| Pengantar Organisasi |
| Komputer |
| Buku ini membahas tentang struktur dan fungsi komputer. Setelah mempelajari buku ini |
| diharapkan dapat memahami sifat dan karakteristik sistem-sistem komputer yang berkembang |
| saat ini. Tantangan yang dihadapi adalah adanya bermacam-macam komputer dan perkembangan |
| yang pesat dibidang komputer, namun demikian konsep dasar organisasi komputer telah |
| digunakan secara konsisten secara menyeluruh. Buku ini bermaksud untuk memberikan bahasan |
| lengkap dan mudah tentang dasar-dasar organisasi komputer. |
| 1.1. Komputer |
| Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi |
| masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan |
| dalam komputer tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. |
| Daftar perintah tersebut dinamakan program komputer dan unit penyimpanannya adalah memori |
| komputer. |
| Dalam bentuk yang paling sederhana komputer terdiri dari lima bagian utama yang |
| mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Unit-unit tersebut adalah: masukan, memori, aritmetika dan |
| logika, keluaran dan kontrol seperti pada gambar 1.1. |
| Aritmetika |
| Masukan |
| dan |
| logika |
| Memori |
| Keluaran |
| Kontrol |
| Gambar 1.1. Unit fungsional dasar pada komputer |
| 1 |
| Unit masukan menerima informasi yang yang dikodekan dari operator manusia lewat |
| alat-alat elektromekanik seperti papan ketik pada suatu terminal video, atau dari komputer- |
| komputer lain lewat jalur komunikasi digital. Informasi yang diterima dan disimpan dalam |
| memori untuk dipergunakan kelak, atau langsung diolah oleh rangkaian aritmetika dan logika |
| untuk melaksanakan operasi yang diinginkan. Langkah-langkah pengolahan ditentukan oleh |
| program yang disimpan dalam memori. Akhirnya hasil-hasil yang diperoleh dikirimkan kembali |
| keluar melalui unit keluaran. Seluruh kegiatan ini dikoordinasi oleh unit kontrol. |
| 1.2. Organisasi Komputer |
| Organisasi Komputer |
| adalah bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional dan |
| interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek |
| arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, |
| teknologi memori, sistem memori, dan sinyal–sinyal kontrol. |
| Arsitektur Komputer |
| lebih cenderung pada kajian atribut–atribut sistem komputer yang |
| terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik |
| pengalamatan, mekanisme I/O. |
| Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada |
| memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan tersebut akan |
| diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian |
| organisasional |
| . |
| Perbedaan Utama |
| Organisasi Komputer |
| Bagian yang terkait erat dengan unit–unit operasional |
| Contoh: teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem |
| memori, dan sinyal–sinyal kontrol |
| Arsitektur Komputer |
| atribut–atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer |
| Contoh: set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme |
| I/O |
| 2 |
| BAB |
 |
| 1.3. Struktur dan Fungsi Utama Komputer |
| 1.3.1. Struktur Komputer |
| Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. |
| Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi. |
| Dalam buku ini akan banyak dikaji seputar struktur internal komputer. Perhatikan gambar 1.2, |
| terdapat empat struktur utama: |
| Central Processing Unit |
| (CPU), berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan |
| pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai |
| processor |
| (prosesor) saja. |
| Memori Utama |
| , berfungsi sebagai penyimpan data. |
| I/O |
| , berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya. |
| System Interconnection |
| , merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama |
| dan I/O. |
| Gambar 1.2 StrukturDasar Komputer |
| 3 |
 |
| Komponen yang paling menarik namun paling kompleks adalah CPU. Struktur CPU terlihat |
| pada gambar 1.2, dengan struktur utamanya adalah : |
| Control Unit |
