Arsitektur mikroprosesor

16,880 views

Published on

oke donk

Published in: Education
3 Comments
1 Like
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
16,880
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
28
Actions
Shares
0
Downloads
562
Comments
3
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Arsitektur mikroprosesor

  1. 1. Arsitektur Internal MikroprosesorArsitektur umum mikroprosesorSecara umum, mikroprosesor berisi : - unit aritmetika/logika (ALU), - register, - bus internal, serta unit kendali,seperti terlihat pada Gambar berikut ini Gambar. Arsitektur umum mikroprosesorRegister dan ALU dihubungkan dengan bus internal dalam mikroprosesorsehingga register dan memori (melalui bus data) dapat mensuplai data ke ALUdan menerima hasilnya.  Dalam contoh ini, terdapat 2 buah register, A dan B, yang digunakan untuk secara temporer menyimpan hasil komputasi.  Bus internal X dan Y digunakan untuk mentransfer data sebagai operand yang akan diolah ALU.
  2. 2.  Bus internal Z digunakan untuk mentransfer hasil operasi ALU ke register atau memori (melalui bus data).  Register MA (Memory Address) berisi informasi alamat memori yang akan diakses. Unit kendali mengendalikan semua operasi dalam mikroprosesor. Perhatikan kepala panah yang menunjukkan arah aliran data.Sebagai contoh.misalkan kita hendak menjumlahkan data dari suatu lokasi di memori dengandata dari register A serta menyimpannya di register B.Register MA diisi dengan alamat memori yang akan dibaca, lalu register Adihubungkan ke bus X, bus data dihubungkan ke bus Y, dan bus Zdihubungkan dengan register B, kemudian ALU melakukan operasipenjumlahan.Instruksi yang dijalankan oleh mikroprosesor ada di memori, berupa urutandata-data biner yang merupakan bahasa mesin mikroprosesor. Mikroprosesormengambil instruksi biner tersebut dari memori yang ditunjuk oleh sebuahregister yang bernama Program Counter atau register PC.Mula-mula bus alamat diisi dengan informasi alamat di mana letak instruksiberikutnya yang hendak dijalankan dengan register PC. Lalu mikroprosesormengambil instruksi tersebut melalui bus data dan menyimpannya diInstruction Register (IR) atau register Instruksi.Selanjutnya isi register PC ditambah satu, dengan demikian akan menunjuk kealamat memori berikutnya di mana instruksi berikutnya akan dijalankan lagi.Secara simbolik kejadian di atas dapat dituliskan sebagai berikut: Mem(PC) → IR PC + 1 → PCSetelah register IR berisi instruksi biner, unit kendali lalu menerjemahkannyadan mengeksekusinya.Apa yang dilakukan oleh mikroprosesor tergantung dari instruksi yangdiberikan tersebut. Misalnya instruksinya adalah operasi menjumlahan isi
  3. 3. register B dengan isi suatu memori dan hasilnya disimpan di dalam register Blagi, maka operasi yang akan dijalankan adalah oleh mikroprosesor adalah: Mem(PC) → MA PC + 1 → PC B + Mem(MA) → BMikroprosesor Intel 8086Intel 8086 adalah mikroprosesor 16 bit, di mana dia dapat bekerja secarainternal menggunakan operasi 16 bit dan secara eksternal dapat mentransferdata 16 bit melalui bus data.Prosesor 8086 dapat dihubungkan dengan bus alamat yang berukuran 20 bit,sehingga mampu mengalamati memori maksimal 220 = 1.048.576 byte (1 MB).Diagram blok arsitektur 8086 dapat dilihat pada Gambar berikut.Mikroprosesor 8086 terbagi atas 2 unit, yaitu unit antarmuka bus (bus interfaceunit, BIU) dan unit pengeksekusi (execution unit, EU). Gambar Blok internal mikroprosesor 8086
  4. 4. Unit Antarmuka Bus (BIU)Unit ini merupakan bagian yang berhubungan langsung dengan “pihak luar”:bus alamat dan bus data.BIU : mengirim alamat ke bus alamat, mengambil instruksi (fetch) dari memori,membaca data dari port dan memori, serta menulis data ke port dan memori(menangani transfer data antara bus dan unit eksekusi).BIU tersusun atas: Instruction Stream Byte Queue (ISBQ). BIU memfetch instruksi dari memori sebanyak-banyaknya 6 buahinstruksi ke depan. Hal ini dilakukan agar eksekusi progam menjadi lebihcepat. Instruksi yang sudah diambil ini ditaruh di ISBQ yang berupa 6 buahregister first-in-first-out. BIU dapat melakukan fetching selagi EUmenerjemahkan dan mengeksekusi instruksi yang tidak membutuhkanpenggunaan bus (misalnya operasi matematis menggunakan register internal). Ketika EU selesai melaksanakan suatu instruksi, maka dia tinggalmengambil perintah berikutnya di ISBQ, tanpa harus mengirim alamat kememori untuk mengambil instruksi berikutnya, sehingga eksekusi akan lebihcepat. Kegiatan fetching instruksi berikutnya selagi menjalankan suatuinstruksi disebut sebagai: pipelining. Pada mikroprosesor yang lebih baru, ukuran ISBQ tidak hanya 6 bytetetapi mencapai 512 byte, ini efektif untuk program yang mempunyai banyakLooping (struktur program yang berulang). Register segmen. BIU berisi 4 buah register segmen 16 bit, yaitu:  code segment (CS),  data segment (DS),  extra segment (ES),  stack segment (SS).
