Tugas Arsitektur dan Organisasi
Komputer
Sejarah dan Perkembangan Mikroprosesor
Mikroprosesor adalah suatu komponen digital
LSI (Large Scale Integration atau Very Large Scale Integration) dengan
kompleksitas rangkaian sangat tinggi yang mampu melaksanakan fungsi suatu unit
pemroses sentral (CPU). Mikroprosesor merupakan elemen kontrol pada sistem komputer.
Mikroprosesor mengontrol memori dan I/O (Input/Output) melalui sejumlah jalur
koneksi yang disebut bus.
1. Microprocessor 4004 (1971)
Processor di
awali pada tahun 1971 dimana intel mengeluarkan processor pertamanya yang di
pakai pada mesin penghitung buscom. Processor ini dinamakan microprocessor
4004. Chip intel 4004 ini mengawali perkembangan CPU dengan mempelopori
peletakan seluruh komponen mesin hitung dalam satu IC.
2. Microprocessor 8008 (1972)
Pada tahun 1972 intel mengeluarkan
microprocessor 8008 yang berkecepatan hitung 2 kali lipat dari MP sebelumnya.
MP ini adalah mp 8 bit pertama. Mp ini juga di desain untuk mengerjakan satu
pekerjaan saja.
3. Microprocessor 8080 (1974)
Pada tahun 1974 intel kembali
mengeluarkan MP terbaru dengan seri 8080. Pada seri ini intel melakukan
perubahan dari MP multivoltage menjadi triple voltage, teknologi yang di pakai
NMOS, lebih cepat dari seri sebelumnya yang memakai teknologi PMOS. MP ini
adalah otak pertama bagi komputer yang bernama altair.Pada saat ini
pengalamatan memory sudah sampai 64 kilobyte. Kecepatanya sampai 10X MP
sebelumnya. Tahun ini juga muncul MP dari produsen lain seperti MC6800 dari
Motorola -1974, Z80 dari Zilog -1976, dan prosessor2 lain seri 6500 buatan
MOST, Rockwell, Hyundai, WDC, NCR dst.
Processor 8086 (1978) merupakan CPU
16 bit pertama Intel yang menggunakan bus sistem 16 bit. Pada 1979 Intel
merancang ulang CPU sehingga sesuai dengan perangkat keras 8 bit yang ada. PC
pertama (1981) mempunyai CPU 8088 ini. 8088 merupakan CPU 16 bit, tetapi hanya
secara internal. Lebar bus data eksternal hanya 8 bit yang memberi kompatibelan
dengan perangkat keras yang ada. Sesungguhnya 8088 merupakan CPU 16/8 bit.
GENERASI 2 Processor 80286
80286 (1982) juga merupakan prosessor
16 bit. Prosessor ini mempunyai kemajuan yang relatif besar dibanding chip-chip
generasi pertama. Frekuensi clock ditingkatkan, tapi perbaikan yang utama ialah
optimasi penanganan perintah. 80286 menghasilkan kerja lebih banyak tiap tik
clock daripada 8088/8086. Pada kecepatan awal (6 MHz) berunjuk kerja empat kali
lebih baik dari 8086 pada 4.77 MHz. Belakangan diperkenalkan dengan kecepatan
clock 8,10,dan 12 MHz yang digunakan pada IBM PC-AT (1984). Pembaharuan yang
lain ialah kemampuan untuk bekerja pada protected mode/mode perlindungan – mode
kerja baru dengan “24 bit virtual address mode”/mode pengalamatan virtual 24
bit, yang menegaskan arah perpindahan dari DOS ke Windows dan multitasking.
GENERASI 3 Processor 80386 DX
80386 diluncurkan 17 Oktober 1985. 80386 merupakan CPU 32 bit pertama. 80286
yang bagus bekerja secepat 386SX pertama-walaupun menerapkan mode 32 bit.
Prosessor ini dapat mengalamati memori hingga 4 GB dan mempunyai cara
pengalamatan yang lebih baik daripada 80286. 80386 bekerja pada kecepatan clock
16,20, dan 33 MHz. 80386 mengenalkan mode kerja baru disamping mode real dan protected
pada 286. Mode baru itu disebut virtual 8086 yang terbuka untuk multitasking
karena CPU dapat membuat beberapa 8086 virtual di tiap lokasi memorinya
sendiri-sendiri.
Processor 80386SX
Chip ini merupakan chip yang tidak
lengkap yang sangat terkenal dari 386DX. Prosessor ini hanya mempunyai bus data
eksternal 16 bit berbeda dengan DX yang 32 bit. SX hanya mempunyai jalur alamat
24. Oleh karena itu, prosessor ini hanya dapat mengalamati maksimum RAM 16 MB.
Prosessor ini bukan 80386 yang sesungguhnya, tetapi motherboard yang lebih
murah membuatnya sangat terkenal.
GENERASI 4 Processor 80486 DX
80486 dikeluarkan 10 April 1989 dan
bekerja dua kali lebih cepat dari pendahulunya. Hal ini dapat terjadi karena
penanganan perintah x86 yang lebih cepat, lebih pada mode RISC. Pada saat yang
sama kecepatan bus dinaikkan, tetapi 386DX dan 486DX merupakan chip 32 bit.
Processor 80486 SX
Prosessor ini merupakan chip baru
yang tidak lengkap. Math co-processor dihilangkan dibandingkan 486DX.
Processor Cyrix 486SLC
Cyrix dan Texas Instruments telah
membuat serangkaian chip 486SLC. Chip-chip tersebut menggunakan kumpulan
perintah yang sama seperti 486DX, dan bekerja secara internal 32 bit seperti
DX. Tetapi secara eksternal bekerja hanya pada 16 bit (seperti 386SX). Oleh
karena itu, chip tersebut hanya menangani RAM 16 MB dan hanya mempunyai cache
internal 1 KB dan tidak ada mathematical co-processor.
