HARDWARE KOMPUTER - PROSESOR

Prosesor

Prosesor merupakan otak dan pusat pengendali komputer yang didukung oleh komponen lainnya. Prosesor adalah chip yang sering disebut "mikroprosesor". Pada saat ini, ukuran prosesor telah mencapai tingkatan gigahertz. Ukuran tersebut adalah hitungan kecepatan prosesor dalam mengolah data atau informasi. Semakin besar ukurannya, semakin cepat proses pengolahan dan pengaksesan data atau informasi tersebut. Pada dasarnya, kinerja prosesor dibantu oleh bus dan chipset.

Merek prosesor yang banyak dipasaran sebagai berikut.

• AMD (American Micro Device)
• APPLE (tidak kita bahas)
• Cyrix e VIA
• IBM (tidak kita bahas)
• IDT (tidak kita bahas)
• Intel

Bagian Penting Prosesor

Secara umur prosesor memiliki tiga bagian penting sebagai berikut.

- Aritmathics Logical Unit (ALU)

ALU merupakan pusat dari segala perhitungan matematis untuk menjalankan semua perintah yang harus dilaksanakan oleh sebuah sistem PC.

- Control Unit (CU)

CU merupakan bagian yang menjadi pengatur semua lau lintas data dan perhitungan yang dilakukan oleh prosesor. Dengan adanya unit ini, segala perhitungan dan eksekusi dapat dilakukan secara berurutan tanpa adanya tumpang tindih antara satu perintah dengan perintah lainnya.

- Memory Unit (MU)

MU merupakan unit pendukung. Semua perintah yang sering digunakan oleh prosesor akan disimpan sementara pada bagian ini. Dengan adanya memori unit, prosesor tidak perlu lagi memanggil perintah yang sama ke bagian lain. Dengan demikian, waktu yang dibutuhkan untuk menjalankan perintah - perintah penting dapat dipersingkat. Pada prosesor modern, memori unit sudah berada pada bagian prosesornya (core). Umumnya, memory ini disebut sebagai sebagai cache memory yang dibenamkan pada sebuah prosesor, sehingga kecepatan eksekusinya semakin membaik.

Sejarah Perkembangan Prosesor

Intel

1. Generasi Prosesor 8086 dan 8088.
2. Generasi Prosesor 80286 dengan kecepatan 6 dan 12 Mhz.
3. Generasi Prosesor 80386 dengan kecepatan 25, 33, 40, dan 50 Mhz.
4. Generasi prosesor 80486 dengan kecepatan 25, 33, 50, 66, 99, dan 100 Mhz.
5. Generasi Prosesor 80586 dengan kecepatan 60, 75, 90, 100, 120, dan 133 Mhz.
6. Generasi Prosesor Pentium 1 dengan kecepatan 75, 90, 100, 120, 133, 150, 166, 180, 200, dan 233 Mhz.
7. Generasi Prosesor Pentium MMX (multi media exchange) dengan kecepatan 166, 200, 233, 266, dan 300 Mhz. Prosesor pentium MMX telah mendukung pemakaian multimedia (musik, film, dan game) yang lebih cepat daripada generasi sebelumnya.
8. Generasi Prosesor Pentium II dengan kecepatan 300, 333, 350, 400, dan 450 Mhz.
9. Generasi Prosesor Pentium Celeron dengan kecepatan 266, 300, 333, 300A, dan 333 Mhz. Prosesor dengan seri A adalah prosesor yang memakai cache memory 128 KB yang lebih cepat jika dibandingkan dengan celeron yang tidak memakai seri A yang tidak emempunyai cache memory.
10. Generasi Prosesor Pentium III dengan kecepatan 500, 533, 600, 667, 700, 733, 800, 850, 933, 1000, 1330A, 1260A, dan 1400 Mhz.
11. Generasi Prosesor Pentium Celeron yang mengiringi Prosesor Pentium III dengan kecepatan 600 - 1300 Mhz.
12. Generasi Prosesor Pentium IV dengan kecepatan 1400, 1500, 1600, 1700, 1800, 1800A, 2000, 2000A, 2266B, 2533B, 2800B Mhz, serta generasi Prosesor Pentium IV 3 Gb, 3,06 Gb, 3,1 GB, dan 3,2 GB.
13. Generasi Prosesor Dual Core dengan kecepatan hingga 3.0 Ghz.
14. Generasi Prosesor Core 2 Duo dengan kecepatan hingga 3.0 Ghz.
15. Generasi Prosesor Pentium G dengan kecepatan hingga 3 Ghz.
16. Generasi Prosesor Core i3 dengan kecepatan hingga 3 Ghz.
17. Generasi Prosesor Core i5 dengan kecepatan hingga 3. Ghz
18. Generasi Prosesor Core i7 dengan kecepatan hingga 4 Ghz.
19. Generasi Prosesor Pentium Gold G dengan kecepatan hingga 4 Ghz.
20. Generasi Prosesor Core i9 dengan kecepatan hingga 4 Ghz. 