  5. 5. Sistem komputer 8086 mempunyai bus alamat 20 bit, tetapi ukuranregister - termasuk register alamat (memory address register) – yang dimilikinyahanya 16 bit, lantas bagaimana cara mengatasinya. 1. Cara pemberian alamat 20 bit dilakukan menggunakan 2 komponen alamat: segmen dan offset, yang masing-masing berukuran 16 bit. 2. BIU akan menggeser ke kiri nilai segmen sebanyak 4 bit, kemudian menambahkan offset untuk memperoleh alamat fisik memori yang dikirimkan melalui bus alamat. 3. Untuk lebih jelasnya, diberi contoh untuk memberi alamat fisik $38AB4, segmen dapat diisi dengan angka $348A, dan offset diisi dengan angka $4214, lihat Gambar berikut. Cara penulisan kombinasi segmen dan offset adalah: segmen:offsetSehingga untuk contoh ini, penulisannya adalah $348A:$4214.Perlu diingat bahwa kita bisa menggunakan kombinasi nilai segmen dan offsetyang bervariasi untuk memberi alamat fisik yang sama,misalnya $38AB:$0004, $3800:$0AB4, dsb.Secara umum, suatu program terdiri atas 4 bagian:  segmen code yang berisi instruksi;  segmen data, berisi data yang telah dialokasikan sebelumnya (statik);
  6. 6.  segmen ekstra, untuk variabel dinamik;  segmen stack yang dipakai untuk menyimpan informasi pada saat pemanggilan subrutin. Informasi segmen disimpan dalam keempat register segmen sesuai dengan namanya.Instruction Pointer (IP), adalah register berisi informasi offset yang bersama-sama CS menunjuk posisi dalam memori di mana instruksi berikutnya berada.Unit Eksekusi (EU) Unit ini memberitahu BIU di mana mengambil instruksi dan data,menerjemahkan kode instruksi, dan menjalankannya. EU tersusun atas:Dekoder instruksi, yang mengambil urut-urutan instruksi dari ISBQ kemudianmenerjemahkannya ke runtutan aksi yang harus dikerjakan oleh EU.Sistem kontrol, merupakan rangkaian yang mengendalikan kerja mikroprosesorberdasarkan instruksi yang telah diterjemahkan oleh dekoder instruksi tadi.Arithmetic Logic Unit (ALU), yaitu bagian dari mikroprosesor yang dapatmelakukan operasi matematis (misalnya operasi penjumlahan, pengurangan,perkalian, dan pembagian) dan logika (misalnya operasi AND, OR, XOR,geser, dan rotasi) 16 bit.Register flag (bendera), yaitu register flip-flop 16 bit yang menunjukkankondisi yang dihasilkan oleh eksekusi suatu operasi oleh EU. Selain itu flagjuga mengatur beberapa operasi tertentu. Terdapat 9 flag dalam register flag8086, seperti terlihat pada Gambar berikut.
  7. 7. Sebanyak 6 buah flag merupakan flag kondisi yang menunjukkankeadaan setelah eksekusi suatu instruksi, yaitu:  Carry Flag (CF),  Parity Flag (PF),  Auxiliary Carry Flag (AF),  Zero Flag (ZF),  Sign Flag (SF), dan  Overflow Flag (OF). Sedangkan, 3 buah flag sisanya berupa flag kontrol yang mengendalikanoperasi tertentu, yaitu:  Single Step Trap Flag (TF),  Interrupt Flag (IF), dan  String Direction Flag (DF).
  8. 8. o CF akan diset (bernilai 1) jika sebuah operasi menghasilkan simpanan (carry) melebihi bit terpenting (most significat bit, MSB, atau bit 15), dan sebaliknya direset (bernilai 0) apabila tidak ada simpanan. o PF diset jika suatu operasi memberikan hasil dengan parity genap, dan direset jika hasilnya berparity ganjil. o AF mirip dengan CF, namun diset oleh operasi BCD (binary coded decimal). o ZF diset jika suatu operasi menghasilkan nol. o SF merupakan nilai MSB hasil operasinya, yang menunjukkan tanda; diset jika hasil bertanda negatif dan direset jika hasil bertanda positif. o OF diset jika hasil operasi melebihi tempat yang disediakan.Flag kondisi akan digunakan oleh perintah tertentu untuk menentukanpencabangan atau lompatan. Sedangkan flag kontrol dapat diatur denganperintah tertentu. • Jika TF diset bernilai 1, maka mikroprosesor akan bekerja langkah demi langkah, sehingga dapat digunakan untuk mencek jalannya suatu program. • IF digunakan untuk mengatur apakah kerja mikroprosesor dapat diinterupsi atau tidak. • DF digunakan untuk menentukan arah operasi string.Register serbaguna,merupakan register yang dapat digunakan untuk menyimpan data yang akandiolah atau hasil suatu operasi oleh ALU.Terdiri atas 8 buah register 8 bit, yaitu AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, danDL.Register-register ini juga dapat digunakan secara berpasangan sehinggamembentuk register 16 bit, yaitu; AX (gabungan dari AH dan AL), BX, CX,dan DX.