Processor IBM 486SLC2
IBM mempunyai chip 486 buatan
sendiri. Serangkaian chip tersebut diberi nama SLC2 dan SLC3. Yang terakhir
dikenal sebagai Blue Lightning. Chip-chip ini dapat dibandingkan dengan 486SX
Intel, karena tidak mempunyai mathematical coprocessor yang menjadi satu. Tapi
mempunyai cache internal 16 KB (bandingkan dengan Intel yang mempunyai 8 KB).
Yang mengurangi unjuk kerjanya ialah antarmuka bus dari chip 386. SLC2 bekerja
pada 25/50 MHz secara eksternal dan internal, sedangkan chip SLC3 bekerja pada
25/75 dan 33/100 MHz
Perkembangan 486 Selanjutnya
DX4; Prosessor-prosessor DX4 Intel
mewakili sebuah peningkatan 80486. Kecepatannya tiga kali lipat dari 25 ke 75
MHz dan dari 33 ke 100 MHz. Chip DX4 lainnya dipercepat hingga dari 25 ke 83
MHz. DX4 mempunyai cache internal 16 KB dan bekerja pada 3.3 volt. DX dan DX2
hanya mempunyai cache 8 KB dan memerlukan 5 volt dengan masalah panas bawaan.
GENERASI 5 Pentium Classic (P54C)
Chip ini dikembangkan oleh Intel dan
dikeluarkan pada 22 Maret 1993. Prosessor Pentium merupakan super scalar, yang
berarti prosessor ini dapat menjalankan lebih dari satu perintah tiap tik
clock. Prosessor ini menangani dua perintah tiap tik, sebanding dengan dua buah
486 dalam satu chip. Terdapat perubahan yang besar dalam bus sistem : lebarnya
lipat dua menjadi 64 bit dan kecepatannya meningkat menjadi 60 atau 66 MHz.
Sejak itu, Intel memproduksi dua macam Pentium yang bekerja pada sistem bus 60
MHz (P90, P120, P150, dan P180) dan sisanya, bekerja pada 66 MHz(P100,
P133,P166, dan P200).
Cyrix 6×86
Chip dari perusahaan Cyrix yang diperkenalkan
5 Februari 1996 ini merupakan tiruan Pentium yang murah. Chip ini kompatibel
dengan Pentium, karena cocok dengan Socket 7. Cyrix 6×86 dikenal dengan unjuk
kerja yang buruk pada floating pointnya. Cyrix mempunyai masalah saat
menjalankan NT 4.0.
AMD (Advanced Micro Devices)
Pentium-pentium AMD seperti chip-chip
yang ditawarkan oleh Intel bersaing dengan ketat. AMD menggunakan teknologi
mereka sendiri. Oleh karena itu, prosesornya bukan merupakan clone. AMD
mempunyai seri sebagai berikut : K5, dapat disamakan dengan Pentium-pentium
Classic (dengan cache L1 16 KB dan tanpa MMX).
AMD K5
K5 merupakan tiruan Pentium. K5 lama
sebagai contoh dijual sebagai PR133 (Perform Rating). Maksudnya, bahwa chip
tersebut akan berunjuk kerja seperti sebuah Pentium P133. Tetapi, hanya
berjalan 100 MHz secara internal. Chip tersebut masih harus dipasang pada
motherboard seperti sebuah P133. K5 AMD juga ada yang PR166. Chip ini
dimaksudkan untuk bersaing dengan P166 Intel. Bekerja hanya pada 116.6 MHz
(1.75 x 66 MHz) secara internal.
Pentium MMX (P55C)
Pentium-pentium P55C diperkenalkan 8
Januari 1997. MMX merupakan kumpulan perintah baru ( 57 integer baru, 4 jenis
data baru dan 8 register 64 bit), yang menambah kemampuan CPU tersebut.
IDT Winchip
IDT merupakan perusahaan yang lebih
kecil yang menghasilkan CPU seperti Pentium MMX dengan harga murah. WinChip C6
pertama IDT diperkenalkan pada Mei 1997.
AMD K6
K6 AMD diluncurkan 2 April 1997 .
Chip ini berunjuk kerja sedikit lebih baik dari Pentium MMX. Oleh karena itu
termasuk dalam keluarga P6. Dilengkapi dengan 32+32 KB cache L1 dan MMX. Berisi 8.8 juta transistor. K6 seperti halnya
K5 kompatibel dengan Pentium.
Cyrix 6×86MX (MII)
Cyrix juga mempunyai chip dengan
unjuk kerja tinggi, berada diantara generasi ke- 5 dan ke-6. Jenis pertama
didudukkan melawan chip Pentium MMX dari Intel. Jenis berikutnya dapat dibandingkan
dengan K6. Prosessor kelompok P6 yang powerful dari Cyrix diumumkan sebagai
“M2”. Diperkenalkan pada 30 Mei 1997 namanya menjadi 6×86MX. Kemudian diberi
nama MII. Chip 6×86MX ini kompatibel dengan Pnetium MMX dan dipasangkan pada
motherboard Socket 7 biasa, 6×86MX mempunyai 64 KB cache L1 internal. Cyrix
juga memanfaatkan teknologi yang tidak ditemukan di dalam Pentium MMX. 6X86MX
secara khusus dibandingkan dengan CPU generasi ke-6 lainnya (Pentium II dan Pro
dan K6) karena tidak bekerja berdasar kernel RISC. 6X86MX menjalankan perintah
CISC asli seperti Pentium MMX. Masalah akan muncul jika memainkan game 3D.
