Mikro Prosesor, Arsitektur Komputer dan Desain CPU

Mikro Prosesor

Apa itu mikro prosesor?

Sebuah mikroprosesor (sering dituliskan: µP atau uP) adalah sebuah central processing unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor.

Sebelum berkembangnya mikroprosesor, CPU elektronik terbuat dari sirkuit terintegrasi TTL terpisah; sebelumnya, transistor individual; sebelumnya lagi, dari tabung vakum. Bahkan telah ada desain untuk mesin komputer sederhana atas dasar bagian mekanik seperti gear,shaft, lever, Tinkertoy, dll.

Evolusi dari mikroprosesor telah diketahui mengikuti Hukum Moore yang merupakan peningkatan performa dari tahun ke tahun. Teori ini merumuskan bahwa daya penghitungan akan berlipat ganda setiap 18 bulan, sebuah proses yang benar terjadi sejak awal 1970-an sebuah kejutan bagi orang-orang yang berhubungan. Dari awal sebagai driver dalam kalkulator, perkembangan kekuatan telah menuju ke dominasi mikroprosesor di berbagai jenis komputer; setiap sistem dari mainframe terbesar sampai ke komputer pegang terkecil sekarang menggunakan mikroprosesor sebagai pusatnya.

Jadi, prosesor mikro adalah suatu komponen yang berbentuk chip IC (Integrated Circuit) yang terdiri dari beberapa rangkaian yaitu ALU (Arithmatic Logic Unit), CU ( Control Unit), dan Register. Mikroprosesor juga disebut juga sebagai CPU (Central Processing Unit) dan merupakan komponen yang sangat penting di dalam sistem komputer. Mikroprosesor berfungsi sebagai pusat untuk memproses data di dalam sistem komputer.

Bagian terpenting dari prosesor terbagi menjadi 3 yaitu :

• Aritcmatics Logical Unit (ALU), adalah alat yang melakukan pelaksanaan dasar seperti pelaksanaan aritmatika (tambahan, pengurangan, dan semacamnya), pelaksanaan logis (AND, OR, NOT), dan pelaksanaan perbandingan (misalnya, membandingkan isi sebanyak dua slot untuk kesetaraan). Pada unit inilah dilakukan "kerja" yang nyata;
•  Control Unit (CU), merupakan suatu alat pengontrolan yang berada dalam komputer yang memberitahukan unit masukan mengenai jenis data, waktu pemasukan, dan tempat penyimpanan didalam primary storage. Control unit juga bertugas memberitahukan kepada arithmatic logic unit mengenai operasi yang harus dilakukan, tempat data diperoleh, dan letak hasil ditempatkan Perangkat-perangkat alat proses bersertaperlengkapan;
• Memory Unit (MU), merupakan bagian dari processor yang menyimpan alamat-alamat register data yang diolah oleh ALU dan CU.

Sejarah Perkembangan Mikroprocessor 

• 1971: 4004 Microprocessor : pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel, microprocessor 4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati.
• 1972: 8008 Microprocessor : pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali lipat dari pendahulunya yaitu 4004.
• 1974: 8080 Microprocessor : menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan
• 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)

Berikut  ini adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :

1. Ukuran bus data internal (internal data bus size): Jumlah saluran yang terdapat dalam mikroprosesor yang menyatakan jumlah bit yang dapat ditransfer antar komponen di dalam mikroprosesor.
2. Ukuran bus data eksternal (external data bus size): Jumlah saluran yang digunakan untuktransfer data antar komponen antara mikroprosesor dan komponen-komponen di luar mikroprosesor.
3. Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
4. Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
5. Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.