  9. 9. AX biasanya digunakan untuk menyimpan hasil operasi, sehingga disebut akumulator. d CX biasanya digunakan untuk pencacah untuk keperluan perulangan/kalang (loop), sehingga disebut counter. . BX dan DX biasanya digunakan sebagai offset dari alamat data di memori (dengan segmen DS).Register pointer dan indeks,terdiri atas : t Stack Pointer (SP), S Base Pointer (BP), B Source Index (SI), dan S Destination Index (DI).Stack (tumpukan) adalah bagian dari memori yang digunakan untukmenyimpan informasi alamat program yang ditinggalkan pada saat terjadipemanggilan subrutin/subprogram. Demikian juga apabila subrutin tersebutberupa fungsi yang menggunakan parameter, maka data parameter akandisimpan pula di stack. Alamat tumpukan terluar dari stack ditunjuk olehSS:SP.BP digunakan sebagai offset yang menunjuk ke parameter-parameter fungsiyang dipanggil.SI dan DI biasanya digunakan sebagai offset (masing-masing berpasangandengan ES dan DS) yang menunjuk ke suatu variabel/data untuk operasi string(larik data). ---------------oooo000oooo---------------
  10. 10. Sejarah Perkembangan Microprocessor1904 : Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernamaSir John Ambrose Fleming (1849-1945)1906 : ditemukan trioda hasil pengembangan dioda tabung oleh seorang ilmuwan Amerika yangbernama Dr. Lee De Forest. Yang kemudian terciptalah tetroda dan pentode.Akan tetapi penggunaan dari tabung hampa tersebut tergeser pada tahun 1960 setelahditemukannya komponen semikonduktor.1947 : Transistor diciptakan di labolatorium Bell.1965 : Gordon Moore dari Fairchild semiconductor dalam sebuah artikel untuk majalanelektronik mengatakan bahwa chip semikonduktor berkembang dua kali lipat setiap dua tahunselama lebih dari tiga dekade.1968 : Moore, Robert Noyce dan Andy Grove menemukan Intel Corp. untuk menjalankan bisnis“INTegrated Electronics.”1969 : Intel mengumumkan produk pertamanya, RAM statis 1101, metal oxide semiconductor(MOS) pertama di dunia. Ia memberikan sinyal pada berakhirnya era memori magnetis.1971 : Intel meluncurkan mikroprosesor pertama di dunia, 4-bit 4004, yang didesain olehFederico Faggin.1972 : Intel mengumumkan prosesor 8-bit 8008. Bill Gates muda dan Paul Allen cobamengembangkan bahasa pemograman untuk chip tersebut, namun saat itu masih kurang kuat.1974 : Intel memperkenalkan prosesor 8-bit 8080, dengan 4.500 transistor yang memiliki kinerja10 kali pendahulunya.1975 : Chip 8080 menemukan aplikasi PC pertamanya pada Altair 8800, sekaligus merevolusiPC. Gates dan Allen sukses mengembangkan bahasa dasar Altair, yang kemudian menjadiMicrosoft Basic, untuk 8080.1976 : Arsitektur x86 mengalami kemunduran saat Steve Jobs dan Steve Wozniakmemperkenalkan Apple II computer dengan menggunakan prosesor 8-bit Motorola 6502.1978 : Intel memperkenalkan mikroprosesor 16-bit 8086 yang kelak menjadi standar industripada tanggal 8 Juni.1979 : Intel memperkenalkan versi dengan harga yang lebih murah dari 8086, yaitu 8088 dengan8-bit bus.1980 : Intel memperkenalkan 8087 math co-processor.
  11. 11. 1981 : IBM memilih 8088 untuk menjalankan PC-nya. Seorang eksekutif Intel kemudianmengatakannya sebagai “Kemenangan besar pertama Intel.”1982 : IBM menandatangani Advanced Micro Devices sebagai sumber kedua Intel untukmikroprosesor 8086 dan 8088.1982 : Intel memperkenalkan prosesor 16-bit 80286 dengan 134.000 transistor.1984 : IBM mengembangkan PC generasi kedua, 80286-based PC-AT. PC-AT yangmenjalankan MS-DOS,kelak menjadi standar PC selama hampir 10 tahun.1985 : Intel keluar dari bisnis RAM dinamis untuk fokus pada mikroprosesor, dan akhirnya iamengeluarkan prosesor 80386, sebuah chip 32-bit dengan 275.000 transistor dan kemampuanmenjalankan berbagai macam program sekaligus.1986 : Compaq Computer melambungkan IBM dengan PC yang didasarkan pada 80386.1987 : VIA Technologies didirikan di Fremont, Calif., mereka akan mejual chip set core logicx86.1989 : 80486 diluncurkan, dengan 1.2 juta buah transistor dan built-in math co-processor.Intel telah memprediksi pengembangan prosesor multicore suatu saat pada tahun 2000-an.1990 : Compaq memperkenalkan server PC pertama, yang dijalankan dengan menggunakan80486.1993 : Transistor 3.1 juta, prosesor 66-MHz Pentium dengan teknologi superscalardiperkenalkan.1994 : AMD dan Compaq membentuk aliansi untuk mendukung Compaq computer denganmikroprosesor Am486.1997 : Intel meluncurkan teknologi prosesor 64-bit Epic. Ia juga memperkenalkan MMXPentium untuk aplikasi prosesor sinyal digital, yang juga mencakup grafik, audio, danpemrosesan suara.1998 : Intel memperkenalkan prosesor Celeron di bulan April.1999 : VIA mengakuisisi Cyrix Corp. dan Centaur Technology, pembuat prosesor x86 dan x87co-processor.2000 : Debut Pentium 4 dengan 42 juta transistor.2003 : AMD memperkenalkan x86-64, versi 64-bit dari x86 instruction set.