AMD (American Micro Device)

1. Generasi Prosesor 5x86 atau AMD 5k (untuk menyaingi Pentium I).
2. Generasi Prosesor K6 3D NOW (untuk menyaingi Pentium II).
3. Generasi Prosesor K7 atau Athlon (untuk menyaingi Pentium III).
4. Generasi Prosesor DURON (untuk menyaingi Pentium Celeron).
5. Generasi Prosesor Athlon-XP (extreme performance) (untuk menyaingi Pentium IV).
6. Generasi Prosesor Sempron.
7. Generasi Prosesor Phenom
8. Generasi Prosesor Vishera.
9. Generasi Prosesor Ryzen.
10. Generasi Prosesor Bristol Ridge
11. Generasi prosesor Godavari.
12. Generasi Prosesor Carrigo.
13. Generasi prosesor Kaveri.
14. Generasi Prosesor Richland.

Cyrix dan VIA

1. Generasi Prosesor Cyrix MediaGX dengan kecepatan 120 - 200 Mhz.
2. Generasi prosesor Cyrix 6x86 dengan kecepatan 110 - 150 Mhz.
3. Generasi prosesor Cyrix M2 dengan kecepatan 180 - 233 Mhz.
4. Generasi prosesor Cyrix C3 dengan kecepatan 500 - 733 Mhz.
5. Generasi prosesor Via dengan kecepatan 1 Ghz.

Banyak perkembangan menarik seputar kemajuan teknologi prosesor. Berbagai merek dan jenis prosesor yang ada di pasaran tentu akan membuat para pengguna PC yang masih awam merasa bingung. Pada kesempatan ini, kita akan mencoba membahasnya terlepas dari persaingan pasarnya.

Clock Prosesor

Clock prosesor adalah kecepatan proses prosesor atau disebut juga clock speed. Misalnya, Intel Pentium III 800 Mhz, berarti prosesor berdetak 800 juta kali dalam satu detik. semakin besar nilai clock speed, semakin cepat prosesor tersebut menyelesaikan pekerjaanya.

Bus atau Front Side Bus Prosesor (FSB)

FSB adalah lebar jalur pengiriman atau pengambilan data. FSB pada prosesor ditandai dengan istilah "Pc". Misalnya, Intel Pentium III 800 Mhz Pc-133, berarti prosesor tersebut bekerja dengan bus 133 Mhz (dalam satu kali pengiriman dalam bit mampu mengirim data sebanyak 133 juta). Perlu diingat bahwa bus prosesor harus sama dengan bus pada motherboard agar diperoleh kinerja yang optimal.

Berikut ini adalah tabel front side bus pada prosesor Intel dan AMD.

Front Side Bus	Intel	AMD
Pc - 66 Pc - 100 Pc - 133 Pc - 166 Pc - 200 Pc - 266 Pc - 333 Pc - 400 Pc - 533 Pc - 800	4086 Pentium I, Pentium II, Celeron Pentium II, Pentium IV, Celeron Pentium IV Pentium IV Pentium IV HT	5k86 K63D Now Athlon, Duron Athlon, Duron Duron Duron, Athlon XP Athlon XP

Misalnya, prosesor Intel berjalan pada FSB 133 Mhz. Karena Pentium IV Menggunakan teknologi quad-pumping, frekuensi efektifnya menjadi 533 Mhz (hasil dari 4x133 Mhz). Hal ini akan melebarkan bandwith prosesor dari 3200 MB/s menjadi 4266 MB/s. Intel Pentium IV juga memiliki sistem penamaan yang penting untuk diketahui. Pada clock speed 1,6 Ghz, kita akan mendapati dua tipe Pentium IV, yaitu Pentium IV 1,6 Ghz dan 1,6A Ghz. Huruf A menunjukan bahwa prosesor tersebut dibuat berdasarkan desain Northwood. Desain ini memiliki jumlah cache lebih besar jika dibandingkan dengan desain sebelumnya (512 : 256 KB). Perbedaan juga terdapat pada ukuran standar pabriknya, yaitu dari 0,18 menjadi 0,13 mikron. Perbedaan - perbedaan ini sangat terasa pada kinerja prosesor karena cache berfungsi sebagai memori internal prosesor. Selain memakai kode A, juga ada tipe dengan kode B. Prosesor Intel Pentium IV dngan kode B tersebut memiliki FSB 533 Mhz (kode A hanya 400 Mhz). Bus memori yang semakin besar ini akan memperlebar bandwithnya sehingga jkinerjanya juga akan meningkat.

