komponen processor

I.         Definisi Processor

Processor sering disebut sebagai otak dan pusat pengendali computer yang didukung oleh kompunen lainnya. Processor adalah sebuah IC yang mengontrol keseluruhan jalannya sebuah sistem komputer dan digunakan sebagai pusat atau otak dari komputer yang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas. Processor terletak pada socket yang telah disediakan oleh motherboard, dan dapat diganti dengan processor yang lain asalkan sesuai dengan socket yang ada pada motherboard. Salah satu yang sangat besar pengaruhnya terhadap kecepatan komputer tergantung dari jenis dan kapasitas processor.

Prosesor adalah chip yang sering disebut “Microprosessor” yang sekarang processor1ukurannya sudah mencapai Gigahertz (GHz). Ukuran tersebut adalah hitungan kecepatan prosesor dalam mengolah data atau informasi.

II.      Sejarah Processor

Perkembangan Processor Dari Generasi Ke Generasi

PC didesain berdasar generasi-generasi CPU yang berbeda. Intel bukan satu-satunya perusahaan yang membuat CPU, meskipun yang menjadi pelopor diantara yang lain. Pada tiap generasi yang mendominasi adalah chip-chip Intel, tetapi pada generasi kelima terdapat beberapa pilihan selain chip Intel.

Processor merupakan bagian sangat penting dari sebuah komputer, yang berfungsi sebagai otak dari komputer. Tanpa processor komputer hanyalah sebuah mesin dungu yang tak bisa apa-apa. Processor yang kita pakai saat ini sudah sangat cepat sekali. Tentu saja untuk mencapai kecepatan sampai saat ini processor tersebut mengalami perkembangan. Nah berikut perkembangan processor mulai dari generasi 4004 microprocessor yang di pakai pada mesin penghitung Busicom sampai dengan intel Quad-core Xeon.

Perkembangan processor diawali oleh processor intel pada saat itu hanya satu-satunya microprocessor yang ada. Tetapi pada saat ini sudah banyak beredar processor dari produsen yang lain, sehingga user sudah bisa mendapatkan processor yang beragam.

Microprocessor 4004 (1971)

Processor di awali pada tahun 1971 dimana intel mengeluarkan processor pertamanya yang di pakai pada mesin penghitung buscom. Ini adalah penemuan yang memulai memasukan system cerdas kedalam mesin. Processor ini dinamakan microprocessor 4004. Chip intel 4004 ini mengawali perkembangan CPU dengan mempelopori peletakan seluruh komponen mesin hitung dalam satu IC. Pada saat ini IC mengerjakan satu tugas saja.

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.

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 (merupakan dua rival berat), dan prosessor2 lain seri 6500 buatan MOST, Rockwell, Hyundai, WDC, NCR dst.

1978 : 8086-8088 Microprocessor

Sebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk untuk komputer pribadi buatan IBM yang memakai prosesor 8088 yang berhasil mendongkrak nama intel.

1982 : 286 Microprocessor

Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya.

1985 : Intel386 Microprocessor

Intel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang tertanam diprosessor tersebut yang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 4004

1989 : Intel486 DX CPU Microprocessor

Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memperkecil beban kerja pada processor.

1993 : Intel Pentium Processor

Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.

1995 : Intel Pentium Pro Processor

Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.

1997 : Intel® Pentium II Processor

Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik.

1998 : Intel Pentium II Xeon Processor

Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu.

1999 : Intel Celeron Processor

Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.

1999 : Intel Pentium III Processor

Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.

1999 : Intel Pentium III Xeon Processor

Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan 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 Processor

Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 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 dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.

2001 : Intel Xeon Processor

Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula.

2001 : Intel Itanium Processor

Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction Computing ( EPIC ).

2002 : Intel Itanium 2 Processor

Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium

2003 : Intel Pentium M Processor

Chipset 855, dan Intel PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel Centrino. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana.

2004 : Intel Pentium M 735/745/755 processors

Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.

2004 : Intel E7520/E7320 Chipsets

7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces.

2005 : Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz

Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading.

2005 : Intel Pentium D 820/830/840

Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.