| , berfungsi untuk mengontrol operasi CPU dan mengontrol komputer secara |
| keseluruhan. |
| Arithmetic And Logic Unit |
| (ALU), berfungsi untuk membentuk fungsi – fungsi |
| pengolahan data komputer. |
| Register |
| , berfungsi sebagai penyimpan internal bagi CPU. |
| CPU Interconnection |
| , berfungsi menghubungkan seluruh bagian dari CPU. |
| 1.3.2. Fungsi Komputer |
| Fungsi dasar sistem komputer adalah sederhana seperti terlihat pada gambar 1.3. Pada |
| prinsipnya terdapat empat buah fungsi operasi, yaitu : |
| Fungsi Operasi Pengolahan Data |
| Fungsi Operasi Penyimpanan Data |
| Fungsi Operasi Pemindahan Data |
| Fungsi Operasi Kontrol |
| Gambar 1.3. Fungsi Komputer |
| Komputer harus dapat |
| memproses data |
| . Representasi data di sini bermacam–macam, |
| akan tetapi nantinya data harus disesuaikan dengan mesin pemrosesnya. Dalam pengolahan data, |
| 4 |
 |
| komputer memerlukan unit penyimpanan sehingga diperlukan suatu mekanisme |
| penyimpanan |
| data |
| . Walaupun hasil komputer digunakan saat itu, setidaknya komputer memerlukan media |
| penyimpanan untuk data prosesnya. Dalam interaksi dengan dunia luar sebagai fungsi |
| pemindahan data |
| diperlukan antarmuka ( |
| interface |
| ), proses ini dilakukan oleh unit |
| Input/Output |
| (I/O) dan perangkatnya disebut |
| peripheral |
| . Saat interaksi dengan perpindahan data yang jauh atau |
| dari remote device, komputer melakukan proses |
| komunikasi data |
| . Gambar 1.4 mengilustrasikan |
| operasi–operasi komputer. Gambar 1.4a adalah operasi pemindahan data, gambar 1.24 adalah |
| operasi penyimpanan data, gambar 1.4c dan gambar 1.4d adalah operasi pengolahan data. |
| Gambar 1.4. Operasi-operasi Komputer |
| 5 |
| 1 |
| 1.4. Garis Besar Buku |
| Bab 1 Pengantar Organisasi Komputer. |
| Berisi penjelasan tentang organisasi komputer, perbedaan utama organisasi komputer dengan |
| arsitektur komputer, struktur dan fungsi utama komputer, konsep dasar operasi komputer, dan |
| garis besar dari buku yang dipelajari. |
| Bab 2 Evolusi dan Kinerja Komputer |
| Berisi penjelasan tentang sejarah teknologi komputer, trend teknologi yang telah membuat unjuk |
| kerja yang menjadi fokus rancangan sistem komputer, dan meninjau bermacam-macam teknik |
| dan strategi yang digunakan untuk mencapai unjuk kerja yang seimbang dan efisien, |
| perkembangan pentium dan powerPC. |
| Bab 3 Struktur CPU |
| Berisi penjelasan tentang komponen utama CPU dan Fungsi CPU, pembahasan struktur dan |
| fungsi internal prosesor, organisasi ALU, control unit dan register, dan fungsi prosesor dalam |
| menjalankan instruksi-instruksi mesin. |
| Bab 4 Memori |
| Berisi penjelasan tentang memori utama komputer, tipe dari memori, waktu dan pengontrolan, |
| pembetulan kesalahan dan cache memori termasuk didalamnya adalah fungsi pemetaan. |
| Bab 5 Peralatan Penyimpanan |
| Berisi penjelasan tentang peralatan penyimpanan data diluar memori utama dan CPU, diantaranya |
| seperti magnet disk, RAID, Magnet Tape dan Optical Disk. |
| Bab 6 Unit Masukan dan Keluaran |
| Berisi penjelasan tentang system komputer unit input/output, prinsip dan teknik untit input/output |
| dan penjelasan singkat mengenai peralatan luar (External device). |
| Bab 7 Bus |
| Berisi penjelasan tentang struktur antar hubungan, bus antar hubungan, elemen dari desain bus, |
| PCI, SCSI, Fire wire dan USB. |
| 6 |
| 2 |
| BAB |
| Evolusi dan |
| Kinerja Komputer |
| Dalam bab ini mula-mula akan dibahas tentang sejarah singkat komputer karena beberapa |
| diantaranya merupakan dasar dari perkembangan komputer saat ini. Kemudian dibahas mengenai |
| bermacam-macam teknik dan strategi yang digunakan untuk mencapai unjuk kerja yang |
| seimbang dan efisien. Terakhir akan dibahas evolusi dua system yang sangat penting pada |
| komputer saat ini yaitu Pentium dan PowerPC. |
| 2.1. Sejarah Singkat Komputer |
| 2.1.1 Generasi Pertama : Tabung Vakum (1945 – 1955) |
| ENIAC |
| ENIAC ( |
| Electronic Numerical Integrator And Computer |
