CENTRAL PROSESOR UNIT (CPU)

CPU (Central Prosesing Unit)

CPU singkatan dari Central Prosesing Unit adalah perangkat komputer yang berfungsi untuk menerima dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Perangkat lunak ini yang biasa kita sebut dengan prosesor. Bisa di bilang kalau CPU itu adalah otak dari computer itu sendiri. Microprosesor adalah CPU yang di produksi dalam sirkuit terpadu tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an, microprosesor umum di gunakan menjadi aspek terpenting dalam penerapan CPU. Unit Pemproses Pusat atau CPU ( central processing unit) berperanan untuk memproses arahan, melaksanakan pengiraan dan menguruskan laluan informasi menerusi system komputer. Unit atau peranti pemprosesan juga akan berkomunikasi dengan peranti input , output dan storan bagi melaksanakan arahan-arahan berkaitan.

Dalam arsitektur von Neumann yang asli, ia menjelaskan sebuah Unit Aritmatika dan Logika, dan sebuah Unit Kontrol. Dalam komputer-komputer modern, kedua unit ini terletak dalam satu sirkuit terpadu (IC – Integrated Circuit), yang biasanya disebut CPU (Central Processing Unit).

Control Unit (CU)

Unit control ini adalah bagian dari prosesor yang mampu mengatur ajalannya program. Komponen ini terdapat dalam smua CPU. CPU bertugas mengontrol computer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya, termasuk dalam tenggung jawab. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah microprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol (control store). Beberapa word dari microprogram dipilih oleh microsequencer dan bit yang datang dari word-word tersebut akan secara langsung mengontrol bagian-bagian berbeda dari perangkat tersebut, termasuk di antaranya adalah register, ALU, register instruksi, bus dan peralatan input/output di luar chip.

Pada komputer modern, setiap subsistem ini telah memiliki kontrolernya masing-masing, dengan CU sebagai pemantaunya (supervisor).Unit control juga mengambil intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada intruksi untuk perhitungan artimatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim intruksi tersebut ke ALU (Aritmathic Logic Unit). Hasil dari pengolahan data di bawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk di simpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.

 Secara umum, proses di dalam control unit dapat diurutkan sebagai berikut:

1. Fetch        : Mengambil dan membaca masukan yang berupa kode operasi suatu instruksi, maupun sinyal status/flag.
2. Decode     : Mendekodekan masukan masukan tersebut sehingga didapatkan mikroinstruksi yang merupakan control word.
3. Excecution: Mengalirkan control word pada control bus sehingga instruksi akan dieksekusi

Dengan demikian kita dapat menyimpulkan bermacam-macam tugas dari CU,diantaranya :

a.       Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output;

b.      Mengambil intruksi-intruksi dari memory utama;

c.       Mengambil data dari memory utama untuk di proses;

d.      Mengirim intruksi ke ALU, bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika;

e.       Mengawasi kerja dari ALU;

f.       Menyimpan hasil proses ke memory utama.

Aritmatika Logical Unit (ALU)

Aritmatika Logical Unit atau bisa di singkat ALU merupakan sebuah unit penalaran secara logis dari sebuah mikroprosesor yang berfungsi untuk melakukan operasi hitung aritmatika dan logika. ALU sering juga di sebut sebagai mesin bahasa (machine language) karena bagian ini mengerjakan intruksi-intruksi bahasa mesin yang diberikan kepadanya. Contoh dari operasi aritmatika adalah operasi penjumlahan dan peengurangan, sedangkan contoh operasi logika adalah logika AND dan OR. Tugas utama dari ALU adalah melakukan operasi matematika atau aritmatika yang terjadi sesuai dengan intruksi program. ALU melakukan operasi aritmatika berdasarkan dengan system penjumlahan, misalnya untuk 30 – 20 menjadi 30 +(-20). Sehingga system ini disebut  dengan system adder.

ALU melakukan perhitungan berdasarkan aritmatika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. Fungsi-fungsi yang di definisikan pada ALU adalah add (penjumlahan), addu (penjumlahan tak bertanda), sub (pengurangan), subu (pengurangan tidak bertanda),and, or, xor, sll (shift left logical), sra (shift right arithmetic), dan lain lain.

ALU sendiri merupakan satu kesatuan perangkat elektronik yang di dalamnya terdapat sekelompok transistor, yang di kenal dengan nama logic gate. Logic gate ini berfungsi untuk melakukan perintah dasar matematika atau operasi logika.