Faktor lain yang mempengaruhi kecepatan adalah :

•  Dual-Core mampu memproses beberapa aplikasi secara paralel. Dengan Hyper-Threading, beberapa tugas dijalankan melalui satu arus, tapi dengan dual-core, tugas-tugas ini dipisah menjadi dua arus dan tiap arus diproses sendiri-sendiri.
• Hyper-Threading (HT) memungkinkan 2 pekerjaan untuk dijalankan pada saat yang sama (paralel). Dengan HT, anda bisa menjalankan beberapa aplikasi sekaligus tanpa merasakan lagging/lamban.
• L2 Cache: memori kecepatan tinggi tempat menyimpan data yang sering dipakai oleh CPU. RAM juga memori tetapi aksesnya lebih lamban. PC dengan L2 Cache yang besar memungkinkan lebih banyak data yang bisa diakses dari memori ini sehingga keseluruhan sistem bekerja lebih cepat. Cache ini disebut juga secondary cache dan mempunyai chip sendiri; sedangkan primary cache biasanya didalam CPU itu sendiri. Ukurang cache ada yang 512Kb sampai 2Mb atau lebih.
• Front Side Bus: Mempengaruhi kecepatan data transfer dari CPU ke RAM dan graphics card dan sebaliknya. PC dengan FSB yang tinggi cocok untuk games dan digital media.
• Execute Disable Bit: Menurunkan ancaman sekuriti dari virus seperti memory buffer overflow dimana aplikasi anti-virus tidak bisa menanggulangi.
• Enhanced Intel SpeedStep: Menyediakan kemampuan yang maksimal jika diperlukan dan mengurangi jika tidak. Lebih sering dipakai di laptop atau notebook untuk mengirit penggunaan listrik dari baterai.
• Extended Memory 64 (64-bit): Sistem dengan 32-bit CPU mempunyai maksimum kapasitas 4GB untuk RAM. Untuk menjalankan aplikasi yang besar dan memerlukan memori lebih besar dari 4GB, data extra akan ditulis di hard-disk sehingga memperlambat prosesnya.

Jenis-jenis Processor :

• Socket, yaitu berbentuk kotak persegi yang terdapat pin (kaki) konektor;
• Slot, yaitu berbentuk batangan yang ditancapkan pada port yang khusus disediakan untuk processor model slot. Pada umumnya processor jenis slot banyak ditemukan untuk komputer Pentium II dan Pentium III.

Sumber :

• http://id.wikipedia.org/wiki/Mikroprosesor

Arsitektur Komputer

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll.

Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya.

Arsitektur komputer ini paling tidak mengandung 3 sub-kategori:

• Set instruksi (ISA)
• Arsitektur mikro dari ISA, dan
• Sistem desain dari seluruh komponen dalam perangkat keras komputer ini.

Tingkatan Dalam Arsitektur Komputer

Ada sejumlah tingkatan dalam konstruksi dan organisasi sistem komputer. Perbedaan paling sederhana diantara tingkatan tersebut adalah perbedaan antara hardware dan software.

Tingkatan Dasar Arsitektur Komputer

Pada tingkatan ini Hardware sebagai tingkatan komputer yang paling bawah dan paling dasar, dimana pada hardware ini “layer” software ditambahkan. Software tersebut berada di atas hardware, menggunakannya dan mengontrolnya. Hardarwe ini mendukung software dengan memberikan atau menyediakan operasi yang diperlukan software.

Multilayerd Machine

Tingkatan dasar arsitektur komputer kemudian dikembangkan dengan memandang sistem komputer keseluruhan sebagai “multilayered machine” yang terdiri dari beberapa layer software di atas beberapa layer hardware.