2006 : Intel Core 2 Quad Q6600

Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP )

2006 : Intel Quad-core Xeon X3210/X3220

Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP)

Generasi

Generasi 1 (Processor 8088 dan 8086)

Processor 8086 (1978) merupakan CPU 16 bit pertama Intel yang menggunakan bus sistem 16 bit. Tetapi perangkat keras 16 bit seperti motherboard saat itu terlalu mahal, dimana komputer mikro 8 bit merupakan standart. 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. Secara logika prosesor ini dapat diberi nama 8086SX. 8086 merupakan CPU pertama yang benar-benar 16 bit di keluarga ini.

Generasi 2 Processor 80286

286 (1982) juga merupakan prosessor 16 bit. Prosessor ini mempunyai kemajuan yang relatif besar dibanding chip-chip generasi pertama. Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah. 286 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. Tetapi anda tidak dapat berganti dari protected kembali ke real mode / mode riil tanpa mere-boot PC, dan sistem operasi yang menggunakan hal ini hanyalah OS/2 saat itu.

III.   Fungsi Processor

Fungsi Processor dalam komponen komputer sangat penting sekali, karena processor merupakan pusat pengendali dan memproses kerja sebuah komputer. Processor sendiri pada umumya hanya berfungsi untuk untuk memproses data yang di terima dari masukan atau input, kemudian akan menghasilkan keluaran atau output.

Fungsi Processor juga di gambarkan sebagai otak dari sebuah komputer itu sendiri, di mana setiap data akan melalui processor mengeluarkan atau output yang sepatutnya. Processor juga dikenal sebagai Central Processing Unit atau ringkasan CPU.

Processor hanya dapat mengenali bahasa mesin yaitu dengan notasi bilangan biner yang hanya berupa 2 angka saja yaitu 0 dan 1 (01010101). Bilangan biner merupakan notasi untuk perangkat elektronik di mana bilangan nol (0) menandakan tidak terdapat sinyal listrik dan bilangan satu (1) menandakan adanya sinyal listrik.

Pada awalnya fungsi processor hanya untuk pengolahan aritmatika saja, seperti  kalkulator pada saat ini. Namun sekarang ini processor telah bergeser fungsinya mengarah ke multimedia.

Fungsi dari processor adalah untuk memproses data yang di terima dari masukan (input), seterusnya akan menghasilkan keluaran (output). Semasa kerja memproses data tersebut, processor juga akan senantiasa berhubung dengan komponen komputer yang lain, terutamanya hard disk dan RAM. Ia juga digambarkan sebagai “otak” kepada komputer dimana setiap data akan memulai processor, ia juga di kenali sebagai Central Processing Unit atau ringkasannya CPU. Sebagai contoh, ketika anda taip alamat blog ini, maka processor akan menerima masukan tersebut dan berurusan dengan komponen – komponen komputer yang lain seperti RAM, HARDDISK, MOTHERBOARD, dan lain – lain komponen bagi menghasilkan keluaran / hasil yang anda kehendaki. Sekiranya processor tidak berfungsi, maka komponen – komponen komputer yang lain juga tidak dapat berfungsi.

IV.   Komponen Processor

1.  CONTROL UNIT

     CU (Control Unit) adalah bagian processor sebagai pengontrol untuk beberapa alat atau perangkat yang terpasang pada komputer, Karena sebagai pengontrol maka CU (Control Unit) menjalankan tugas sebagai berikut

·         Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output

·         Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama

·         Mengambil data dari memori utama jika data butuh proses

·         Mengirim instruksi ke ALU (Arithmatic Logic Unit) bila ada perhitungan aritmetika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU (Arithmatic Logic Unit)

 Menyimpan hasil proses ke memori utama.

2.  ARITHMATIC LOGIC UNIT

    ALU (Arithmatic Logic Unit) Merupakan komponen yang terdapat dalam komputer sebagai pusat semua perhitungan aritmetika dan logika. Dengan keahliannya menghitung maka ia ditugaskan sebagai berikut

- Melakukan semua perhitungan aritmetika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program

- Melakukan keputusan dari suatu operasi logika yang meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu

3.  REGISTER

  Register merupakan alat penyimpan yang ukurannya sangat kecil namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi, benda ini fungsinya hampir sama dengan RAM (Random Access Memory) yaitu sifat penyimpanannya hanya sementara. Jadi Register ini gunanya untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang di proses.Seperti itulah bagaian-bagian dalam processor dan melaksanakan tugasnya sesuai fungsinnya masing-masing.