AMD K6-2
Versi “model 8” berikutnya K6
mempunyai nama sandi “Chomper”. Prosessor ini pada 28 Mei 1998 dipasarkan
sebagai K6-2, dan seperti versi model 7 K6 yang asli, dibuat dengan teknologi
0.25 mikron. Chip-chip ini bekerja hanya dengan 2.2 voltage. Chip ini berhasil
menjadi saingan Pentium II Intel. K6-2 dibuat untuk bus front side (bus sistem)
pada kecepatan 100 MHz dan motherboard Super 7. AMD membuat perusahaan lain
seperti Via dan Alladin, membuat chip set baru untuk motherboard Socket 7
tradisional, setelah Intel tahu 1997 menghentikan platform tersebut. K6-2 juga
diperbaiki dengan unjuk kerja MMX yang dua kali lebih baik dibandingkan dengan
K6 yang awal. K6-2 mempunyai plug-in 3D baru untuk unjuk kerja game yang lebih
baik. Dukungan termasuk dalam DirectX 6.0 untuk Windows. K6-2 350 MHz berunjuk
kerja sangat mirip dengan Pentium II-350.
GENERASI 6 Pentium Pro
Pengembangan Pentium Pro dimulai
1991, di Oregon. Diperkenalkan pada 1 November, 1995 . Pentium Pro merupakan
prosessor RISC murni, dioptimasi untuk pemrosesan 32 bit pada Windows NT atau
OS/2. Fitur yang baru ialah bahwa cache L2 yang menjadi satu Chip raksasa,
dengan chip empat persegi panjang dan Socket-8nya. Unit CPU dan cache L2
merupakan unit yang terpisah di dalam chip ini.
Pentium II
Pentium Pro “Klamath” merupakan nama sandi prosessor puncak Intel.
Prosessor ini mengakhiri seri Pentium Pro yang sebagian terdapat pengurangan
dan sebagaian terdapat perbaikan. Diperkenalkan 7 Mei 1997, Pentium II
mempunyai fitur- fitur :
· CPU diletakkan bersama dengan 512 KB L2 di dalam sebuah modul SECC
(Single Edge Contact Cartridge)
· Terhubung dengan motherboard menggunakan penghubung/konektor slot one
dan bus P6 GTL+.
· Perintah-perintah MMX.
· Perbaikan menjalankan program 16 bit (menyenangkan bagi pengguna
Windows 3.11)
· Penggandaan dan perbaikan cache L1 (16 KB + 16 KB).
· Kecepatan internal meningkat dari 233 MHz ke 300 MHz (versi berikutnya
lebih tinggi).
· Cache L2 bekerja pada setengah
kecepatan CPU.
Cache L2 mempunyai bus sendiri. Cache
L2 bekerja pada setengah kecepatan CPU, seperti 133 MHz atau 150 MHz. Jelas
merupakan sebuah kemunduran dari Pentium Pro, yang dapat bekerja pada 200 MHz
antara CPU dan cache L2. Pentium II telah tersedia dalam 233, 266, 300,
333,350, 400, 450, dan 500 MHz (kecepatan yang lebih tinggi segera muncul).
Dengan chip set 8244BX dan i810 Pentium II mempunyai unjuk kerja yang baik
sekali. Pentium II berbentuk kotak plastik persegi empat besar, yang berisi CPU
dan cache. Juga terdapat kontroler kecil (S824459AB) dan kipas pendingin dengan
ukuran yang besar. Pada 1998 Intel mengganti Pentium MMX-nya dengan Celeron
pertama. Cartridge Celeron sesuai dengan Slot 1 dan bekerja pda sistem bus 66
MHz. Clock internal bekerja pada 266 atau 300 MHz.
Pentium-II Celeron A : Mendocino
Bagian yang menarik dari cartridge
baru dengan 128 KB cache L2 di dalam CPU. Hal ini memberikan unjuk kerja yang
sangat baik, karena cache L2 bekerja pada kecepatan CPU penuh. Celeron 300A merupakan
sebuah chip dalam kartu.
Pentium-II Celeron PPGA : Socket 370
Socket 370 baru untuk Celeron.
Prosessor 400 dan 366 MHz (1999) tersedia dalam plastic pin grid array (PPGA).
Socket PGA370 terlihat seperti Socket 7 tradisional.yang mempunyai 370 pin.
Pentium-II Xeon
Pada 26 Juali 1998 Intel mengenalkan cartridge Pentium II baru yang
diberi nama Xeon. Ditujukan untuk server dan pemakai high-end. Xeon merupakan
Pentium II degnan cartridge baru yang sesuai konektor baru yang disebut Slot
two. Modul ini dua kal lebih tinggi dari Pentium II, tetapi ada perubahan dan
perbaikan penting lain :
· Chip RAM cache L2 jenis baru: CSRAM (Custom SRAM), yang bekerja pada
kecepatan CPU penuh.
· Ukuran cache L2 yang berbeda : 512, 1024, atau 2048 KB RAM L2.
· Memori RAM hingga 8 GB dapat di-cache.
· Hingga empat atau delapan Xeon dalam satu server.
· Mendukung server yang dicluster.
· Chip set baru 82440GX dan 82450NX.
Chip Xeon bekerja pada kecepatan
clock CPU penuh.
AMD K6-3
AMD K6-3 merupakan model 9 dengan nama sandi “Sharptooth” :
· Sedikit perbaikan dibandingkan unit K6-2
· Cache L2 sebesar 258 KB satu chip
· Rancangan cache tiga tingkat
· Bus front side 133 MHz baru.
· Kecepatan clock 400 MHz dengan 450
MHz.
Kedua cache 64 KB L1 dan 256 KB L2
disatukan dengan chipnya. Cache pada L2 ini bekerja pada kecepatan prosesor
penuh seperti yang dilakukan pada Pentium Pro, dan seperti yang dilakukan pada
Celeron A dan pada prosessor Xeon dari Intel.
