Prosessor Device

Assalamualaikum wr.wb

ini adalah materi kelompok saya yang membahas tentang Prosessor Device (Piranti Proses), dibuat karena untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Pengantar Teknologi Informasi. Kalian bisa unduh disini. Semoga bermanfaat

http://www.4shared.com/rar/p3M2rz1hba/Prosessor_Device_IF_D.html

(PROCESSOR)

2.1  Pengertian Prosesor

Prosesor atau lebih dikenal dengan Central Processing Unit ( CPU ) merupakan otaknya komputer. Fungsi Processor adalah menjalankan program-program yang disimpan dalam memori utama (main memory) dengan cara mengambil instruksi, menguji instruksi tersebut, dan menjalankaninstruksi satu demi satu atau fungsinya adalah menghitung, melakukan operasi logika, mengelola aliran data dengan membaca aliran data dengan membaca instruksi dari memori dan mengeksekusinya. Pada komputer mikro unit pemrosesan ini disebut denganmicro-processor (pemroses mikro) atau processor yang berbentuk chip yang terdiri dari ribuan sampai jutaan IC.

2.2  Sejarah Prosesor

Mikroprosesor yang pertama kali diciptakan yaitu Intel 4004 yang diperkenalkan pada tahun 1971.Prosesor ini sangat sederhana,hanya bisa melakukan operasi sebesar 4 bit perwaktu.Aplikasi prosesor ini adalah untuk menyusun kalkulator elektronik portable.

Mikroprosesor yang pertama kali digunakan untuk komputer rumah adalah Intel 8080 yang diperkenalkan pertama kali pada tahun 1974.Prossesor ini berukuran 8 bit.Digunakan pertama kali pada Kit Altair.Kit buatan MITS yang diperkenalkan pada tahun 1975 inilah yang dianggap sebagai cikal bakal komputer personal yang pertama.Namun yang dinamakan PC seperti yang sekarang diperkenalkan pertama kali oleh IBM pada tahun 1982,yang disebut IBM PC.Komputer ini menggunakan prosesor Intel 8088 yang sebenarnya telah diperkenalkan pada tahun 1979.

Mikroprosesor yang digunakan pada PC dari waktu ke waktu juga berubah.Secara kronologis,prosesor-prosesor yang digunakan sampai pada akhir tahun 2002 adalah 8088,80286,80386,80486,Pentium,Pentium II,Pentium III,dan Pentium IV.Sebagai bahan pertimbangan,prosesor Pentium 4 mempunyai kecepatan 5000 kali lebih cepat daripada prosesor 8088.

Nama	Tahun	Transistor     (ribu)	Kecepatan  Clock	Lebar  Data  (Bit)	Lebar Bus(bit)	Lebar Bus Alamat(bit)	MIPS
8080	1974	6	2 Mhz	8	8	20	0,64
8088	1979	29	5 Mhz	16	8	20	0,33
80286	1982	134	6 Mhz	16	16	24	1
80386	1985	275	16 Mhz	32	32	32	5
80486	1989	1.200	25 Mhz	32	32	32	20
Pentium	1993	3.100	60 Mhz	32	64	32	100
Pentim II	1997	7.500	233Mhz	32	64	36	~300
Pentium III	1999	9.500	450 Mhz	32	64	36	~510
Pentium IV	2000	42.000	1.5 Ghz	32	64	36	~1,700

Beberapa hal yang perlu diketahui tentang tabel diatas:

• Tahun menyatakan tahun saat prosesor dirilis pertama kali.Perlu diketahui,umumnya proesor dengan   nama yang sama dikembangkan beberapa kali.Sebagai contoh,kecepatan Pentium 4 ketika pertama kali dipublikasikan adalah 1,5 Ghz tetapi pada akhir tahun 2002 telah mencapai di atas 2 Ghz.
• Transistor menyatakan jumlah transistor yang terkandung dalam sebuah cip.
• Kecepatan clock menyatakan jumlah pulsa yang dapat di bangkitkan oleh clock yang memicu prosesor
• Lebar data menyatakan lebar dari ALU ( bagian dalam prosesor yang menangani pemrosesan aritmetik dan logika).
• MIPS (Millions of Intructions Per Second) menyatakan jumlah jutaan instruksi perdetik yang dapat ditangani oleh proesor.

Macam – macam Prosesor

Di Indonesia kita tahu ada 2 jenis processor yang paling digemari oleh masyarakat, yaitu INTEL dan AMD. Hal ini memang tidak lepas dari kehandalan kedua processor tersebut dari segi performa dan kualitas. Dan sudah dibuktikan oleh masarakat. Namun kali ini akan berbagi lebih banyak informasi mengenai jenis processor, yaitu :

1. INTEL
   

Merupakan sebuah processor buatan Intel Corporation. Masyarakat pasti tidak meragukan lagi dengan yang satu ini. Awal dibuat pada tahun 1968 yang mempunyai kelebihan sebagai berikut :

• lebih tahan terhadap panas
• Mempunyai turbo bost yang berguna untuk meningkatkan performa dan kecepatan. Seperti pada  jenis Core I3, I5 dan I7.
• Memiliki brand alias nama yang sudah lebih dulu dikenal masyarakat, sehingga mempunyai daya jual yang tinggi.