  12. 12. 2004 : AMD mendemonstrasikan x86 dual-core processor chip.2005 : Intel menjual prosesor Dual-Core pertamanya.2006 : Dell Inc. mengumumkan akan menawarkan system prosesor berbasis AMD.2006 : Intel Memperkenalkan prosesor core 2 duo di bulan juli.2007 : Intel memperkenalkan prosesor core 2 quad di bulan januari. • Jenis – Jenis ProsesorBerdasarkan pada banyaknya bit yang dikerjakan oleh ALU (Arithmatic Logic Unit), CPUdibedakan menjadi 4 jenis, yaitu : 1. Bit Silices Processor Perancangan cpu dengan menambahkan jumlah irisan bit (slices) untuk applikasi- applikasi tertentu. CPU jenis ini dapat pula dikatakan dengan CPU Custom. 2. General Purpose CPU CPU serbaguna atau mikrokomputer dengan semua kemampuan dari mini komputer terdahulu. 1. I/O Processor Prosesor khusus yang berfungsi menangani input/output request membantu prose 2. Dedicated/Embedded Controller Membuat mesin menjadi smart, seperti : mesin cuci, microwave, oven, mesin jahit, sistem pengapian otomotif. Prosesor jenis ini lebih dikenal dengan mikrokontroller. Sejarah Perkembangan Microprocessor Intel1971: 4004 MicroprocessorPada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor 4004 ini digunakan padamesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasanbuatan pada benda mati.1972: 8008 MicroprocessorPada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali lipat dari pendahulunya yaitu4004.
  13. 13. 1974: 8080 MicroprocessorMenjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam1 bulan1978: 8086-8088 MicroprocessorSebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk untuk komputer pribadi buatan IBMyang memakai prosesor 8088 yang berhasil mendongkrak nama intel.1982: 286 MicroprocessorIntel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapatmengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya.1985: Intel386™ MicroprocessorIntel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang tertanam diprosessor tersebutyang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 40041989: Intel486™ DX CPU MicroprocessorProcessor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehinggamemperkecil beban kerja pada processor.1993: Intel® Pentium® ProcessorProcessor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisantangan, dan foto.1995: Intel® Pentium® Pro ProcessorProcessor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untukmemproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.1997: Intel® Pentium® II ProcessorPocessor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secarakhusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistorterintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data danmenggunakan internet dengan lebih baik.1998: Intel® Pentium II Xeon® ProcessorProcessor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginyayang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu.1999: Intel® Celeron® ProcessorProcessor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untukpengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin
  14. 14. membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor IntelCeleron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanyadengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebihlambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processorCeleron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.1999: Intel® Pentium® III ProcessorProcessor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secaradramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.1999: Intel® Pentium® III Xeon® ProcessorIntel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenisPentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepatpengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan.Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis.2000: Intel® Pentium® 4 ProcessorProcessor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatanhingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423,setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dariprocessor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembuskecepatannya hingga 3.4 GHz.2001: Intel® Xeon® ProcessorProcessor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untukberperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor IntelPentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula.2001: Intel® Itanium® ProcessorItanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server danworkstation serta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benarberbeda dari sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel InstructionComputing ( EPIC ).2002: Intel® Itanium® 2 ProcessorItanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium2003: Intel® Pentium® M ProcessorChipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrinodibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawakemana-mana.2004: Intel Pentium M 735/745/755 processors
  15. 15. Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokandengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.2004: Intel E7520/E7320 Chipsets7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory,and PCI Express peripheral interfaces.2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHzSebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yanglebih dari komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB,EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading.2005: Intel Pentium D 820/830/840Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.2006: Intel Core 2 Quad Q6600Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang iamiliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yangdapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP )2006: Intel Quad-core Xeon X3210/X3220Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memilikikonfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diaksesuntuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP) Sejarah Perkembangan Microprocessor AMD • Processor multi-coreSudah menjadi salah satu tren pengembangan processor terkini. Tidak cukup dengan dual-core, quad-core pun mulai dipandang diperlukan bahkan pada sebuah processor desktop PC. Jika Anda termasuksalah satu penggemar balap mobil F1, mungkin Anda termasuk salah satu dari pendukung konstruktormobil berwarna dominasi merah menyala dengan logo kuda jingkrak. Pada seri belakangan, konstruktorini menunjukkan peningkatan performa. Terutama pada klasemen sementara untuk poin konstruktor.Terlihat sedikit demi sedikit mulai mengejar ketinggalannya di putaran awal musim F1 kali ini. Dandemikian juga dengan salah satu sponsornya, AMD. • Era Processor Multi-CoreSudah kurang lebih satu tahun pengguna komputer disuguhi pilihan untuk menikmati penggunaan quad-core processor. Baik Intel dan AMD memberikan solusi yang berbeda. Tidak ketinggalan dengan Intelyang sudah terlebih dahulu menawarkan pilihan processor untuk desktop PC dengan quad-core.Meskipun sebelumnya AMD juga sudah memberikan solusi penggunaan 4 core pada desktop PC, namunpendekatan 4×4 dengan QuadFX belum dirasakan cukup. Kehadiran processor quad-core yangsebenarnya, menjadi sebuah kewajiban untuk menjawab tantangan yang diberikan oleh pesaingnya.