Pentium III – Katmai
CPU P6 pertama dari Intel ialah Pentium Pro. Kemudian didapatkan
PentiumII dalam pelbagai jenis. Dan yang terakhir adalah Pentium III. Maret
1999 Intel mengenalkan kumpulan MMX2 baru yang ditingkatkan untuk perintayh
grafis (diantaranya 70 buah). Perintah ini disebut Katmai New Instructions
(KNI) /Perintah Baru Katmai atau SSE. Katmai memasukkan “double precision
floating-point single instruction multiple data”/”floating point dengan
ketelitian ganda satu perintah banyak data” (atau DPFS SIMD untuk singkatnya)
yang bekerja dalam delapan register 128 bit. KNI diperkenalkan pada Pentium III
500 MHz baru. Prosessor ini sangat mirip dengan Pentium II. Prosessor ini
dipasangkan pada motherboard dengan chip set BX dan slot 1. Prosesor ini
mempunyai beberapa fitur :
· Nomer pengenal
· Register baru dan 70 perintah baru
Akhirnya kecepatan clock dinaikkan
hingga 500 MHz dengan ruang untuk peningkatan lebih lanjut. Chip Xeon
diperbarui dengan semua fitur baru dari Pentium III.
GENERASI 7 AMD K-7 Athlon
Processor AMD utama yang sangat
menggemparkan Athlon (K7) diperkenalkan Agustus 1999. Tanggapan Intel (nama
sandi Foster) tidak dapat diharapkan hingga akhir tahun 2000. Dalam bulan-bulan
pertama, pasar menanggapi Athlon sangat positif. Nampaknya (seperti yang
diharapkan) untuk mengungguli Pentium III pada frekuensi clock yang sama.
Generasi ke 8 Intel Core 2 duo
Processor generasi ke 8 adalah Core 2
Duo yang di luncurkan pada juli 2007. Processor ini memakai microprocessor
dengan arsitektur x86. Arsitektur tersebut oleh Intel dinamakan dengan Intel
Core Microarchitecture, di mana arsitektur tersebut menggantikan arsitektur
lama dari Intel yang disebut dengan NetBurst sejak tahun 2000 yang lalu.
Penggunaan Core 2 ini juga menandai era processor Intel yang baru, di mana brand
Intel Pentium yang sudah digunakan sejak tahun 1993 diganti menjadi Intel Core.
Processor Intel Core 2 mempunyai fitur antara lain EM64T, Virtualization
Technology, Execute Disable Bit, dan SSE4. Sedangkan, teknologi terbaru yang
diusung adalah LaGrande Technology, Enhanced SpeedStep Technology, dan Intel
Active Management Technology (iAMT2)
CONROE
Core processor dari Intel Core 2 Duo
yang pertama diberi kode nama Conroe. Processor ini dibangun dengan menggunakan
teknologi 65 nm dan ditujukan untuk penggunaan desktop menggantikan jajaran
Pentium 4 dan Pentium D. Bahkan pihak Intel mengklaim bahwa Conroe mempunyai
performa 40% lebih baik dibandingkan dengan Pentium D yang tentunya sudah
menggunakan dual core juga. Core 2 Duo hanya membutuhkan daya yang lebih kecil
40% dibandingkan dengan Pentium D untuk menghasilkan performa yang sudah
disebutkan di atas. Beberapa jenis Conroe yang sudah beredar di pasaran adalah
tipe E6300 dengan clock speed sebesar1.86 GHz, tipe E6400 dengan clock speed
sebesar 2.13 GHz, tipe E6600 dengan clock speed sebesar 2.4 GHz, dan tipe E6700
dengan clock speed sebesar 2.67 GHz. Untuk processor dengan tipe E6300 dan
E6400 mempunyai Shared L2 Cache sebesar 2 MB, sedangkan tipe yang lainnya
mempunyai L2 cache sebesar 4 MB.
CONROE XE
Core processor berikutnya adalah
Conroe XE yang saat ini banyak menjadi bahan perbincangan. Conroe XE sendiri
adalah core processor dari Intel Core 2 Extreme yang diluncurkan bersamaan
dengan Intel Core 2 Duo pada 27 Juli 2006. Conroe XE mempunyai tenaga lebih
dibandingkan dengan Conroe. Tipe pertama dan satusatunya yang dikeluarkan oleh
Intel untuk jajaran processor Core 2 Extreme adalah X6800 dan sudah beredar di
pasaran saat ini meskipun jumlahnya sangat terbatas. Processor Intel Core 2
yang sudah memakai Intel Core 2 Extreme dengan core Conroe XE ini akan
menggantikan posisi dari Processor Pentium 4 EE (Extreme Edition) dan Dual Core
Extreme Edition. Core 2 Extreme mempunyai clock speed sebesar 2.93 GHz dan FSB
sebesar 1066 MT/s. Keluarga dari Conroe XE memerlukan TDP hanya sebesar 75
sampai 80 Watt. Dalam keadaan full load temperature processor dari X6800 yang
dihasilkan tidak akan melebihi 450C. Jika aktif, maka temperatur processor saat
keadaan idle yang dihasilkan oleh X6800 hanya berkisar sekitar 250C. Selain
perbedaan clock speed tersebut, Core 2 Extreme mempunyai fitur untuk merubah
multipliers sampai 11x (step) untuk mendapatkan hasil overclocking yang
maksimal. Fitur-fitur unik lain yang disertakan juga pada Core 2 Extreme
Edition kali ini adalah FSB yang lebih besar, L2 cache lebih besar, dan adanya
L3 cache. Intel Core 2 Extreme Edition dengan tipe X6800 mempunyai kinerja 36%
lebih tinggi dibandingkan dengan AMD Athlon 64 FX-62. Core 2 Extreme Edition
X6800 mampu dioverclock sampai 3.4 GHz hanya dengan menggunakan sebuah heatsink
standar saja, kemampuan yang cukup luar biasa kami rasa karena dengan begitu
Anda tidak membutuhkan dana tambahan untuk sebuah heatsink.
