O vídeo explica como os transistores são organizados e funcionam dentro de um CPU, comparando-os a peças de Lego. Assim como um único “stud” de Lego não faz muita coisa sozinho, um transistor isolado também não tem utilidade prática. No entanto, quando vários transistores são conectados, eles formam “células padrão” (standard cells), que são os blocos fundamentais para construir CPUs e GPUs. Essas células realizam operações lógicas básicas, como inversão (inverter), NAND, OR, entre outras, dependendo do número e da disposição dos transistores.
A célula padrão mais simples é o inversor (inverter), composto por dois transistores: um do tipo N e outro do tipo P. Quando uma tensão de 1 volt é aplicada à entrada, o transistor N conduz eletricidade, conectando a saída ao terra (0 volts). Já com 0 volt na entrada, o transistor P conduz, ligando a saída à fonte de alimentação (1 volt). Essa operação oposta entre os transistores N e P é essencial para o funcionamento dos circuitos CMOS, que consomem pouca energia e têm alta tolerância a ruídos.
Células mais complexas, como portas NAND, AND e OR, são construídas conectando múltiplos transistores em série ou paralelo. Por exemplo, uma porta NAND usa dois transistores P em paralelo e dois N em série, enquanto uma porta AND é simplesmente uma NAND seguida por um inversor. Essas células são organizadas em “macrocélulas” (macrocells), que realizam funções mais elaboradas, como somar ou multiplicar números binários.
A analogia com Lego continua quando macrocélulas são combinadas para formar núcleos de IP (IP cores), que, por sua vez, são integrados em um processador completo. Um CPU moderno pode conter bilhões de transistores, organizados em até 17 camadas de metal para interconexão. Essa complexidade permite que dispositivos como smartphones e computadores executem tarefas avançadas, como reproduzir vídeos ou rodar jogos.
O vídeo também destaca a velocidade dessas operações. Um inversor leva apenas alguns picossegundos (10⁻¹² segundos) para mudar seu estado, e mesmo uma macrocélula complexa, como uma multiplicadora, completa sua lógica em cerca de 150 a 200 picossegundos. Essa eficiência é possível graças ao design minucioso dos transistores e à otimização dos circuitos.
Além disso, o vídeo menciona que os transistores modernos, como os FinFETs, são estruturas complexas, muitas vezes com múltiplos “fins” para melhorar seu desempenho elétrico. Futuros vídeos prometem explorar detalhes sobre a fabricação de transistores, sua física e a evolução desses componentes, que são a base da tecnologia atual.
Por fim, o vídeo encerra com um agradecimento a colaboradores e espectadores, incentivando o apoio ao canal e a divulgação do conteúdo. Ele também recomenda plataformas de aprendizado, como Brilliant.org, para quem deseja aprofundar seus conhecimentos em lógica, programação ou ciência da computação. A mensagem final reforça a importância de entender a tecnologia que sustenta o mundo moderno.