  16. 16. • AMD K10 Micro-ArchitectureSebetulnya AMD sudah tidak lagi menggunakan penamaan processor dengan menggunakan awalan “K”ini. Terakhir kali penamaan dengan awalan huruf “K “ ini digunakan pada processor codename “K8“ padajajaran processor Athlon 64. Hal ini terlihat dari tidak lagi digunakannya penamaan dengan awalan huruf“K” ini pada dokumen-dukumen ataupun press release resmi dari AMD sejak awal tahun 2005 yang lalu.Namun penamaan codename processor AMD dengan awalan “K”, ini sudah terlalu tertanam pada benakkebanyakan pengguna PC. Juga berlaku untuk para pengamat teknologi dan juga reviewer. Sebagaicontoh, pada berita terdahulu mengenal kehadiran processor dengan codename “K8L”, yang sebenarnyasecara resmi disebut oleh AMD sebagai “AMD Next Generation Processor Technology”. Demikian jugapenyebutan “K10” pada artikel ini. Secara resmi, AMD tidak menyebutnya sebagai “K10”. Micro-architecture terbaru untuk processor AMD ini akan menjadi penerus, baik untuk processor desktop,mobile, maupun server. Jadi hal ini akan berlaku untuk jajaran Athlon, Turion, Opteron, dan bahkannantinya Sempron. Meskipun sempat beredar soal penundaan bahkan batal dikeluarkannya processorgenerasi ini. Namun, hal tersebut tidak benar. Setidaknya belum ada pernyataan resmi dari AMDmengenai hal ini. Bahkan belakangan pembicaraan mengenai kehadiran AMD K10 terus menghangat.Jika melihat rencana AMD yang disampaikan pada penghujung tahun lalu, belum ada penundaanataupun perubahan jadwal besar-besaran. Kehadiran Barcelona dan Budapest untuk processorsegmentasi server memang dijadwalkan hadir tahun 2007 ini. Demikian juga dengan processor desktopdengan Lima untuk single processor, Sparta untuk Sempron, kesemuanya dengan proses produksi 65nm.Dan rencananya pada semester kedua ini baru akan diperkenalkan HyperTransport 3.0 dankemungkinan Socket AM2+. Ini diperkirakan akan dibutuhkan untuk mengimplementasikan penggunaanquadcore, khususnya untuk segmentasi Consumer.Kabarnya penanaman codename untuk prosessorAMD segmentasi ini juga akan mengalami perubahan. Setelah selama ini menggunakan nama-namakota terkenal di dunia, selanjutnya direncanakan akan menggunakan nama bintang. Sama seperti padaprocessor Barcelona untuk server, processor desktop juga akan menggunakan quad-core processor.Adalah Agena yang diperkirakan menjadi quad-core processor desktop pertama dari AMD. Dan akanmenyusul processor lainnya yang menggunakan micro-architecture terbaru ini. • AMD PhenomDi pertengahan tahun ini, AMD mengumumkan akan hadirnya jajaran processor family dengan sebutanAMD Phenom yang memiliki codename “FASN8” (dibaca: “fascinate”). Ditujukan terutama untuksegmentasi enthusiast. Direncanakan akan hadir pada awal Q4 2007 ini. Processor AMD Phenom inisendiri sudah didemokan, dan dengan menggunakan DSDC (Dual Socket Direct Connect), AMD jugasempat mendemokan 8-core platform pada kesempatan yang sama saat memperkenalkan AMDPhenom. Ini dimung- kinkan dengan penggunaan dua processor quad-core AMD Phenom dalam sebuahplatform DSDC. Masih mirip dengan yang ditawarkan pada QuadFX terdahulu. • Native Quad-Core ProcessorUntuk sebuah produk processor, AMD bukanlah yang memproduksi processor dengan quad-corepertama. Namun klaim AMD untuk menjadi pihak yang memproduksi native quad-core processor,memang ada benarnya. Tidak dengan menghadirkan sebuah processor yang mengemas dua die,masing-masing dengan dual-core processor, dalam satu kemasan processor. Namun AMD melakukanpendekatan yang berbeda, dengan sebuah quad-core processor dalam satu die. Maka, sebutan sebagainative quad-core processor memang pantas disebutkan untuk processor quad-core ini. Selainmenghadirkan processor quadcore, tidak hanya itu yang ditawarkan oleh AMD Phenom. AMD Phenomjuga tentu saja tidak melupakan penggunaan energy effi cient, yang memungkinkan peningkatan kinerjaperformance-per-watt yang optimal. Hal ini juga didukung dengan penggunaan teknologi HyperTransport,dan terutama 128-bit Floating Point Unit yang membantu meningkatkan kinerja secara keseluruhan. Jugaarchitecture K10 yang melakukan pendekatan berbeda dalam mewujudkan quad-core. Sedikit banyak halini menguntungkan khususnya dalam hal aliran data. Ini juga yang menyebabkan AMD memandang perlumeningkatkan kapasitas L1 dan L2 cache yang digunakan pada generasi processor ini. Quad-coreprocessor versi AMD dengan AMD Phenom cukup memberikan kesan yang menjanjikan untuk