AMD Athlon 64
Dirilis pada 23 September 2003,Athlon
64 merupakan processor produksi perdana AMD untuk keluarga CPU K8 yang
ditujukan untuk pasar komputer desktop dan laptop. Secara bersamaan, AMD juga
merilis Athlon 64 FX,versi lain dari Athlon 64 yang ditujukan untuk pengguna
enthusiast. Fitur utama dari arsitektur K8 adalah pengimplementasian teknologi
64-bit (AMD64). Walaupun beroperasi sebagai processor 64-bit,Athlon tetap
mendukung aplikasi berbasis 8-bit, 16-bit, dan 32-bit. Selain itu, ada beberapa
fitur dasar yang dimiliki arsitektur K8, seperti :
L1-cache sebesar 128KB, sedangkan kapasitas
L2-cache bervariasi, antara lain 512KB atau 1MB, tergantung variannya.
Memory controller terintegrasi pada
processor sehingga berjalan dengan clockrate yang sama dengan clockrate
processor. Akses data ke memory pun lebih “pendek” dibandingkan bila memory
berada di “north bridge” sehingga dapat memperkecil latency secara segnifikan.
Menggunakan teknologi Hyper
Transport(HT) untuk menggantukan FSB tradisional dimana processor terhubung
dengan komponen lainnya dengan menggunakan link dengan bandwith yang lebih
tinggi, dan latency yang rendah.
Dukungan untuk instruksi SSE2 dan
mulai dari Arhlon 64 revisi core E3 (Venice), ditambahkan pula dukungan untuk
instruksi SSE3.
Athlon 64 awalnya menggunakan proses
pabrikasi 130 nm, kemudian beralih menggunakan proses pabrikasi 90 nm, dan 60
nm. Dukungan processor yang digunakan Athlon 64, yaitu :
“Socket 754”, menggunakan interface
memori 64-bit (Single Channel), dan frekuensi Hyper Transport 800 MHz.
“Socket 939”, menggunakan interface
memory 128-bit (Dual Channel), dan frekuensi Hyper Transport 1000 MHz.
“Socket AM2”, dimana untuk kali
pertamanya mendukung penggunaan memory DDR2 SDRAN sehingga meningkatkan
bandwith memory hingga 12,8 Gb/sec.
Sedangkan untuk Athlon 64 FX, selain
menggunakan “Socket 939” dan “Socket AM2”, juga menggunakan “Socket 940” dan
“Socket F”.
Processor pertama yang menggunakan
arsitektur K8 adalah AMD Opteron. Processor ini dirilis pada 22 April 2003, dan
merupaka processor kelas Server/workstation. AMD Opteron diproduksi dengan
pilihan frekuensi 1400 MHz – 3000 MHz, menggunakan “Socket 939” dan “Socket
940”. AMD Opteron didesain dalam 3 versi, yaitu : Processor untuk system
uni-processor, system dual-processor, dan system dengan 4 hingga 8 processor.
Pentium 4 Prescott
Walaupun menggunakan nama Pentium 4,
processor yang dirilis 1 Februari 2004 ini, arsitekturnya sudah mengalami
perubahan dari arsitektur Pentium 4 sebelumnya. Processor ini diproduksi untuk
memenuhi ambisi Intel mencapai frekuensi lebih tinggi dengan meningkatkan
pipeline processor, dan menjadi salah satu processor yang haus akan daya. Pentium
4 Prescott diproeduksi dalam dua versi, yang mendukung teknologi
Hyper-Threading dengan FSB 800 MT/s, dan yang tidak mendukung teknologi
Hyper-Threading dengan FSB 533 MT/s. Selain dukungan fitur-fitur dasar seperti
“MMX”, “SSE” dan “SSE2” pada semua model Prescott, Intel juga menambahkan fitur
“SSE3” dan kapasitas L2-cache menjadi 1024 KB, Untuk beberapa model dilengkapi
dukungan teknologi 64-bit “Intel 64” (implementasi x86-64), dan dukungan untuk
teknologi “XD bit” (implementasi NX bit).
GENERASI KE-9
Intel Core 2
Keluarga Microprocessor Core 2
diperkenalkan pertama kali pada tanggal 27 Juli 2006, berbasis
microarchitecture “Intel Core”. Diproduksi dalam beberapa versi, “Solo”
(single-core/satu into, hanya tersedia dalam versi mobile), “Duo”
(dual-core/dua inti), “Quad” (quad-core/empat inti), dan menyusul pada 2007,
versi “Extreme” (Dua atau empat inti). Processor Core 2 Duo memiliki dua core
dalam sati die. Sedangkan pada processor Core 2 Quad, Intel menggunakan
teknologi Multi-Chip Module, dimana processor terdiri dari dua die, dan
masing-masing die sana dengan sebuah Core 2 Duo. Pada processor Core 2 tertanam
167 juta hingga 820 juta ransistor, menggunakan teknologi 65 nm dan 45 nm. Kapasitas
L1-cache Core 2 sebesar 64 KB pada masing-masing core processor, sedangkan
kapasitas L2-cache bervariasi antara 2 MB, hingga 12 MB (2 x 6 MB) dan FSB
antara 533 MT/s hingga 1600 MT/s, tergantung modelnya. Semua model processor
Core 2 mendukung fitur “MMX”, “SSE”, “SSE2”, “SSE3”, “SSSE3”, “Enhanced Intel
SpeedStep Technology”(EIST), “Intel 64” (implementasi x86-64) “XD bit”
(Implementasi dari NX bit), serta “iAMT2” (Intel Active Management). Untuk
beberapa model, Intel menambahkan dukungan fitur “Intel VT-x” (Intel
Virtualization Technologi for x86), “TXT” (Trusted Execution Technology), dan
“SSE4” (Penryn).
Transisi Generasi ke-9
Intel Pentium D dirilis pada 25 Mei
2005, processor dua core yang kedua core-nya tidak berada dalam satu die.