1. CPU (Central processing Unit), yang mengendalikan semua unit sistem komputer yang lain dan mengubah input menjadi output.
2. Unit Input, memasukkan data ke dalam primary storage
3. Secondary storage (penyimpanan sekunder), menyediakan tempat untuk menyimpan program dan data saat tidak digunakan
4. Unit Output, mencatat hasil pengolahan

Peralatan Input

Perangkat input merupakan peralatan yang dapat digunakan untuk menerima data yang akan diolah ke dalam komputer. Perangkat ini yang digunakan oleh pengguna untuk melakukan interaksi dengan komputer agar komputer melaksanakan perintah yang diberikan oleh penggunanya. Prinsip kerja yang dilakukan perangkat input adalah merubah perintah yang dapat dipahami oleh manusia kepada bentuk yang dipahami oleh komputer (machine readable form), ini berarti mengubahkan perintah dalam bentuk yang dipahami oleh manusia kepada data yang dimengerti oleh komputer yaitu dengan kode-kode binary (binary encoded information).

Pemrosesan Pusat dan Penyimpanan Sekunder

CPU atau satuan merupakan tempat pemrosesan instruksi-instruksi program. Pada komputer mikro, processor ini disebut  microprocessor. CPU terdiri dari dua bagian utama, yaitu unit kendali ( control unit) dan unit Aritmatika dan logika (arithmethic logic unit). Disamping dua bagian utama tersebut, CPU mempunyai beberapa simpanan yang berukuran kecil yang disebut register.

Penyimpanan sekunder (secondary storage)

Penyimpanan sekunder (juga dikenal sebagai memori eksternal atau penyimpanan tambahan), berbeda dari penyimpanan utama dalam hal itu tidak langsung dapat diakses oleh CPU. Komputer biasanya menggunakan input / saluran output untuk mengakses penyimpanan sekunder dan transfer data yang diinginkan dengan menggunakan daerah menengah dalam penyimpanan utama. Penyimpanan sekunder tidak kehilangan data bila perangkat dimatikan-itu adalah non-volatile. Per unit, itu biasanya juga dua lipat lebih murah dari penyimpanan utama. Akibatnya, sistem komputer modern biasanya memiliki dua perintah besarnya lebih penyimpanan sekunder dari penyimpanan primer dan data disimpan untuk waktu yang lebih lama disana.

 Peralatan Output

Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara.

Output yang dihasilkan dari pemroses dapat digolongkan menjadi empat bentuk, yaitu tulisan (huruf, angka, simbol khusus), image (dalam bentuk grafik atau gambar), suara, dan bentuk lain yang dapat dibaca oleh mesin (machine-readable form). Tiga golongan pertama adalah output yang dapat digunakan langsung oleh manusia, sedangkan golongan terakhir biasanya digunakan sebagai input untuk proses selanjutnya dari komputer.

Peralatan output dapat berupa:

• Hard-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk mencetak tulisan dan image pada media keras seperti kertas atau film.
• Soft-copy device, yaitu alat yang digunakan untuk menampilkan tulisan dan imagepada media lunak yang berupa sinyal elektronik.
• Drive device atau driver, yaitu alat yang digunakan untuk merekam simbol dalam bentuk yang hanya dapat dibaca oleh mesin pada media seperti magnetic disk atau magnetic tape. Alat ini berfungsi ganda, sebagai alat output dan juga sebagai alat input.

Sumber :

• http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_komputer

Desain CPU

Processor merupakan pengolah utama dari komputer, dan merupakan bagian dari Central Processing Unit(CPU). Melakukan proses data dengan berbagai perangkat pendukung. Alat ini digunakan sebagai pusat atau otak dari komputer yang berfungsi untuk melakukan perhitungan dan menjalankan tugas. Oleh karena itu processor menjadi tolok ukur setiap komputer. Beberapa processor yang terkemuka adalah produk-produk Intel, AMD, Celleron dan lain-lain.

Processor atau yang lebih dikenal dengan sebutan CPU (Central Processing Unit), merupakan bagian dari komputer yang berfungsi sebagai pusat untuk memproses segala sesuatu yang akan dilakukan oleh komputer. Boleh dikatakan bahwa processor merupakan otak dari sebuah komputer. Apapun aktivitas yang dilakukan oleh komputer, yang memprosesnya adalah processor.