  17. 17. mendapatkan peningkatan kinerja dengan multitasking penggunaan dengan intensitas yang tinggi dantentunya aplikasi yang mendukung multi-thread, juga tidak ketinggalan untuk gaming. Tidak ketinggalanbeberapa pihak developer game juga menyambut gembira kedatangan quad-core processor ini. Sepertipublisher Microsoft Game Studios yang sudah memberikan patch Service Pack1 untuk Microsoft FlightSimulator X. Patch SP1 ini akan membuatnya mampu melakukan proses terrain loading dan texturedalam perintah multi-thread yang akan menguntungkan untuk processor multi-core seperti AMD Phenomini. Atau seperti pada Unreal Engine 3 yang juga sudah dapat mengoptimalkan penggunaan quad-coreprocessor atau bahkan lebih. Pada engine ini multi-core processor akan meningkatkan percepatanproses kalkulasi untuk physics dan AI. Dan tentu saja ini membantu pihak developer engine tersebutuntuk meningkatkan tingkat realistic kemiripan dengan dunia nyata yang dapat disertakan pada game.Hal ini juga mirip yang dinyatakan oleh Havoc yang mengembangkan Physics. Bicara komputer tentu taklepas dari prosesor, yag umumnya dikenal sebagai otaknya komputer. Dialah yang mengatur danmengolah semua kerja komponen dalam komputer. Meskipun hanya sebentuk chip silikon tunggal nankecil, peranti ini memegang peranan sangat penting. Jika komponen PC lainnya berfungsi sebagaipentransmisi data, maka prosesorlah yang berfungsi menentukan dan menghitung semua aktivitastersebut.Prosesor, atau tepatnya mikroprosesor, memang beragam merek dan tipenya. Namun, kesemuanyaboleh dibilang memiliki fungsi yang sama.Pusat unit pemroses komputer sederhana generasi pertamapada tahun 1940-an, masih berupa sekumpulan tabung kedap udara yang mirip botol. Botol-botol inisama dengan yang yang biasa ditemukan di televisi model yang sangat kuno sekali.Setiap CPU (CentralProcessing Unit) membutuhkan ribuan botol, dan daya tahannya hanya beberapa jam saja. Pula, ia borostenagan listrik dan peregkat pendinginnya pun berukuran besar.Komputer angkatan pertama yangmenggunakan CPU model ini adalah ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer), yangdikembangkan oleh J.P. Eckert dan J.W. Maughly di Amerika Serikat. ENIAC terdiri atas 18.000 tabungkedap udara, yang membutuhkan ruangan seluas 18×8meter persegi untuk pengoperasiannya.Darimodel tabung, di tahun 1948, proses komputasi mulai masuk ke “komputer generasi kedua” yangmenggunakan transistor. Penggunaannya didemonstrasikan pertama kali oleh Bell TelephoneLaboratories. Dengan transistor, kebutuhan listrik jadi lebih rendah dan tingkat panasnya bisadikurangi.Pada komputer generasi ketiga mulai digunakan semikonduktor, yang menggabungkan lusinantransistor dalam sebuah chip silikon kecil. Dengan cara ini, sebuah sirkuit elektronik yang berisikomponen-komponen yang saling terkoneksi bisa disatukan dalam sebuah sirkuit tunggal. Dari sinilah,mikroprosesor berawal.Di awal 1970-an, sirkuit semikonduktor sudah mula dikembangkan denganklompleksitas 1.000 transistor per sirkuitnya. Selanjutnya, pada tahun 1971, komponen yang benar-benardisebut sebagai mikroprosesor untuk pertama kalinya dibuat oleh para teknisi dari perusahaan elektronikIntel. Chip tersebut diberi nama Intel 4004 dan didesain oleh Ted Hoff, Federico Faggin, dan StanMazor.Prosesor chp silikon tunggal ini berukuran sekitar 0,6 cm yang berisi sekitar 2.250 transistor.Komponen yang prototipenya dikembangkan sejak 1969 ini punya kemampuan memproses 4 bitsinformasi, dengan kecepatan sekitar 0,06 MHz saja.Untuk harga, mikroprosesor yang pernah digunakanuntuk pesawat luar angkasa Pioner 10 ini dijual seharga US$ 200. Tehitung mahal saat itu. Selanjutnya,pada tahun 1972, Intel merilis prosesor Intel 8008 debgab 3.500 transistor di dalamnya.Pada tahun 1974,Motorola tidak mau ketinggalan. Ia merilis prosesor berjuluk Motorola 6800. Chip ini dirancang olehCharlie Melear dan Chuck Peddle, yang dikhususkan penggunanya untuk “mesin bisnis” dan pengontrolotomotif. Inovasi baru prosesor untuk pengembangan PC (Personal Computer) kemudian diawali dengandirilisnya Intel 386 pada tahun 1985, yang membuka babak baru teknologi komputer. Prosesor iniberdesain 32 bit, 4GB ruang untuk data dan 250.000 transistor.Komponen keluaran Intel ini juga menjadichip pertama yang mendukung pengalokasian data secara linier (linier addressing). Hal ini diikuti dengandirilisnya Intel Pentium pada tahun 1993 dengan 3,1 juta transistor, dan menjadi chip yang terusberkembang baik baik hingga sekarang. Tak perlu dipungkiri, sejak awal (Intel 4004) Intel merajai duniamikroprosesor. Dalam perkembangan teknologi ini, Intel merintis sutau arsitektur sistem prosesor yangdikenal sebagai X86, yang kemudian banyak diikuti oleh produk prosesor lainnya. Sistem ini dimulai dariprosesor Intel 8086.Bagaimana pun, bicara soal mikroprosesor tentu bukan Intel saja yang bisa disebut.Setelah akhir tahun 1980-an, beberapa pengembang chipset, sperti AMD (Anvaced Micro Devices) danCyrix mulai menantang Intel, dengan memproduksi sendiri chip prosesor “Intel-competibel”.Chip tersebutmendukung rangkaian instruksi yang ada di prosesor Intel. Harganya lebih murah, dan kadangmempunya kemampuan yang lebih dibandingkandengan produk Intel. AMD mulai menggebrak pasarandengan prosesor buatan sendiri tahun 1996, degan merilis AMD K5. Sebelumnya, AMD sudah membuat