Processor ini memiliki dua die yang masing-masing berisi satu core. Processor
ini berbasis mikro-arsitektur Intel NetBurst dan memiliki hampir semua fitur
Prescott/Cedar Mill, plus beberapa fitur baru seperti “EIST”, “Intel 64”, “XD
bit”, serta untuk beberapa model juga memiliki fitur “Intel VT-x). Secara
keseluruhan, peningkatan peforma Pentium D tidak terlalu signifikan
dibandingkan dengan Pentium 4,walaupun mengonsumsi daya yang lebih tinggi
dibandingkan Pentium 4.
Intel Pentium Dual-Core
Walaupun menggunakan nama Pentium,
processor ini berbasis mikro-arsitektur “Intel Core”, sehingga memiliki
fitur-fitur dasar microarchitecture “Intel Core”. Dukungan fitur “Intel VT-x”
baru tersedia pada seri “Wolfdale-2M”, itupun hanya untuk beberapa model.
Pilihan clockspeed yang tersedia antara 1,3 GHz hingga 2,8 Ghz dengan FSB 533
MHz, hingga 1066 MHz, serta kapasitas L2-cache 1MB-2MB.
ALU (Arithmatic Logic Unit)
Arithmetic
Logical Unit (Biasanya disingkat dengan ALU) merupakan unit penalaran secara
logic. ALU merupakan salah satu bagian dalam dari sebuah mikroprosesor yang
berfungsi untuk melakukan operasi hitungan aritmatika dan logika. ALU sering
disebut mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan
instruksi-instruksi bahasa mesin yang diberikan padanya. ALU ini adalah
merupakan Sirkuit CPU berkecepatan tinggi yang bertugas menghitung dan
membandingkan. Contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. Tugas utama dari ALU (Arithmetic And Logic
Unit)adalah melakukan semua perhitungan aritmatika atau matematika yang terjadi
sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika yang lainnya.
Sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi
aritmatika ini disebut adder. ALU melakukan operasi arithmatika dengan
dasar pertambahan, sedang operasi arithmatika yang lainnya, seperti
pengurangan, perkalian, dan pembagian dilakukan dengan dasar penjumlahan.
sehingga sirkuit elektronik di ALU yang digunakan untuk melaksanakan operasi
arithmatika ini disebut adder. Adder juga
disebut rangkaian kombinasional aritmatika.
Ada 3 jenis
adder:
1. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan dua bit disebut Half Adder.
2. Rangkaian Adder dengan menjumlahkan tiga bit disebut Full Adder.
3. Rangkain Adder dengan menjumlahkan banyak
bit disebut Paralel Adder
1. HALF ADDER
Rangkaian Half
Adder merupakan dasar penjumlahan bilangan Biner yang terdiri dari satu
bit, oleh karena itu dinamai Penjumlah Tak Lengkap.
a. jika A = 0 dan
B = 0 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0.
b. jika A = 0 dan
B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 1.
c. jika A = 1 dan
B = 1 dijumlahkan, hasilnya S ( Sum ) = 0
jika A = 1 dan B =1 dijumlahkan, hasilnya S
( Sum ) = 0. dengan nilai pindahan cy(Carry Out)=1. Dengan demikian,
half adder memiliki 2 masukan ( A dan B ) dan dua keluaran ( S dan Cy ).
2. FULL ADDER
Sebuah Full Adder menjumlahkan dua bilangan yang telah
dikonversikan menjadi bilangan-bilangan biner. Masing-masing bit pada posisi
yang sama saling dijumlahkan. Full Adder sebagai penjumlah pada
bit-bit selain yang terendah. Full Adder menjumlahkan dua bit input
ditambah dengan nilai Carry-Out dari penjumlahan bit sebelumnya.
Output dari Full Adder adalah hasil penjumlahan (Sum) dan bit kelebihannya
(carry-out).
3. PARALEL
ADDER
Rangkaian
Parallel Adder adalah rangkaian penjumlah dari dua bilangan yang telah
dikonversikan ke dalam bentuk biner. Anggap ada dua buah register A dan B,
masing-masing register terdiri dari 4 bit biner : A3A2A1A0 dan B3B2B1B0.
Rangkaian Parallel Adder terdiri dari Sebuah Half Adder (HA) pada Least
Significant Bit (LSB) dari masing-masing input dan beberapa Full Adder
pada bit-bit berikutnya. Prinsip kerja dari Parallel Adder adalah sebagai
berikut : penjumlahan dilakukan mulai dari LSB-nya. Jika hasil penjumlahan
adalah bilangan desimal “2” atau lebih, maka bit kelebihannya disimpan pada
Cout, sedangkan bit di bawahnya akan dikeluarkan pada Σ. Begitu seterusnya
menuju ke Most Significant Bit (MSB)nya.
Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan
dari operasi logika sesuai dengan instruksi program. Angka-angka dikirim dari memori ke ALU untuk
dikalkulasi dan kemudian dikirim kembali ke memori. Jika CPU diasumsikan
sebagai otaknya komputer, maka ada suatu alat lain di dalam CPU tersebut yang
kenal dengan nama Arithmetic Logical Unit (ALU), ALU inilah yang berfikir untuk
menjalankan perintah yang diberikan kepada CPU tersebut.
Menurut Prof. Dr. Jogiyanto H.M, MBA, Akt. dalam bukunya, “Buku
Pengenalan Komputer” mengatakan bahwa Operasi logika (logical operation)
meliputi perbandingan dua buah elemen logika dengan menggunakan operator
logika, yaitu:
a.
sama dengan
b. tidak sama
dengan (<>)
c. Kurang dari
(<)
d. Kurang atau
sama dengan dari (<=)
e. Lebih besar
dari (>)
f.
Lebih besar atau sama dengan dari (>=)
Fungsi-fungsi
yang didefinisikan pada ALU adalah Add (penjumlahan), Addu
(penjumlahan tidak bertanda), Sub (pengurangan), Subu
(pengurangan tidak bertanda), and, or, xor, sll (shift left logical),
srl (shift right logical), sra (shift right arithmetic), dan
lain-lain.