Hingga saat ini, prosesor Intel Pentium IV sudah mencapai 6 generasi sebagai berikut.

• Soket 423 dengan prosesor FSB 400 Mhz dengan cache memory L2 sebanyak 256 KB dan densitas 0,18 mikron.
• Generasi soket 478 dengan ukuran 3,5 x 3,5 cm dan prosesor FSB 400 Mhz. Cache memory L2 nya sebanyak 256 KB dengan densitas 0,18 mikron. Tegangan yang dibutuhkan prosesor ini sebesar 1,7 Volt.
• Generasi prosesor dengan seri A di belakang angka kecepatannya yang dikenal dengan istilah Northwood. Dari segi teknis, pada prosesor ini terdapat peningkatan cache memory L2 menjadi 512 KB dengan densitas 0,13 mikron. Tegangan yang dibutuhkan sebesar 1,5 Volt. Perkembangan dari seri ini adalah FSB nya yang menjadi 533 Mhz dan ditandai dengan adanya huruf B setelah angka kecepatannya.
• Generasi Prosesor dengan fasilitas hyper threading dengan clock prosesornya sebesar 3,06 Ghz.
• Generasi prosesor Intel Pentium IV 3 Gb sampai dengan 3,2 Gb yang memiliki FSB sebesar 800 Mhz dan fasilitas hyper threading.

Sementara itu, ada dua perubahan yang menarik dari AMD. Pertama, mereka telah mengalihkan ukuran standar pabriknya dari 0,18 menjado 0,13 mikron yang ditandai dengan peluncuran Athlon XP 2200+ (disebut Thoroughbred). Hal ini membuat core nya lebih kecil meskipun hal ini tidak mengurangi panas seperti yang diharapkan. Perubahan kedua, mereka melakukan sedikit perubahan pada desain core nya. Perubahan tersebut ditandai dengan ditambahkannya sebua layer pada core 0,13 mikronnya. Desain baru ini disebut Thoroughbred-B yang bertujuan mendongkrak kecepatan prosesor AMD supaya mencapai clock speed lebih dari 2,13 Ghz. Pada saat ini, AMD memiliki L2 cache sebesar 512 KB yang disebut Barton dengan kecepatan 2,8 sampai dengan 3 Ghz.

Jika dulu kita cukup mengidentifikasi prosesor melalui clock speed nya, kini tidak semudah itu lagi. AMD tidak lagi berpatokan pada clock speed, tetap pada sistem penamaanya (performance rating). Prosesor Athlon XP yang berjalan ada clock speed 1,6 Ghz mereka sebut Athlon Xp 1900+ sekedar untuk menunjukan bahwa kemampuannya setara dengan Intel Pentium IV 1,9 Ghz (yang sering terbukti kebenarannya).

Cache Memory

Cache Memory adalah tempat data atau informasi sementara yang sering digunakan atau diakses oleh komputer. Cache memory dibagi menjadi 2 macam, yaitu level 1 dan level 2 yang biasa diistilahkan dengan cache L1 dan L2. Prosesor - prosesor generasi x386 dan sebelumnya, tidak menggunakan cache L1. Setelah generasi itu umumnya prosesor sudah menggunakan cache memory yang berkembang sejak ukuran 8, 64, 128 KB. Untuk L2, Prosesor - prosesor generasi sekarang umumnya menggunakan memori berukuran 64, 128, 256, dan 512 KB, tergantung dari jenis dan tipe prosesornya. Bahkan, ada yang mencapai ukuran 1 dan 2 Mb yang dimiliki oleh prosesor untuk server seperti Intel Itanium dan Xeon

Awalnya, cache L2 ada yang dibenamkan pada motherboard atau bagian luar dari core prosesosrnya. Sekarang ini, cache - cache pada prosesor terbaru pada umumnya sudah dibenamkan langsung pada inti prosesornya atau sering disebut core. Dengan demikian, jarak pengaksesan dari prosesor ke cache akan semakin pendek sehingga mempersingkat waktu pengaksesannya.