| ), pada tahun 1946 dirancang dan dibuat |
| oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan komputer |
| digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia. ENIAC dibuat di bawah lembaga |
| Army’s Ballistics Research Laboratory |
| (BRL). Sebuah badan yang bertanggung jawab dalam |
| pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan |
| oleh kurang lebih 200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan |
| matematis peluru kendali yang memakan waktu lama. |
| ENIAC mempunyai berat 30 ton, bervolume 15.000 kaki persegi, dan berisi lebih dari |
| 18.000 tabung vakum. Daya listrik yang dibutuhkan sebesar 140 KW. Kecepatan operasi |
| mencapai 5.000 operasi penambahan per detik. ENIAC masih merupakan mesin desimal, |
| representasi data bilangan dalam bentuk desimal dan arimetiknya dibuat dalam bentuk desimal. |
| Memorinya terdiri atas 20 akumulator, yang masing – masing akumulatornya mampu |
| menampung 10 digit desimal. Setiap digit direpresentasikan oleh cincin yang terdiri atas 10 buah |
| tabung vakum. Kekurangan utama mesin ini adalah masih manual pemrogramannya, yaitu |
| dengan menyetel switch – switch, memasang dan menanggalkan kabel – kabelnya. ENIAC |
| selesai pada tahun 1946 sejak proposal diajukan tahun 1943, sehingga tahun 1946 merupakan |
| gerbang bagi zaman baru komputer elektronik. |
| 7 |
 |
 |
| John Van Neumann seorang ahli matematika |
| yang merupakan konsultan pembuatan ENIAC |
| pada tahun 1945 mencoba memperbaiki |
| kelemahan ENIAC dengan rancangan |
| komputer barunya, bernama |
| EDVAC |
| ( |
| Electronic Discrete Variable Computer |
| ) |
| dengan konsep program tersimpan ( |
| stored- |
| program concept |
| ) |
| Tahun 1946 komputer dengan |
| stored-program concept |
| dipublikasikasikan, yang |
| kemudian di kenal dengan |
| Komputer IAS |
| (Computer of Institute for Advanced Studies) |
| . Struktur |
| komputer IAS terlihat pada gambar 2.1. Komputer ini terdiri : |
| • |
| Memori Utama |
| , untuk menyimpan data maupun instruksi. |
| • |
| Arithmetic Logic Unit (ALU), |
| untuk mengolah data binner. |
| • |
| Control Unit |
| , untuk melakukan interpretasi instruksi – instruksi di dalam memori |
| sehingga adanya eksekusi instruksi tersebut. |
| • |
| I/O |
| , untuk berinteraksi dengan lingkungan luar. |
| Gambar 2.1 Struktur Komputer IAS |
| 8 |
 |
| Memori IAS terdiri atas 1.000 lokasi penyimpanan yang disebut |
| word |
| . Word terdiri atas |
| 40 |
| binary digit |
| (bit). Data maupun instruksi disimpan dalam memori ini, sehingga data maupun |
| instruksi harus dikodekan dalam bentuk biner. Format memori terlihat pada gambar 2.2. Setiap |
| bilangan terdiri atas sebuah bit tanda dan 39 bit nilai. Sebuah word terdiri atas 20 bit instruksi |
| dengan masing – masing 8 bit kode operasi ( |
| op code |
| ) dan 12 bit alamat. |
| Gambar 2.2 Format memori IAS |
| Struktur detail komputer IAS disajikan dalam gambar 2.3. Gambar ini menjelaskan |
| bahwa baik unit kontrol maupun ALU berisi lokasi – lokasi penyimpanan, yang disebut |
| register |
| , |
| yaitu : |
| • |
| Memory Buffer Register (MBR), |
| berisi sebuah word yang akan disimpan di dalam memori atau |
| digunakan untuk menerima word dari memori. |
| • |
| Memory Address Register (MAR), |
| untuk menentukan alamat word di memori untuk dituliskan |
| dari MBR atau dibaca oleh MBR. |
| • |
| Instruction Register (IR) |
| , berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan dieksekusi. |
| • |
| Instruction Buffer Register (IBR), |
| digunakan untuk penyimpanan sementara instruksi sebelah |
| kanan word di dalam memori. |
| • |
| Program Counter (PC) |
| , berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari |
| memori. |
| • |
| Accumulator (AC) |
| dan |
| Multiplier Quotient (MQ), |
| digunakan untuk penyimpanan sementara |
| operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah sebuah |
| bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti ( |
| most significant bit |