V.         Prinsip kerja Processor

Bagaimana cara kerja processor dalam memproses sebuah aplikasi ?

Elemen pada processor. Processor terdiri dari dari 4 elemen yang melakukan operasi terhadap data, ke 4 elemen itu yaitu instruksi, petunjuk instruksi, beberapa register dan ALU (Arithmetic Logic Unit). Petunjuk instruksi akan memberi tahu processor dimana instruksi dari sebuah aplikasi diletakkan di memori.

Cara processor melakukan tugas : penunjuk instruksi mengarahkan fetch instruksi ke sebuah spot di memori yang menampung sebuah instruksi. Fetch kemudian menangkap instruksi tersebut dan memberikannya ke dekoder instruksi, kemudian mengamati instruksi tersebut dan menentukan langkah selanjutnya untuk melengkapi instruksi tersebut.

Cara kerja processor

ALU kemudian mengerjakan perintah yang diminta instruksi : menambah data, membagi data, atau memanipulasi data yang ada. Setelah processor menerjemahkan dan mengerjakan instruksi, unit kontrol memberitahukan fetch instruksi untuk menangkap instruksi berikutnya di memori. Proses ini berlangsung terus menerus, dari satu instruksi ke instruksi berikutnya, dalam suatu langkah yang rumit, untuk menciptakan hasil yang dapat dilihat di monitor.

Untuk meyakinkan semua itu berjalan dalam satu kesatuan waktu, bagian itu memerlukan suatu clock generator. Clock generator meregulasi setiap langkah yang dikerjakan processor. Seperti sebuah metronome, sebuah clock generator mengirim pulsa-pulsa elektrik untuk menentukan langkah yang harus dikerjakan processor. Pulsa tersebut diukur dalam jutaan langkah per detik, atau megahertz, yang dikenal sebagai ukuran kecepatan processor. Semakin banyak pulsa dibuat, semakin cepat kerja processor.

Bagaimana cara kerja processor dalam memproses banyak aplikasi ?

Untuk meningkatkan kinerja komputer, pembuat chip processor menempatkan sebuah arithmetic logic unit (ALU) di dalam processor. Secara teoritis ini berarti pemrosesan dapat dilakukan dua kali lebih cepat dalam satu langkah.

Sebagai tambahan multiple ALU, kemudian diintegrasikan Floating Point Unit ke dalam processor. FPU ini menangani angka dari yang paling besar hingga yang paling kecil (yang memiliki banyak angka di belakang koma). Sementara FPU menangani kalkulasi semacam itu, ALU menjadi bebas untuk melakukan tugas lain dalam waktu yang bersamaan, untuk meningkatkan kinerja.

Processor juga menambah kecepatan pemrosesan instruksi dengan melakukan pipelining instruksi, atau menjalankan instruksi secara paralel satu dengan lainnya. Eksekusi dari sebuah instruksi memerlukan langkah yang terpisah, sebagai contoh, fetching dan dekoding sebuah instruksi. Sebenarnya processor harus menyelesaikan sebuah instruksi secara keseluruhan sebelum melanjutkan ke instruksi berikutnya. Sekarang sirkuit yang berbeda menangani langkah yang terpisah tersebut.

Begitu sebuah instruksi telah selesai dalam satu langkah untuk dilanjutkan ke langkah berikutnya, transistor yang mengerjakan langkah pertama bebas untuk mengerjakan instruksi berikutnya, sehingga akan mempercepat kerja pemrosesan.

Sebagai tambahan untuk meningkatkan kinerja processor adalah dengan memprediksi cabang-cabang instruksi, yaitu memperkirakan lompatan yang akan dilakukan sebuah program dapat dilakukan; eksekusi secara spekulatif, yaitu mengeksekusi cabang instruksi yang ada di dapat; dan penyelesaian tanpa mengikuti urutan, yakni kemampuan untuk menyelesaikan sebuah seri instruksi tidak berdasarkan urutan normal.