://ciencia.hsw.uol.com.br/eletricidade-sem-fio1.htm

39

[11] http://tecnoblog.net/55065/inventada-possivel-substituta-para-a-memoria-ram/

[12]http://lqes.iqm.unicamp.br/canal_cientifico/lqes_news/lqes_news_cit/lqes_news_2011/lqes_news_novidades_1555.html

[13] http://www.cerebromente.org.br/n18/history/stimulation_p.htm

[14] http://www.infoescola.com/quimica/pilha-de-daniell-pilha-eletroquimica/

[15] http://blogbringit.com.br/curiosidades/a-evolucao-das-baterias/

40

[16]http://www.profpc.com.br/C%C3%A9lula_combust%C3%ADvel.htm

[17]http://www.mundodostablets.com.br/artigos/como-funcionam-as-baterias-de-li-ion-recarregaveis/

[18]https://11afqa.wikispaces.com/viviana_cardoso

[19]http://efisica.if.usp.br/eletricidade/basico/pilha/acumuladores/

[20]http://www.arm.com/products/processors/cortex-a/cortex-a15.php

[21] http://www.geekaco.com/nec-desenvolve-bateria-organica

41