| ) disimpan dalam AC dan 40 bit |
| lainnya ( |
| least significant bit |
| ) disimpan dalam MQ. |
| IAS beroperasi secara berulang membentuk |
| siklus instruksi |
| . Komputer IAS memiliki 21 |
| instruksi, yang dapat dikelompokkan seperti berikut ini : |
| • |
| Data tranfer |
| , memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU atau antara |
| dua register ALU sendiri. |
| • |
| Unconditional branch |
| , perintah – perintah eksekusi percabangan tanpa syarat tertentu. |
| • |
| Conditional branch |
| , perintah – perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat tertentu |
| agar dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut. |
| 9 |
 |
| • |
| Arithmetic, |
| kumpulan operasi – operasi yang dibentuk oleh ALU. |
| • |
| Address Modify, |
| instruksi – instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di komputasi |
| sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program. |
| Gambar 2.3 Struktur detail komputer IAS |
| 10 |
| Komputer Komersial |
| Tahun 1950 dianggap sebagai tahun kelahiran industri komputer dengan munculnya 2 buah |
| perusahaan yang saat itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM. |
| Tahun 1947, Eckert dan Mauchly mendirikan Eckert-Mauchly Computer Corporation |
| untuk memproduksi komputer secara komersial. Komputer pertama yang mereka hasilkan adalah |
| UNIVAC I ( |
| Universal Automatic Computer |
| ). UNIVAC I menjadi tulang punggung penghitungan |
| sensus tahun 1950 di USA. |
| UNIVAC II yang memiliki kapasitas memori lebih besar dan kinerja yang lebih baik |
| diluncurkan tahun 1950. Mulai saat itu perusahaan telah mengembangkan produk – produk baru |
| yang kompatibel dengan produk sebelumnya sehingga pangsa pasar konsumen mereka tetap |
| terjaga menggunakan produknya. |
| IBM pun tidak mau kalah dengan mengeluarkan produk mereka yang akhirnya |
| mendominasi pangsa pasar bisnis saat ini. Seri IBM pertama adalah seri 701 tahun 1953 dan terus |
| berkembang menjadi lebih baik hingga sekarang. |
| 2.1.2 Generasi Kedua : Transistor (1955 – 1965) |
| Sejak pesatnya teknologi semikonduktor hingga menghasilkan komponen transistor |
| membawa perubahan besar pada dunia komputer. Komputer era ini tidak lagi menggunakan |
| tabung vakum yang memerlukan daya operasional besar, tabung – tabung itu digantikan |
| komponen kecil bernama transistor. Konsumsi daya listrik amat kecil dan bentuknyapun relatif |
| kecil. |
| Transistor ditemukan di Bell Labs pada tahun 1947 dan tahun 1950 telah meluncurkan |
| revolusi elektronika modern. IBM sebagai perusahaan pertama yang meluncurkan produk |
| komputer dengan transistor sehingga tetap mendominasi pangsa pasar komputer. NCR dan RCA |
| adalah perusahaan yang mengembangkan komputer berukuran kecil saat itu, kemudian diikuti |
| IBM dengan mengeluarkan seri 7000-nya. |
| Dengan adanya transistor membuat hardware komputer saat itu makin cepat prosesnya, |
| lihat Tabel 2.1. Memori makin besar kapasitasnya namun makin kecil bentuknya. Generasi dua |
| ini juga terdapat perubahan perkembangan pada ALU yang makin kompleks, lahirnya bahasa |
| pemrograman tingkat tinggi maupun tersedianya software sistem operasi. |
| Generasi kedua juga ditandai munculnya Digital Equipment Corporation (DEC) tahun |
| 1957 dan meluncurkan komputer pertamanya, yaitu PDP 1. Komputer ini sangat penting bagi |
| perkembangan komputer generasi ketiga. |
| 11 |
 |
| Tabel 2.1 Kecepatan Generasi – Generasi Komputer |
| Gen |
| Tahun |
| Teknologi |
| Kec (operasi/detik) |
| 1 |
| 1946 – 1957 |
| Tabung Vakum |
| 40.000 |
| 2 |
| 1958 – 1964 |
| Transistor |
| 200.000 |
| 3 |
| 1965 – 1971 |
| Small and medium scale integration |
| 1.000.000 |
| 4 |
| 1972 – 1977 |
| Large scale integration |
| 10.000.000 |
| 5 |
| 1978 - |
| Very large scale integration |
| 100.000.000 |
| IBM 7094 |
| Komputer ini diluncurkan tahun 1962. Kemajuan IBM 7094 adalah adanya |
| Instruction Backup |
| Register |
| (IBR) yang berfungsi membeffer instruksi berikutnya, efeknya komputer akan lebih |