2.  AMD

AMD adalah kependekan dari Advanced Micro Device Inc. Merupakan pesaing utama intel.  Processor jenis ini banyak diminati oleh penghobi game. Karena ada salah satu produknya yang dilengkapi dengan VGA Ati Radeon. Jika dibanding dengan intel, konsumsi daya AMD lebih besar, sehingga lebih boros listrik.

3. ARM

Mungkin anda jarang atau belum pernah mendengar jenis processor ini, karena memang sebagian besar digunakan pada perangkat Handpone, music player dan router.

4. CYRIX

Diproduksi pertama pada tahun 1988. Mempunyai fitur kecepatan yang cukup optimal dan juga suhu kerja yang rendah. Namun secara kwalitas, masih dibawah intel dan AMD.

5. TRANSMETA

Awal diproduksi tahun 1995. Keunggulannya yaitu membutuhkan daya yang lebih sedikit, harga yang lebih murah dan tidak cepat panas.

6. VIA

Pertama kali diproduksi tahun 1987 oleh Negara Taiwan. Dan lebih difokuskan untuk menjalankan perangkat yang lebih ringan dan relative kecil.

7. CENTAUR

Dibuat pada tahun 1995 oleh Glen Henry dkk. Namun kemampuna processor ini masih kalah dibanding diatas.

2.4 Komponen Mikroprosesor ( Prosesor )

Processor terdiri dari tiga komponen, yaitu :

1. Control Unit (CU), berfungsi mengendalikan operasi yang dilaksanakan sistem komputer.

Conrtol Unit, mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer, kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan  pada  alat  output.  Mengartikan  instruksi-instruksi dari program komputer. Membawa data dari alat input ke memori utama. Mengambil data dari memori utama untuk diolah. Mengirim instruksi ke ALU jika ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika.  Membawa  hasil  pengolahan  data  kembali  ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.

2. Arithmetic Logical Unit (ALU), berfungsi melakukan operasi aritmatika dan logika.

Unit Aritmatika dan Logika, atau Arithmetic Logic Unit (ALU), adalah alat yang melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder juga melakukan keputusan  dari  suatu  operasi  logika  sesuai  dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua  operand  dengan  menggunakan  operator  logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (≠),
kurang dari (<), kurang atau sama dengan (≤), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (≥)  ALU juga dapat melakukan pelaksanaan arimatika (pengurangan, penambahan dan semacamnya), pelaksanaan logis ( AND, OR,   NOT), dan pelaksanaan perbandingan(membandingkan dua slot dengan kesetaraan).

3. Register-register, berfungsi sebagai memori utama yang bekerja sangat cepat sebagai tempat operan-operan dari operasi yang akan dilakukan.Register yang memiliki fungsi Alat penyimpanan kecil dengan kecepatan akses cukup tinggi, yg digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses, masih disimpan di dalam memori utama. Banyak register dalam CPU, masing-masing sesuai dengan fungsinya yaitu :
4. Instruction Register ( IR )

Digunakan  untuk  menyimpan  instruksi  yang sedang diproses.

2. Program Counter ( PC )

Digunakan untuk menyimpan alamat lokasi dari memori  utama  yang  berisi  instruksi  yang  sedang diproses. Selama pemrosesan instruksi, isi PC diubah menjadi  alamat  dari  memori  utama  yang  berisi instruksi berikutnya.

3. General Purpose Register

Punya  kegunaan  umum  yang  berhubungan dengan  data  yang  sedang  diproses.  Contoh,  yang digunakan untuk menampung data disebut operand register, untuk menampung hasil disebut accumulator.

4. Floating Point unit

Floating point atau bilangan titik mengambang, adalah sebuah bilangan yang dapat digunakan untuk menggambarkan sebuah nilai yang sangat besar atau sangat kecil (bilangan pecahan desimal atau bilangan yang memiliki koma dan pangkat).Bilangan ini dapat direpresentasikan menjadi dua bagian, yakni bagian mantisa dan bagian eksponen (E). Bagian mantisa menentukan digit dalam angka tersebut, sedangkan eksponen menentukan nilai berapa besar pangkat pada bagian mantisa tersebut (jarak dari posisi titik desimal). Untuk memudahkan pengertiannya, berikut ini contohnya:

Contoh 1.

Misalkan terdapat sebuah bilangan 7052000000 maka bilangan ini dapat

dituliskan dalam bentuk bilangan floating point: 7052E6 yang secara matematis artinya: 7052 x 10⁶Bagian mantisanya adalah 7052 bagian eksponennya adalah E6

Contoh 2.