  18. 18. prosesor seperti AM486 pada masa Intel 386 dan 486, namun masih di bawah lisensi Intel. AMD K5 inimendapat respon yang baik.Kemudian ada AMD K6 yang dirilis pada tahun 1997, dengan kecepatan 166dan 200MHz. Prosesor ini memang dirilis untuk diadu dengan kemampuan prosesor Intel. Kelebihan dariprosesor-prosesor AMD adalah kemempuannya untuk di overclock. Sama dengan AMD, setelahmemproduksi prosesor X86 untuk Intel pada masa Intel 286 dan 386, Cyrix memutuskan untukmemebuat sendiri dengan merilis Cyrix 486 DX-4 untuk pertama kalinya di awal 90-an. Dilanjutkan padatahun 1995, Cyrix merilis Cyrix 6X86, prosesor dengan kecepatan tinggi di angkatannya, yang sayangnyapunya masalah pada kompatibilitas dan panas. Pada tahun 1999 Cyrix dibeli oleh VIA, perusahaanchipset asal Taiwan. Sampai sekarang perkembangan microprosesor masih terus berlanjut dan Inteltetap merajai dunia microprosesor. Hal ini juga tidak terlepas dari Hukum Moore, yakni hukum yangdilontarkan oleh Gordon Moore pada tahun 1965. Kala itu, Moore memprediksikan jumlah transistor yangada pada integrated circuit (IC) akan berlipat ganda setiap tahunnya.Pernyataan ini diperbaharui Moore ditahun 1995, dengan penelitian bahwa kelipatan ganda jumlah transistor hanya akan terjadi setiap duatahun sekali. Hukum Moore sampai sekarang menjadi panduan bagi Intel untuk memacu prosesornyaagar semakin andal, terutama peningkatan kecepatan dengan penuerunan harga yang sangatsignifikan.Meski pertumbuhan kecepatan prosesor sempat mengalami masa-masa stagnan, namunpertumbuhan kecepatan prosesor Intel mengalami peningkatan yang mengseankan. Banyak ahliteknologi informasi di seluruh dunia, termasuk Gordon Moore, berharap hukum Moore dapat bertahanpaling tidak sampai dua dekade mendatang (sejak tahun 2008 Sejarah Microprocessor CyrixSekitar tahun 1989 Intel meluncurkan i80486DX. Seri yang tentunya sangat populer, peningkatan seri ini terhadapseri 80386 adalah kecepatan dan dukungan FPU internal dan skema clock multiplier (seri i486DX2 dan iDX4),tanpa tambahan instruksi baru. Karena permintaan publik untuk prosesor murah, maka Intel meluncurkan serii80486SX yang tak lain adalah prosesor i80486DX yang sirkuit FPU-nya telah disabled . Seperti yang seharusnya,seri i80486DX memiliki kompatibilitas penuh dengan set instruksi chip-chip seri sebelumnya.AMD dan Cyrix kemudian membeli rancangan prosesor i80386 dan i80486DX untuk membuatprosesor Intel-compatible, dan mereka terbukti sangat berhasil. Pendapat saya inilah yangdisebut proses ‘cloning’, sama seperti cerita NEC V20 dan V30. AMD dan Cyrix tidakmelakukan proses perancangan vertikal (berdasarkan sebuah chip seri sebelumnya), melainkanberdasarkan rancangan chip yang sudah ada untuk membuat chip yang sekelas.Tahun 1993, dan Intel meluncurkan prosesor Pentium. Peningkatannya terhadap i80486: strukturPGA yang lebih besar (kecepatan yang lebih tinggi , dan pipelining, TANPA instruksi baru.Tidak ada yang spesial dari chip ini, hanya fakta bahwa standar VLB yang dibuat untuk i80486tidak cocok (bukan tidak kompatibel) sehingga para pembuat chipset terpaksa melakukanrancang ulang untuk mendukung PCI. Intel menggunakan istilah Pentium untuk meng”hambat”saingannya. Sejak Pentium ini para cloner mulai “rontok” tinggal AMD, Cyrix . Intelmenggunakan istilah Pentium karena Intel kalah di pengadilan paten. alasannya angka tidak bisadijadikan paten, karena itu intel mengeluarkan Pentium menggunakan TM. AMD + Cyrix tidakingin tertinggal, mereka mengeluarkan standar Pentium Rating (PR) sebelumnya ditahun 92 intelsempat berkolaborasi degan Sun, namun gagal dan Intel sempat dituntut oleh Sun karena dituduhmenjiplak rancangan Sun. Sejak Pentium, Intel telah menerapkan kemampuan Pipelining yangbiasanya cuman ada diprocessor RISC (RISC spt SunSparc). Vesa Local Bus yang 32bit adalahpengembangan dari arsitektur ISA 16bit menggunakan clock yang tetap karena memiliki clockgenerator sendiri (biasanya >33Mhz) sedangkan arsitektur PCI adalah arsitektur baru yangkecepatan clocknya mengikuti kecepatan clock Processor (biasanya kecepatannya separuh