| cepat prosesnya. Unit kontrol mengambil dua word yang berdampingan dari memori untuk |
| sebuah pengambilan instruksi, kecuali bila terjadi percabangan. |
| Kemajuan IBM 7094 lainnya adalah adanya |
| multiplexor |
| untuk memultiplex |
| data channel |
| (saluran data). Multiplexor berfungsi sebagai sentral switch data yang akan diproses dalam CPU. |
| Gambar 2.5 merupakan konfigurasi IMB 7094. |
| Gambar 2.5 Konfigurasi IBM 7094 |
| 12 |
| 1.1.3 Generasi Ketiga : Integrated Circuits (1965 – 1980) |
| Pada tahun 1958 terjadi revolusi elektronika kembali, yaitu ditemukannya |
| integrated |
| circuit |
| (IC) yang merupakan penggabungan komponen – komponen elektronika dalam suatu |
| paket. Dengan ditemukan IC ini semakin mempercepat proses komputer, kapasitas memori makin |
| besar dan bentuknya semakin kecil. |
| IBM System/360 |
| Tahun 1964 dikeluarkan IBM System/360 yang telah menggunakan teknologi IC. Dalam satu |
| dekade IBM menguasai 70% pasaran komputer. |
| Sistem 360 merupakan kelompok komputer pertama yang terencana. Banyak model |
| dalam arsitektur 360 ini dan saling kompatibel. Hal ini sangat menguntungkan konsumen, karena |
| konsumen dapat menyesuaikan dengan kebutuhan maupun harganya. Pengembangan ( |
| upgrading |
| ) |
| dimungkinkan dalam komputer ini. Karakteristik komputer kelompok ini adalah : |
| • |
| Set Instruksi Mirip atau Identik |
| , dalam kelompok komputer ini berbagai model yang |
| dikeluarkan menggunakan set instruksi yang sama sehingga mendukung kompabilitas sistem |
| maupun perangkat kerasnya. |
| • |
| Sistem Operasi Mirip atau Identik, |
| ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen |
| sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem |
| operasinya karena sama. |
| • |
| Kecepatan yang meningkat, |
| model – model yang ditawarkan mulai dari kecepatan rendah |
| sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri. |
| • |
| Ukuran Memori yang lebih besar, |
| semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar |
| memori yang digunakan. |
| • |
| Harga yang meningkat, |
| semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal. |
| Tabel 2.2 Karakteristik Penting Kelompok System/360 |
| Karak teristik Model 30 Model 40 Model 50 Model 65 Model 75 |
| Ukuran memori (Kb) 64 256 256 512 512 |
| Laju data dari meori (Mbytes/det) 0.5 0.8 2.0 8.0 16.0 |
| Prosesor cycle time (µdetik) 1.0 0.625 0.5 0.25 0.2 |
| Jumlah mak simum data channel 3 3 4 6 6 |
| Data maks per channel (Kbps) 250 400 800 1250 1250 |
| 13 |
 |
| DEC PDP-8 |
| Pada tahun yang sama saat IBM mengeluarkan System/360, DEC meluncurkan DEC PDP-8. |
| Komputer ini memiliki keunggulan bentuknya yang kecil sehingga sangat fleksibel digunakan. |
| PDP-8 juga memiliki varian – varian yang modelnya sama dengan IBM System/360 untuk |
| menyesuaikan kebutuhan pelanggannya. Dengan hadirnya PDP-8 ini membawa DEC sebagai |
| perusahaan menyuplai komputer mini terbesar membawa DEC sebagai pabrik komputer terbesar |
| kedua setelah IBM. |
| Arsitektur PDP-8 sangat berbeda dengan IBM terutama bagian sistem |
| bus |
| . Pada |
| komputer ini menggunakan |
| omnibus system |
| . Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang |
| terpisah, yang digunakan untuk membawa sinyal – sinyal kontrol, alamat maupun data. Karena |
| semua komponen menggunakan jalur bus ini maka penggunaannya dikontrol oleh CPU. |
| Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer – komputer modern |
| selanjutnya. Struktur bus PDP-8 terlihat pada gambar 2.6. |
| Gambar 2.6 Struktur bus PDP-8 |
| 1.1.4 Generasi Keempat : Very Large Scale Integration (1980 - ????) |
| Era keempat perkembangan genarasi komputer ditandai adanya VLSI. Paket VLSI dapat |
| menampung 10.000 komponen lebih per kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai 100juta |
| operasi per detiknya. Gambar 2.7 mengilustrasikan perkembangan mikroprosesor Pentium |
| terhadap jumlah transistor per kepingnya. |