Misalkan terdapat sebuah bilangan 0.00000944 maka bilangan ini dapat

dituliskan dalam bentuk bilangan floating point: 944E-5 yang secara matematis artinya: 944 x 10^-5

Bagian mantisanya adalah 944 bagian eksponennya adalah E-5

Prosesor-prosesor sederhana umumnya hanya memiliki unit aritmatika dan logika, serta unit kontrol yang beroperasi pada dasar bilangan bulat (integer) saja. Untuk menghitung bilangan atau nilai floating point dapat dilakukan dengan bantuan software (perangkat lunak) sehingga operasinya menjadi lambat.

Melihat kenyataan ini sebenarnya diperlukan unit khusus atau sebuah prosesor tambahan yang digunakan untuk kalkulasi atau memproses bilangan floating point. Unit khusus untuk memproses bilangan floating point ini disebut unit titik mengambangatau Floating Point Unit (FPU).

Prosesor-prosesor Intel x86 sebelum Intel 80486 memiliki FPU yang terpisah, berada di luar prosesor, berbentuk sebuah chip yang dinamakan Math co-processor. Math co-processor inilah yang bertugas khusus mengolah bilangan floating point.Prosesor Intel 80486 atau setelahnya (misalnya Intel Pentium dan setelahnya) memiliki FPU internal yang berada di dalam prosesor itu sendiri, sehingga kinerjanya pun menjadi semakin tinggi. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa FPU adalah sebutan untuk unit pemroses di dalam mikroprosesor yang bertugas menangani bilangan mengambang (floating point). FPU memegang peranan penting dalam sebuah prosesor. FPU digunakan sebagian besar permainan komputer (game), spreadsheet (program tabel berlajur atau untuk kepentingan lainnya).

5. Cache (L1, L2. L3[optional])

Cache adalah memory berukuran kecil yang sifatnya temporary (sementara). Walaupun ukuran filenya sangat kecil, namun keceptannya sangat tinggi. Dalam terminologi hardware, istilah ini biasanya merujuk pada memory berkecepatan tinggi yang menjembatani aliran data antara processor dengan memory utama (RAM) yang biasanya memiliki kecepatan jauh lebih rendah. Cache berfungsi untuk mempercepat akses data pada komputer karena cache menyimpan data/informasi yang telah diakses oleh suatu buffer, sehingga meringankan kerja processor.

Kecepatan cache memory

Transfer data dari L1 cache ke prosesor terjadi paling cepat dibandingkan L2 cache maupun L3 cache (bila ada). Kecepatannya mendekati kecepatan register. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Secara fisik L1 cache tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. L1 cache adalah lokasi pertama yang diakses oleh prosesor ketika mencari pasokan data. Kapasitas simpan datanya paling kecil, antara puluhan hingga ribuan byte tergantung jenis prosesor. Pada beberapa jenis prosesor pentium kapasitasnya 16 KB yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu 8 KB untuk menyimpan instruksi, dan 8 KB untuk menyimpan data.

Transfer data tercepat kedua setelah L1 cache adalah L2 cache. Prosesor dapat mengambil data dari cache L2 yang terintegrasi (on-chip) lebih cepat dari pada cache L2 yang tidak terintegrasi. Kapasitas simpan datanya lebih besar dibandingkan L1 cache, antara ratusan ribu byte hingga jutaan byte, ada yang 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB, bahkan 8 MB, tergantung jenis prosesornya. Kapasitas simpan data untuk L3 cache lebih besar lagi, bisa ratusan juta byte (ratusan mega byte).

6. I/O Management Data

Unit Input/Output (I/O) adalah bagian dari sistem mikroprosesor yang digunakan oleh mikroprosesor itu untuk berhubungan dengan dunia luar.
Unit input adalah unit luar yang digunakan untuk memasukkan data dari luar ke dalam mikroprosesor ini.
Unit output biasanya digunakan untuk menampilkan data, atau dengan kata lain untuk menangkap data yang dikirimkan oleh mikroprosesor.

Komponen-komponen itu dihubungkan oleh sebuah bus. Bus ada tiga macam yaitu :Bus Alamat (Addres Bus), Bus Data (Data Bus), Bus Kendali (Control Bus).

1. Data Bus

Adalah jalur‐jalur perpindahan data antar modul dalam sistem komputer. Karena pada suatu saat tertentu masing‐masing saluran hanya dapat membawa 1 bit data, maka jumlah saluran menentukan jumlah bit yang dapat ditransfer pada suatu saat. Lebar data bus ini menentukan kinerja sistem secara keseluruhan. Sifatnya bidirectional, artinya CPU dapat membaca dan menirma data melalui data bus ini. Data bus biasanya terdiri atas 8, 16, 32, atau 64 jalur paralel.

1. Address Bus

Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 20, 24, atau 32 jalur paralel.

1. Control Bus

Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 samapai 10 jalur paralel.

Processor dapat dibedakan dari perbedaan jumlah data bus-nya. Misalnya pada processor 8 bit, itu berarti processor tersebut memiliki 8 data bus.