  19. 19. kecepatan processor).. jadi Card VGA PCI kecepatannya relatif tidak akan sama di frekuensiMHz processor yang berbeda alias makin cepat MHz processor, makin cepat PCI-nyaTahun 1995, kemunculan Pentium Pro. Inovasi disatukannya cache memori ke dalam prosesormenuntut dibuatnya socket 8 . Pin-pin prosesor ini terbagi 2 grup: 1 grup untuk cache memori,dan 1 grup lagi untuk prosesornya sendiri, yang tak lebih dari pin-pin Pentium yang diubahsusunannya . Desain prosesor ini memungkinkan keefisienan yang lebih tinggi saat menanganiinstruksi 32-bit, namun jika ada instruksi 16-bit muncul dalam siklus instruksi 32-bit, makaprosesor akan melakukan pengosongan cache sehingga proses eksekusi berjalan lambat. Cumaada 1 instruksi yang ditambahkan: CMOV (Conditional MOVe) .Tahun 1996, prosesor Pentium MMX. Sebenarnya tidak lebih dari sebuah Pentium dengan unittambahan dan set instruksi tambahan, yaitu MMX. Intel sampai sekarang masih belummemberikan definisi yang jelas mengenai istilah MMX. Multi Media eXtension adalah istilahyang digunakan AMD . Ada suatu keterbatasan desain pada chip ini: karena modul MMX hanyaditambahkan begitu saja ke dalam rancangan Pentium tanpa rancang ulang, Intel terpaksamembuat unit MMX dan FPU melakukan sharing, dalam arti saat FPU aktif MMX non-aktif, dansebaliknya. Sehingga Pentium MMX dalam mode MMX tidak kompatibel dengan Pentium.Bagaimana dengan AMD K5? AMD K5-PR75 sebenarnya adalah sebuah ‘clone’ i80486DXdengan kecepatan internal 133MHz dan clock bus 33MHz . Spesifikasi Pentium yang didapatAMD saat merancang K5 versi-versi selanjutnya dan Cyrix saat merancang 6×86 hanyalahterbatas pada spesifikasi pin-pin Pentium. Mereka tidak diberi akses ke desain aslinya. BahkanIBM tidak mampu membuat Intel bergeming (Cyrix, mempunyai kontrak terikat dengan IBMsampai tahun 2005)Mengenai rancangan AMD K6, tahukah anda bahwa K6 sebenarnya adalah rancangan milikNexGen ? Sewaktu Intel menyatakan membuat unit MMX, AMD mencari rancangan MMX danmenambahkannya ke K6. Sayangnya spesifikasi MMX yang didapat AMD sepertinya bukanyang digunakan Intel, sebab terbukti K6 memiliki banyak ketidakkompatibilitas instruksi MMXdengan Pentium MMX.Tahun 1997, Intel meluncurkan Pentium II, Pentium Pro dengan teknologi MMX yang memiliki2 inovasi: cache memori tidak menjadi 1 dengan inti prosesor seperti Pentium Pro , namunberada di luar inti namun berfungsi dengan kecepatan processor. Inovasi inilah yangmenyebabkan hilangnya kekurangan Pentium Pro (masalah pengosongan cache) Inovasi kedua,yaitu SEC (Single Edge Cartidge), Kenapa? Karena kita dapat memasang prosesor Pentium Prodi slot SEC dengan bantuan adapter khusus. Tambahan : karena cache L2 onprocessor, makakecepatan cache = kecepatan processor, sedangkan karena PII cachenya di”luar” (menggunakanprocessor module), maka kecepatannya setengah dari kecepatan processor. Disebutkan jugapenggunaan Slot 1 pada PII karena beberapa alasan :Pertama, memperlebar jalur data (kaki banyak – Juga jadi alasan Socket 8), pemrosesan padaPPro dan PII dapat paralel. Karena itu sebetulnya Slot 1 lebih punya kekuatan di Multithreading /Multiple Processor. ( sayangnya O/S belum banyak mendukung, benchmark PII dualprocessorpun oleh ZDBench lebih banyak dilakukan via Win95 ketimbang via NT)
  20. 20. Kedua, memungkinkan upgrader Slot 1 tanpa memakan banyak space di Motherboard sebab bilatidak ZIF socket 9 , bisa seluas Form Factor(MB)nya sendiri konsep hemat space ini sejak 8088juga sudah ada .Mengapa keluar juga spesifikasi SIMM di 286? beberapa diantaranya adalahefisiensi tempat dan penyederhanaan bentuk.Ketiga, memungkinkan penggunaan cache module yang lebih efisien dan dengan speed tinggiseimbang dengan speed processor dan lagi-lagi tanpa banyak makan tempat, tidak seperti AMD /Cyrix yang “terpaksa” mendobel L1 cachenya untuk menyaingi speed PII (karena L2-nyalambat) sehingga kesimpulannya AMD K6 dan Cyrix 6×86 bukan cepat di processor melainkancepat di hit cache! Sebab dengan spec Socket7 kecepatan L2 cache akan terbatas hanya secepatbus data / makin lambat bila bus datanya sedang sibuk, padahal PII thn depan direncanakanberoperasi pada 100MHz (bukan 66MHz lagi). Point inilah salah satu alasan kenapa intelmengganti chipset dari 430 ke 440 yang berarti juga harus mengganti Motherboard. • Generasi Cyrix : 1. Generasi Prosesor Cyrix MediaGX dengan kecepatan 120-200 Mhz 2. Generasi Prosesor Cyrix 6×86 dengan kecepatan 110-150Mhz 1. Generasi Prosesor Cyrix M2 dengan kecepatan 180-233 Mhz 1. Generasi Prosesor Cyrix C3 dengan kecepatan 500-733 Mhz

×