ALU sendiri
merupakan suatu kesatuan alat yang terdiri dari berbagai komponen perangkat
elektronika termasuk di dalamnya sekelompok transistor, yang dikenal dengan
nama logic gate, dimana logic gate ini berfungsi untuk melaksanakan perintah dasar
matematika dan operasi logika. Kumpulan susunan dari logic gate inilah yang
dapat melakukan perintah perhitungan matematika yang lebih komplit seperti
perintah “add” untuk menambahkan bilangan, atau “devide” atau pembagian dari
suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari
logic gate ini juga mampu untuk melaksanakan perintah yang berhubungan dengan
logika, seperti hasil perbandingan dua buah bilangan.
Pada beberapa sistem komputer untuk
memperingan dan membantu tugas ALU dari CPU ini diberi suatu peralatan tambahan
yang disebut coprocessor sehingga khususnya proses perhitungan serta
pelaksanaan pekerjaan pada umumnya menjadi lebih cepat. Coprocessor adalah Mikroprosesor
tambahan (auxiliary processor) untuk membantu tugas dari prosesor utama
(CPU). Sebenarnya latar belakang adanya coprocessor ini dimaksudkan
untuk menutupi kelemahan dalam perhitungan matematika dan aritmatika pada
prosesor Intel 8088. Tugas utamanya untuk melaksanakan perhitungan matematika
dan aritmatika sehingga tidak menjadi beban prosesor Intel 8088.
Instruksi yang dapat dilaksanakan oleh ALU
disebut dengan instruction set. Perintah yang ada pada masing-masing CPU belum
tentu sama, terutama CPU yang dibuat oleh pembuat yang berbeda, katakanlah
misalnya perintah yang dilaksanakan oleh CPU buatan Intel belum tentu sama
dengan CPU yang dibuat oleh Sun atau perusahaan pembuat mikroprosesor lainnya.
Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU dengan CPU lainnya adalah sama,
maka pada level inilah suatu sistem dikatakan compatible.
Sehingga sebuah
program atau perangkat lunak atau software yang dibuat berdasarkan perintah
yang ada pada Intel tidak akan bisa dijalankan untuk semua jenis prosesor,
kecuali untuk prosesor yang compatible dengannya. Seperti halnya dalam bahasa
yang digunakan oleh manusia, instruction set ini juga memiliki aturan bahasa
yang bisa saja berbeda satu dengan lainnya. Bandingkanlah beda struktur bahasa
Inggris dengan Indonesia, atau dengan bahasa lainnya, begitu juga dengan
instruction set yang ada pada mesin, tergantung dimana lingkungan instruction
set itu digunakan.
Perhitungan dalam ALU menggunakan kode biner, yang
merepresentasikan instruksi yang akan dieksekusi (opcode) dan data yang diolah
(operand). ALU biasanya menggunakan sistem bilangan biner two’s
complement. ALU mendapat data dari register. Kemudian data tersebut
diproses dan hasilnya akan disimpan dalam register tersendiri yaitu ALU
output register, sebelum disimpan dalam memori. Pada saat sekarang ini
sebuah chip/IC dapat mempunyai beberapa ALU sekaligus yang memungkinkan untuk
melakukan kalkulasi secara paralel. Salah satu chip ALU yang sederhana (terdiri
dari 1 buah ALU) adalah IC 74LS382/HC382ALU (TTL). IC ini terdiri dari 20 kaki
dan beroperasi dengan 4×2 pin data input (pinA dan pinB) dengan 4 pin keluaran
(pinF).
CU (Control Unit)
Unit Kendali
(Control Unit) adalah
salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan
arahan/kendali/ kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU
ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut.
Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic
yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan
kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit
yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol
bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus
dan peralatan input/output di luar chip.
Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya
masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor). Control Unit dan ALU membentuk
suatu unit tersendiri yang disebut Central Processing Unit (CPU).
Hubungan antar masing-masing unit yang
membentuk suatu sistem komputer dapat dilihat pada gambar berikut:
Data diterima melalui Input Device dan
dikirim ke Memory. Di dalam Memory data disimpan dan selanjutnya diproses di
ALU. Hasil proses disimpan kembali ke Memory sebelum dikeluarkan melalui Output
Device. Kendali dan koordinasi terhadap sistem ini dilakukan oleh Control Unit.
Secara ringkas prinsip kerja komputer adalah Input – Proses – Output, yang dikenal dengan singkatan IPO.
Control
Unit berfungsi untuk
melaksanakan tugas pengawasan dan pengendalian seluruh sistem komputer. Ia
berfungsi seperti pengatur rumah tangga komputer, memutuskan urutan operasi
untuk seluruh sistem, membangkitkan dan mengendalikan sinyal-sinyal kontrol
untuk menyesuaikan operasi-operasi dan arus data dari bus alamat (address
bus) dan bus data (data bus), serta mengendalikan dan menafsirkan
sinyal-sinyal kontrol pada bus kontrol (control bus) dari sistem
komputer.
Masa
yang diambil untuk membuat jemputan ini dipanggil I-Time. Setelah arahan
dijemput, CU
akan menukar (translate) arahan dalam bentuk arahan yang difahami oleh
komputer. Kemudian ia akan menjalankan (execute) arahan ni. Masa yang digunakan
untuk menjalankan arahan ini dipanggil E-Time di mana ia disukat dalam IPC.
Setelah proses menjalankan arahan ini selesai, CU akan menyimpan
keputusan maklumat ke dalam memori.
Tugas Control Unit :
1.
Mengatur
dan mengendalikan alat-alat input dan output.
2.
Mengambil
instruksi-instruksi dari memori utama.
3.
Mengambil
data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
4.
Mengirim
instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta
mengawasi kerja.
5.
Menyimpan
hasil proses ke memori utama.
Jenis-jenis
Control Unit :
1. Single-Cycle CU
Proses
di CUl ini hanya terjadi dalam satu clock cycle, artinya setiap instruksi ada pada satu cycle,
maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean
masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode
saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis
instruksi. Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode
opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di
gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya
(yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan
dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching).
Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika
melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif.
Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol
ke ALU, yaitu “ALUSrc”. Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja
dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
2. Multi-Cycle CU
Berbeda
dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle
lebih memiliki banyak fungsi. Dengan memperhatikan state dan opcode,
fungsi boolean dari masing-masing output control
line dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input
logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak
sederhana. Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan
melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi
apa yang selanjutnya akan dijalankan CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya.
Register
Register prosesor dalam arsitektur komputer,
adalah sejumlah kecil memori
komputer
yang bekerja dengan kecepatan sangat tinggi yang digunakan untuk melakukan
eksekusi terhadap program-program
komputer dengan menyediakan akses yang cepat terhadap nilai-nilai yang umum
digunakan. Register prosesor berdiri pada tingkat tertinggi dalam hierarki
memori: ini berarti bahwa kecepatannya adalah yang
paling cepat; kapasitasnya adalah paling kecil; dan harga tiap bitnya adalah
paling tinggi. Umumnya nilai-nilai yang umum digunakan adalah nilai yang sedang
dieksekusi dalam waktu tertentu. Register juga digunakan untuk menyimpan data
dan instruksi yang sedang diproses, sementara itu data dan instruksi lainnya
yang menunggu giliran diproses akan disimpan dalam main memory. Register juga
merupakan memori kecil yang digunakan untuk memegang data semasa data
dimanipulasikan oleh ALU. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan
hingga mencapai jumlah maksimum tertentu tergantung pada ukurannya.
Register-register dapat dibaca dan ditulis dengan kecepatan tinggi karena
berada pada CPU. Terdapat banyak sub-unit bagi register
antaranya ialah IAR, PC, MAR, GPR, ACC dan lain-lain. Register umumnya diukur dengan
satuan bit
yang dapat ditampung olehnya, seperti "register 8-bit",
"register 16-bit", "register 32-bit", atau "register
64-bit" dan lain-lain.
Istilah
register saat ini dapat merujuk kepada kumpulan register yang dapat diindeks
secara langsung untuk melakukan input/output terhadap sebuah instruksi yang
didefinisikan oleh set instruksi. untuk istilah ini, digunakanlah kata "Register
Arsitektur". Sebagai contoh set instruksi Intel x86
mendefinisikan sekumpulan delapan buah register dengan ukuran 32-bit, tapi CPU
yang mengimplementasikan set instruksi x86 dapat mengandung lebih dari delapan
register 32-bit.
Register ini dikategorikan menjadi dua, yaitu:
(1)register yang terlihat pemakai, seperti
data register dan address register.
(2) register
untuk kendali status.
Beragam register
tipe ini digunakan untuk mengendalikan operasi pemroses. Kebanyakan tidak
terlihat oleh pemakai. Sebagiannya dapat diakses dengan instruksi mesin yang
dieksekusi dalam mode kontrol atau kernel sistem operasi.
Register untuk kendali status antara lain:
- register untuk alamat dan buffer (address
and buffer register)
- register untuk eksekusi intruksi
(instruction execution register)
- register untuk
informasi status (status information register)
Fungsi
register :
1. User
Visibel Register :
Register ini memungkinkan pemrogram
bahasa mesin dan bahasa assembler meminimalkan refrensi main memori dengan cara
mengoptimasi penggunaan register.
2. Control
dan Status Register :
Register ini digunakan oleh unit control untuk
mengontrol operasi cpu dan oleh program system operasi untuk mengontrol
eksekusi program.
Register terbagi menjadi beberapa kelas:
·
Register data,
yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer).
·
Register alamat,
yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses
memori.
·
Register general purpose,
yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus.
·
Register floating-point,
yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).
·
Register konstanta
(constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap
yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null,
true, false dan lainnya.
·
Register vektor,
yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor
SIMD.
·
Register special purpose
yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya
instruction pointer, stack pointer, dan status register.
·
Register yang spesifik terhadap model
mesin (machine-specific register), dalam
beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan
yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register
langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register
jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor.
Tabel berikut
berisi ukuran register dan padanan prosesornya :
Register
|
Prosesor
|
4-bit
|
|
8-bit
|
|
16-bit
|
|
32-bit
|
|
64-bit
|
Register
di dalam CPU terdiri atas :
1. Instruction Register (IR) digunakan
untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses.
2. Program Counter (PC) adalah register
yang digunakan untuk menyimpan alamat lokasi main memory yang berisi instruksi
yang sedang diproses. Selama proses berlangsung, isi PC diubah menjadi alamat lain
memory yang berisikan instruksi berikutnya yang akan diproses. Hal ini
memungkinkan untuk melacak jejak instruksi selanjutnya di main memory.
3. General purpose register yaitu register
yang mempunyai berbagai macam fungsi yang berhubungan dengan data yang sedang
diproses. Misal, jika digunakan untuk menampung data yang sedang diolah disebut
sebagai operand register, sedangkan jika digunakan untuk menampung hasil olahan
disebut sebagai accumulator.
4. Memory Data Register (MDR) yaitu
register yang digunakan untuk menampung data atau instruksi yang dikirimkan
dari main memory ke CPU, atau menampung data yang akan disimpan ke main memory
sebagai hasil olahan CPU.
5. Memory Address Register (MAR) digunakan
untuk menampung alamat data atau instruksi pada main memory yang akan diambil
atau yang akan diletakkan.
Sebagian besar komputer memiliki
beberapa register lain, sebagian digunakan untuk tujuan umum, dan sebagian
lainnya untuk tujuan khusus.
Daftar Pustaka
Achmad Bachrum, PC: Kenali Sebelum
Membeli, PT. Elex Media Komputindo, 1991
Drs. Suyanto, MM., —–, —–, 199-
Drs. Suyanto, MM., —–, —–, 199-
Tidak ada komentar:
Posting Komentar