Kumpulan logic gate inilah yang dapat melakukan perintah matematika yang lebih komplit, seperti add untuk menambah bilangan atau pembagian dalam suatu bilangan. Selain perintah matematika yang lebih komplit, kumpulan dari logic gate ini juga mampu melaksanakan perintah yang berhubungan dengan operasi logika seperti dari hasil perbandingan dua buah bilangan.

Intruksi yang dapat di laksanakan oleh ALU disebut dengan instruction set. Sehingga, perintah yang ada pada masing-masing  CPU belum tentu sama, terutama CPU yang di buat oleh pembuat yang berbeda. Jika perintah yang dijalankan oleh suatu CPU sama dengan CPU yang lainnya adalah sama, maka pada level inilah suatu system dikatakan compatible.

Pengertian dan Jenis Processor

Processor sering kita sebut sebagai otak dan pusat pengendali computer yang di dukung oleh komponen lainnya. Processor adalah sebuah IC yang mengontrol keseluruhan jalannya sebuah system computer dan di gunakan sebagai pusat atau otak dari computer 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 computer tergantung dari jenis dan kapasitas processor.

Processor adalah chip yang sering di sebut microprocessor yang ukurannya sekarang sudah mencapai Gigahertz (GHz). Ukuran tersebut adalah hitungan kecepatan processor dalam mengolah data atau informasi. Merk processor yang banyak beredar di pasaran antara lain adalah AMD, Apple, Cryx VIA, IBM, IDT dan Intel. Processor sendiri terbagi menjadi 3, yaitu:

·         Aritmatics Logical Unit (ALU)

·         Control Unit (CU)

·         Memory Unit (MU)

Sejarah Perkembangan Mikroprocessor

Sejarahnya mikroprosessor berhubungan pula terhadap perkembangan computer. Sejarah computer diurai sebagai berikut.

1822
Charles Babbage mengemukakan idenya tentang sebuah alat yang dapat membantu manusia dalam melakukan perhitungan yang rumit. Mesinnya yang tidak selesai dibuat saat ini berada di London Museum of Science.

1937
Dr. John V Atanasoff dan Clifford Berry mendesain komputer digital elektronis pertama. Dengan nama ABC (Atanasoff-Berry Computer). ABC hanya dapat menghitung tambah dan kurang.

1943
Selama Perang Dunia 2, ilmuwan Inggris yang bernama Alan Turing mendesain komputer elektronik khusus untuk tentara Inggris. Digunakan untuk menembus kode pertahanan Jerman.

1944
Howard Hathaway Aiken (american) membuat Mark I. Sebuah komputer hitung digital pertama yang dibuat. Memiliki luas 7,45 kaki x 50 kaki, dengan berat 35 ton. Mark I dapat digunakan untuk menghitung probabilitas.

1945
Dr. John von Neumann menulis konsep penyimpanan data. Saat itu masih berupa ide.

1946
Dr. John W. Mauchly dan J. Presper Eckert, jr. menyelesaikan komputer skala besar yang pertama, diberi nama ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer). Dunia mengetahui kedua orang ini sebagai PENEMU KOMPUTER.
ENIAC berbobot 30 ton, terdiri dari 18.000 lampu tabung (transistor ukuran besar), memiliki luas 30 kaki x 50 kaki, memakai tenaga 160.000 watt. Pertama kali komputer ini dinyalakan, seluruh jaringan listrik di Philadelphia mendadak mati.
ENIAC tidak hanya dapat menghitung tambah kurang kali bagi, tapi juga dapat diprogram untuk melakukan proses sederhana. Dibanding Mark I yang hanya dapat menghitung, dapat dilihat bahwa ENIAC adalah KOMPUTER pertama di dunia.

Di tahun 1971 Intel meluncurkan microprossesor yang di namakan microprosesor 4004. Mikroprossesor 4004 ini di gunakan pada mesin kalkulator Busicom. Mulai saat itulah di kembangkan kecerdasan untuk sebuah benda mati.

Tahun 1972 8008 microprossesor lahir. Microprosessor ini berkekuatan 2x lipat dibanding pendahulunya, yaitu 4004.

Pada tahun 1974 sebuah computer yang di namakan Altair mulai menggunakan prosessor 8080 yang di jadikan otak di dalam computer tersebut. Pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam satu bulan.

Tahun 1978 Komputer pribadi buatan IBM menggunakan prosessor 8088 buatan Intel. Sehingga pada saat it nama Intel mulai terkenal.

Tahun 1982 intel 286 atau lebih di kenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang di gunakan untuk processor sebelumnya.

Tahun 1985 sebuah processor yang bernama Intel386® memliki 275.000 transistor yang ditanam didalam prosessor tersebut.

