Um pouco da Evolução

Você deve imaginar que os computadores que utilizavam a tecnologia do ENIAC original não deviam apresentar valores acessíveis e, de fato, para manter essas máquinas gigantes, muito dinheiro era gasto devido aos constantes custos com manutenção. Com isso, criou-se a necessidade de substituir as válvulas a vácuo, principal componente eletrônico da época, por uma tecnologia que reduzisse a área de ocupação e principalmente que dissipasse menos potência, evitando assim o superaquecimento.

Foi então que, em 1947, John Bardeen e Walter Brattain inventaram, nos laboratórios da empresa Bell Telephone, o principal dispositivo eletrônico responsável pela evolução da eletrônica na década de 1960, O transistor, ilustrado na figura 4a. O transistor é o principal componente eletrônico em praticamente todos os aparelhos eletrônicos modernos, sendo considerado por muitos pesquisadores uma das maiores descobertas do século 20, tornando possível a evolução dos computadores e dos equipamentos eletrônicos. Esses componentes foram criados a partir de materiais semicondutores, chamados de germânio e silício, sendo este último o mais utilizado e extraído tanto da areia quanto do quartzo, por exemplo.

Como falado anteriormente, a inovação no campo da eletrônica possibilitou a evolução de várias outras áreas, principalmente na área de desenvolvimento dos computadores eletrônicos. Para compreendermos melhor a importância de cada nova tecnologia, vamos então associar o avanço da eletrônica à evolução dos computadores através de suas gerações.

Primeira geração: essa geração é caracteriza pela utilização da válvula a vácuo, como sendo o principal componente eletrônico na construção dos computadores eletrônicos. Devido às características desse dispositivo, os computadores dissipavam muita potência, além de serem muito pesados e ocuparem um grande espaço físico. Um exemplo é o ENIAC (1946), que você já conhece, mas existem outros como Mark I (1943), UNIVAC I (1951), IBM 650 (1954).

Segunda geração: com o surgimento do transistor, as válvulas a vácuo foram sendo substituídas e o transistor passou a ser o grande responsável pela redução significativa de tamanho e peso dos computadores, sem mencionar no aumento do poder de processamento devido à possiblidade de utilizar muito mais recursos.

Terceira geração: essa geração é marcada pela criação dos circuitos integrados (CI) em 1958, por Jack Killy. Esse componente é caracterizado por incorporar inúmeros circuitos, que até então eram implementados separadamente, em uma única pastilha de semicondutor, ou seja, em um único encapsulamento, como ilustrado na figura 5, onde temos quatro portas NANDs em um único CI. Com esse advento os computadores passaram a ser amplamente utilizados em outras áreas e não apenas por grandes corporações, como ocorria nas gerações anteriores.

Quarta geração: nessa geração surgem os microprocessadores, dando início ao desenvolvimento dos computadores pessoais. Tal feito só foi possível devido ao surgimento da técnica de fabricação de circuitos integrado em LSI (Large Scale Integration) e em VLSI (Very Large Scale Integration). Nessa técnica estamos falando de chips com mais de 100 mil portas lógicas, possibilitando a criação de computadores para utilização pessoal e também para lazer. O primeiro microprocessador, o Intel 4004, criado no ano de 1971 pela Intel, e os computadores pessoais (Apple) são da década de 1980.

Através dessas gerações podemos perceber que a eletrônica está sempre buscando otimizar a área ocupada pelos circuitos eletrônicos, especificamente, diminuindo as dimensões dos transistores em um circuito integrado. Essa característica traz como consequência o aumento no poder de processamento desses circuitos, bem como uma redução significativa da energia dissipada. Nos últimos anos vemos processadores sendo lançados no mercado com tecnologia que fazem uso de dispositivos eletrônicos com dimensões extremamente pequenas, por exemplo, 22 nm (nanômetros) em 2012, ilustrado na figura 6, e 14 nm em 2014 (nm é equivalente a 10^-9 m), ambos na Intel.