| Masa – masa ini diawali peluncuran mikroprosesor Intel seri 4004. Mikroprosesor 4004 |
| dapat menambahkan dua bilangan 4 bit dan hanya dapat mengalikan dengan cara pengulangan |
| penambahan. Memang masih primitif, namun mikroprosesor ini tonggak perkembangan |
| mikroprosesor – mikroprosesor canggih saat ini. Tidak ada ukuran pasti dalam melihat |
| mikroprosesor, namun ukuran terbaik adalah |
| lebar bus data |
| : jumlah bit data yang dapat dikirim – |
| diterima mikroprosesor. Ukuran lain adalah |
| jumlah bit dalam register |
| . |
| 14 |
 |
| Tahun 1972 diperkenalkan dengan mikroprosesor 8008 yang merupakan mikroprosesor 8 |
| bit. Mikroprosesor ini lebih kompleks instruksinya tetapi lebih cepat prosesnya dari |
| pendahulunya. Kemudian Bells dan HP menciptakan mikroprosesor 32 bit pada 1981, sedangkan |
| Intel baru mengeluarkan tahun 1985 dengan mikroprosesor 80386. |
| Gambar 2.7 Grafik jumlah transistor dalam chips Pentium |
| Tabel 2.3 Evolusi mikroprosesor Intel |
| Feature |
| 8008 |
| 8080 |
| 8086 |
| 80386 |
| 80486 |
| Tahun diperkenalk an |
| 1972 |
| 1974 |
| 1978 |
| 1985 |
| 1989 |
| Jumlah instruksi |
| 66 |
| 111 |
| 133 |
| 154 |
| 235 |
| Lebar bus alamat |
| 8 |
| 16 |
| 20 |
| 32 |
| 32 |
| Lebar bus data |
| 8 |
| 8 |
| 16 |
| 32 |
| 32 |
| Jumlah flag |
| 4 |
| 5 |
| 9 |
| 14 |
| 14 |
| Jumlah register |
| 8 |
| 8 |
| 16 |
| 8 |
| 8 |
| Memori |
| 15KB |
| 64KB |
| 1MB |
| 4GB |
| 4GB |
| I/O port |
| 24 |
| 256 |
| 64KB |
| 64KB |
| 4GB |
| Waktu add register to register |
| - |
| 1.3µ det |
| 0.3µ det |
| 0.125µ det |
| 0.06µ det |
| 15 |
| 1.2 Perancangan Kinerja |
| Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen |
| komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. Dari segi |
| perkembangan program aplikasipun sangat menakjubkan. Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki |
| semua sistem komputer saat ini meliputi : |
| • Pengolahan citra |
| • Pengenalan voice atau pembicaraan |
| • Video conference |
| • Mulitimedia |
| • Transfer data |
| Yang menakjubkan lagi adalah dari sudut pandang organisasi dan arsitektur komputer |
| saat ini adalah mirip dengan komputer IAS yang dibuat sekitar 50 tahun lalu, namun |
| perkembangan dan kecanggihannya dapat kita rasakan sekarang ini. Peningkatan kinerja |
| mikroprosesor ini terus berlanjut tidak kenal henti dengan berbagai teknik yang telah |
| dikembangkan, diantaranya : |
| • |
| Branch Prediction |
| , teknik dimana prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam |
| software dan melakukan prediksi percabangan atau kelompok instruksi yang akan dieksekusi |
| berikutnya. |
| • |
| Data Flow Analysis |
| , prosesor akan menganalisa instruksi – instruksi yang tidak tergantung pada |
| hasil atau data lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi. |
| • |
| Speculative Execution, |
| dengan modal prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat |
| melakukan eksekusi spekulatif terlebih dahulu sebelum waktunya. |
| Perkembangan mikroprosesor, dilihat dari kapasitas operasi dan kecepatannya sangatlah |
| pesat. Perkembangan mikroprosesor ini sulit diimbangi oleh komponen lainnya semisal memori. |
| Hal ini menimbulkan masalah kesenjangan dan kurang sinkronnya operasi antar komponen. |
| Perhatikan laju perkembangan prosesor dibandingkan memori utama seperti terlihat pada gambar |
| 2.8. Organisasi dan arsitektur komputer yang handal sangat diperlukan untuk mengatasi persoalan |
| seperti ini. |
| 16 |
 |
| Gambar 2.8 Grafik perbandingan kecepatan mikroprosesor dan memori |
| Terdapat beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi antara |
| mikroprosesor dengan komponen lainnya, diantaranya : |
| • Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan melebarkan DRAM dan |
| melebarkan lintasa sistem busnya. |
| • Mengubah antarmuka DRAM sehingga lebih efisien dengan menggunakan teknik |
| cache |
| atau |
| pola |
| buffer |
| lainnya pada keping DRAM. |
| • Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus – |
| bus yang lebih cepat untuk |
| buffering |
| dan membuat struktur aliran data. |
| Bidang lain yang menjadi fokus kajian peningkatan kinerja sistem komputer adalah |
| penanganan perangkat – perangkat I/O. Masalah yang terjadi hampir sama dengan memori. |
| Teknik penyelesaian yang digunakan umumnya adalah teknik |
| buffering |
| dan |
| caching |
| . |
| Target yang ingin dicapai dalam peningkatan kinerja adalah tercapainya keseimbangan |
| proses operasi antar komponen – komponen penyusun komputer sehingga menghasilkan kinerja |
| komputer yang tinggi. |
| 1.3 Contoh Evolusi Komputer |
| Evolusi komputer yang akan dijelaskan adalah kelompok komputer Pentium Intel dan |
| PowerPC. Alasannya adalah komputer Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara |
| 17 |
| teknologi menggunakan rancangan CISC ( |
| complex instruction set computers |
| ) dalam |
| arsitekturnya. Sedangkan PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi |
| RISC ( |
| reduced instruction set computers |
| ). Detail tentang CISC dan RISC akan dijelaskan dalam |
| matakuliah Arsitektur CPU. |
| Pentium |
| Pentium merupakan produk Intel yang mampu mendominasi pasaran prosesor hingga saat ini. |
| Generasi demi generasi diluncurkan ke pasaran dengan kenaikan unjuk kerja yang menakjubkan |
| dalam memenuhi kebutuhan konsumennya. |
| Berikut evolusi prosesor keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor keluaran saat ini: |
| • 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama keluaran Intel dengan mesin 8 bit |
| dan bus data ke memori juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan kemampuan |
| pengalamatan 16KB. |
| • 8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi. |
| Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori 64KB. |
| • 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086, kemampuan pengalamatan |
| mencapai 1MB dengan 133 instruksi. |
| • 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan |
| mesin 32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu. |
| • 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada teknologi |
| cache |
| memori dan |
| pipelining |
| instruksi. Sudah dilengkapi dengan |
| math co-processor |
| . |
| • Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi |
| superscalar |
| sehingga memungkinkan |
| eksekusi instruksi secara paralel. |
| • Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasi |
| superscalar |
| untuk |
| proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori |
| yang makin canggih. |
| • Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani |
| kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi RISC. |
| • Pentium III, terdapat kemampuan instruksi |
| floating point |
| untuk menangani grafis 3D. |
| • Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia semakin canggih. |
| • Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet |
| streaming, 128 interger register. |
| 18 |
| PowerPC |
| Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini |
| hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990 |
| IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang merupakan mesin |
| RISC superskalar workstation. Setelah ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur |
| POWER. |
| IBM menjalin kerja sama dengan Motorola menghasilkan mikroprosesor seri 6800, |
| kemudian Apple menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat ini terdapat 4 |
| kelompok PowerPC, yaitu : |
| • 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal |
| masyarakat. |
| • 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 |
| namun lebih murah untuk keperluan efisien. |
| • 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer |
| low-end server |
| dan komputer desktop. |
| • 620, ditujukan untuk penggunaan |
| high-end server |
| . Mesin dengan arsitektur 64 bit. |
| • 740/750, seri dengan cache L2. |
| • G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan 8 instruksi paralel. |
| 19 |
0 komentar:
Post a Comment