Fungsi sebuah processor dalam komputer sangatlah penting, karena processor merupakan pusat untuk mengontrol dan memproses kerja sebuah komputer. Sebagai contoh fungsi dari processor adalah ketika Anda hendak menjalankan sebuah aplikasi seperti memutar lagu pada sebuah player seperti Winamp. Pertama-tama tentunya Anda akan mengklik icon Winamp untuk memainkan lagu yang Anda inginkan. Ketika Anda klik Winamp, mouse memberikan sinyal kepada komputer Anda melalui kabel mouse menuju mainboard Anda. Kemudian mainboard melalui jalur khusus, sinyal tersebut diteruskan melalui sebuah jalur BUS yang akan menuju ke Memori Utama, setelah diregister di memori utama, baru kemudian diteruskan menuju Processor untuk diolah sinyal yang dikirimkan tersebut. Setelah processor memproses sinyal tersebut (pengecekan request sinyal tersebut dapat dipenuhi atau tidak), processor akan mengirimkan sinyal kembali kepada komponen-komponen lainnya yang diperlukan untuk menjalankan program Winamp tersebut (seperti harddisk, memory dan sebagainya). Barulah program Winamp akan tampil di monitor Anda.

Processor hanya dapat mengenali instruksi dengan notasi bilangan Biner (ex.01010001010). Merupakan notasi untuk perangkat elektronik dimana bilangan NOL (0) menandakan tidak terdapat sinyal listrik, dan bilangan SATU (1) menandakan adanya sinyal listrik. Tentunya urutan proses tersebut tidak dapat dibayangkan hanya sekejap mata saja, karena kecepatan processor yang dapat mencapai 3,2 GHz (3200 Juta getaran perdetik), jadi prosesnya sangat cepat hanya sepersekian mili detik saja.

Prosesor berfungsi seperti kalkulator, hanya saja dengan kemampuan pemrosesan data yang jauh lebih besar. Fungsi utamanya adalah melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data.

Data tersebut diambil dari memori atau diperoleh dari alat input yang dioperasikan oleh operator seperti papan ketik (keyboard), mouse dan lainnya. Kerja prosesor ini dikontrol oleh sekumpulan instruksi software. Software tersebut diperoleh atau dibaca dari media penyimpan seperti harddisk, disket, CD, dan lainnya. Kemudian instruksi-instruksi tadi disimpan dalam RAM. Setiap instruksi diberi alamat unik yang disebut alamat memori. Untuk selanjutnya, processor akan mengakses data-data yang ada pada RAM, dengan cara menentukan alamat data yang dikehendaki

Unit Processor berfungsi sebagai "otak" dan "Badan" dari sistem komputer yang bertugas memproses instruksi program, menghubungkan serta mengatur lalu lintas data pada seluruh sistem.

Komponen penyusun unit processor terdiri atas:

1. Processor
2. Motherboard
3. Memory
4. Power Supply
5. Casing

Processor atau CPU (Central Processing Unit) merupakan otak dari komputer yang melakukan pemerosesan dan operasi perhitungan dan logika terhadap instruksi program yang diberikan ke komputer.

Chip processor dibuat dari keping silikon murni sebesar kuku jari berisi rangkaian terintegrasi dari ribuan hingga jutaan transistor yang mengimplementasikan fungsi dari processor. Rangkaian processor dihubungkan dengan kaki-kaki yang terdapat di bawah chip untuk jalur komunikasi sinyal masuk dan keluar dari rangkaian.