Di tahun 1989 Intel486™ DX CPU lahir. Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengerikan command-comand (perintah) menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memmperkecil beban kerja pada processor.

Dalam tahun 1993 processor generasi baru muncul, dengan mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto yang di sebut Intel® Pentium.

Intel® Pentium® Pro dibuat di tahun 1995. Processor yang dirancang untuk digunakan pada apliaksi sercer dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, perocessor ini memiliki 5,5juta transistor yang tertanam.

Tahun 1997 Intel® Pentium® II dibuat. Processor Pentium II merupakan processor penggabungan antara Intel MMX yang ditancang 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.

Di tahun 1998 Intel ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu. Sehingga di luncurkan Intel® Pentium II Xeon® yang berguna untuk kebutuhan aplikasi pada server.

Pada tahun 1999 Intel® Celeron® hadir. Processor buatan Intel ini ditunjukkan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system computer dengan budget yang tidak terlalu besar. Celeron ini memiliki benruk 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 dikeluarkannya Celeron ini, maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.

Di tahun yang sama, Intel kembali meluncurkan processor tipe Pentium. Dengan menambah 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara. Processor ini dinamakan Intel® Pentium® III

Masih di tahun 1999, Intel mengeluarkan processor baru yang di beri nama Intel® Pentium®III Xeon®. Seperti Xeon pendahulunya, processor ini dikeluarkan untuk pasaran server dan workstation tetapi dengan jenis Pentium III. Keunggulan dari processor ini mampu mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor, yang juga menambah performa secara signifikan. Processor ini juga di rancang untuk di padukan dengan processor yang sejenis.

Intel® Pentium® 4 lahir di tahun 2000, memiliki kecepatan memproses data hingga kecepatan 3,06 GHz. Processor ini pertama kali keluar dengan kecepatan 1,5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu Intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1,3GHz sampai yang terbaru saat ini mampu menembus kecepatan hingga 3,4GHz

Pada tahun 2001, Intel® Xeon® dikeluarkan. Sama seperti yang sebelumnya, processor ini merupakan processor yang ditunjukan khusus untuk berfungsi sebagai computer server. Processor ini memiliki lebih banyak jumlah pin dibandungkan dengan Intel Pentium 4, serta memory L2 chace yang lebih besar pula.

Masih di tahun 2001, Intel mengeluarkan processor pertama yang berbasis 64 bit yang di tunjukan pemakaiannya untuk server. Processor yang di beri nama Intel® Itanium® ini sudah di buat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang di dasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction Computing (EPIC).

Intel Itanium® 2 di luncurkan di tahun 2002. Ini merupakan generasi kedua dari keluarga Itanium.

Di tahun 2003 Intel® Pentium® M dengan kapasitas chipset855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 yang di buat untuk memenuhi pasar akan kebutuhan sebuah komponen yang mudah untuk di bawa kemana-mana.

Intel Pentium M735/745/755 yang diluncurkan dari pihak Intel pada tahun 2004 ini di lengkapi oleh chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Chace 400MHz system bus dan kecocokan dengan socket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.

Pada tahun yang sama Intel® E7520/E7320 Chipsets dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDE2 400 memory, dan PCL Express peripheral interfaces.

Masuk di tahun 2005, Intel Pentium 4 Extreme Edition 3,73 GHz keluar. Sebuah processor yang di buat untuk pasar pengguna computer dengan keinginan seseuatu yang lebih dari komputernya, processornya menggunakan konfigurasi 3,73 GHz frequency, 1.066 GHz FSB, EM64T, 2MB L2 Chace, dan HyperThreading

Masih di tahun 2005, Intel mengeluarkan processor yang bernama Intel Pentium D 820/830/840. Processor ini berbasis 63 bit dan sering disebut dengan dual core karena menggunakan 2 buah inti,dengan konfigurasi 1 MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan juga bsa beroperasi pada frekuensi 2,8GHz, 3.0GHz. Pada processor jenis ini juga di sertai oleh dukungan HypeTreading.

Di tahun 2006 ini Intel Core 2 Quad Q6600 diluncurkan oleh Intel. Processor yang bertype desktop ini digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari computer yang memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2,4 GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4 MB yang daoat di akses tiap core), 1,06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP)

Intel Quad-core Xeon X3210/X3220 dikeluarkan pihak Intel di tahun yang sama. Processor yang sama Intel Core 2 Quad Q6600 ini hanya berbeda konfigurasi nya saja. Dengan di khusukan untuk server, processor ini memiliki konfigurasi 2,13 dan 2,4 GHz.