Kinerja dari setiap jenis processor bervariasi dan dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut:

• Kecepatan Clock
• Lebar register/data bus internal
• Lebar data bus eksternal
• Kapasitas cache memori (L1 dan L2)

Menurut sejarah, processor telah banyak mengalami revolusi/perubahan, baik dari segi bentuk/arsitektur, fungsi dan juga kecepatan. Dari jaman processor keluaran Intel yaitu processor Intel 4004 (Generasi awal tapi bukan yang pertama) hingga saat ini yaitu Intel Core 2 Processor. Perbedaannya tentu sangat-sangat jauh baik dari segi bentuk, fungsi dan kecepatan. Intel 4004 memiliki clock speed sebesar 108KHz, jumlah transistor 2300, belum terdapat cache, bus speed 108 KHz, dan berfungsi untuk manipulasi aritmatika dasar. Processor Intel Core 2 Processor memiliki clock speed sebesar 3,2 GHz, jumlah transistor sebanyak 820 juta, cache sebesar 12 MB, bus speed 1600 MHz, dan memiliki fungsi yang sangat kompleks untuk multimedia, komputasi dan sebagainya (fungsi komputer saat ini).

Definisi Processor

Merupakan bagian utama dari computer karena processor berfungsi untuk mengatur semua aktivitas yang ada pada computer. Satuan kecepatan dari processor adalah MHz ( Mega Hertz ) atau GHz ( 1000 MegaHertz ), dimana semakin besar nilainya semakin cepat proses eksekusi pada computer. Processor dapat kita analogikan sebagai otak dari computer. Hardware ini berfungsi untuk melakukan segala macam proses dalam system computer. Sehingga processor sangat menentukan kecepatan dan performa system computer.

Cara Kerja Processor

Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama sekali diletakkan di RAM (melalui Input-storage); apabila berbentuk instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila berbentuk data ditampung di Working-storage). Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi tersebut ditampung Working-storage untuk ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register). Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil pengolahan akan ditampilkan ke output-devices. di Program Counter.

Langkah-langkah yang dilakukan dalam suatu proses desain CPU:

1. Mendeskripsikan RTN : pada tahap ini setiap instruction set didefinisikan secara jelas dengan menggunakan register transfer notation.
2. Menentukan Data Path : koleksi/kumpulan register tambahan dan register penghubung yang diperlukan dalam proses pengeksekusian suatu instruksi, yang termasuk dalam instruction set, secara keseluruhan. Pada tahap menentukan data path ini, penggunaan RTN akan sangat diperlukan untuk menjelaskan langkah-langkah yang terjadi dalam proses pengeksekusian masing-masing instruksi. Pada tahap ini kita juga harus membuat asumsi tentang bagaimana komponen-komponen hardware bekerja. Kumpulan asumsi-asumsi yang dibuat akan dijadikan spesifikasi bagi disain logika dari perangkat keras data path.
3. Mendesain perangkat keras, sesuai dengan spesifikasi data path : untuk melaksanakan tahap ini, desainer harus memikirkan sinyal-sinyal kontrol yang harus di-generate agar suatu langkah dalam urutan proses pengeksekusian suatu instruksi dapat berlangsung, seperti "strobe" untuk me-load register ke bus, dsb.
4. Membuat Control Unit : membuat Control Unit yang akan menghasilkan dan mengatur sinyal-sinyal kontrol dalam urutan yang tepat sehingga langkah-langkah dalam urutan proses pengeksekusian instruksi dapat berlangsung dengan benar.

Hal yang harus dipahami dan diingat dengan baik dalam keseluruhan proses desain CPU adalah bahwa setiap langkah menghasilkan spesifikasi-spesifikasi yang harus dipenuhi pada langkah selanjutnya.

Konsep awal yang sangat penting adalah perbedaan antara abstract RTN dan concreate RTN:

• Abstarct RTN menjelaskan perubahan pada programmer-visible registers yang disebabkan oleh pengeksekusian suatu instruksi.
• Concreate RTN menjelaskan secara detail langkah-langkah register transfer yang terjadi pada data path sehingga menghasilkan perubahan pada programmer-visible registers secara keseluruhan.

Unit kerja dari suatu abstract RTN adalah eksekusi instruksi, sementara langkah-langkah pada concreate RTN berhubungan dengan pulsa clock prosesor.

Sumber :

• http://arkom.isiomas.com/index.php?itemid=4