Di dalam cache sendiri terdapat dua jenis lokalitas, yaitu lokalitas temporal dan lokalitas spesial. Cache dengan lokalitas temporal dirancang untuk menggunakan data atau instruksi yang sama secara berulang - ulang. sementara itu, lokalitas spesial dirancang untuk mengantisipasi program - program yang membutuhkan pengaksesan secara berurutan.

Prosesor yang menjalankan perintah eksekusi akan mencari dan pengumpulkan sejumlah informasi dari cache L1 terlebih dahulu. Secara teknis, proses ini disebut dengan hit. Jika informasi tersebut tresedia di cache L1, proses akan berlangsung lancar tanpa adanya jeda waktu. Namun, jika informasi yang dibutuhkan prosesor tidak tersedia, ia akan segera mencarinya di cache L2. Pencarian informasi di cache L2 ini biasanya memakan waktu lebih banyak daripada pencarian informasi di cache L1. Cache L1 adalah cache yang paling dekat dengan inti prosesor dan ukurannya lebih kecil daripada cache L2. Di dalam inti prosesor sendiri terdapat suatu cache controller yang berfungsi untuk mengatur lalu lintas pengaksesan data dan istruksi.

Semantara itu, cache L2 terdiri dari dua komponen utama, yaitu data store dan tag RAM. Data store adalah ruang yang digunakan untuk menjaga aktualitas informasi atau data. Tag RAM adalah suatu area kecil di dalam memori yang digunakan oleh cache untuk menjaga dan mengatur peletakan data di dalam cache. Banyaknya memori utama yang dikontrol oleh tag RAM bisa dsimpan di dalam cache. Cache memory L2 pada PC modern diatur oleh chipset, dalma hal ini adalah bagan northbridge.

Densitas

Densitas adalah kerapatan transistor di dalam chip yang terdapat di dalam prosesor. Semakin kecil transistor akan membuat prosesor bekerja lebih cepat, hemat pemakaian listrik, dan akan menurunkan suhu yang dihasilkan oleh prosesor (meskipun tidak terlalu signifikan). Sementara itu, semakin kecil nilai densitasnya akan membuat ukuran prosesor semakin kecil juga. Umumnya, pada saat ini ukuran prosesor modern adalah 0,18 dan 0,13 mikron.

Suhu Prosesor

Sebagai barang elektronik, komputer memerlukan energi listrik. Begitu juga prosesor yang ada di dalam komputer. Akibatnya, dari prosesor akan timbul panas sebagai konsekuensi dari hukum kekekalan energi. Semakin cepat prosesor bekerja, panas yang dihasilkannya akan semakin tinggi. Seperti yang kita ketahui, saat ini pada setiap prosesor terdapat sebuah heatsink dan kipas di atasnya.

Bahkan, saya menjumpai beberapa vendor yang melakukan inovasi untuk meminimalkan suhu yang dihasilkan oleh CPU, yaitu dengan meniru sistem refrigeration seperti pada kulkas. Ada juga yang menggunakan radiator dengan bahan pendingin berupa air. Semua itu dilakukan dengan tujuan mendinginkan suhu prosesor supaya diperoleh kinerja prosesor yang tinggi dan stabil.

Hyper Threading

Hyper threading merupakan teknologi yang memungkinkan sistem operasi tertentu mendeteksi adanya dua buah prosesor logis (logical prosesor) yang beroperasi, meskipun kenyataanya hanya ada sebuah prosesor. Cara kerja teknologi ini tidak terlalu rumit. Prosesor akan menjalankan dua aplikasi atau lebih secara bersamaan secara paralel. Dengan demikian akan didapatkan efisiensi dan waktu eksekusi yang lebih singkat jika dibandingkan dengan resources yang sama dengan prosesor tanpa kemampuan hyper threading.

Syarat yang harus dipenuhi agar fitur hypert hreading ini bisa dimanfaatkan sebagi berikut.

• Prosesor Intel Pentium IV 3,06 Ghz ke atas.
• Chipset nya sudah mendukung fasilitas ini, misalnya chipset E7205 (Garinte Bay) dan E 7505 dari Intel, serta SIS 655 dan SIS 658 dari SIS.
• Bios yang digunakan harus telah mendukung fasilitas ini.
• Sistem operasi yang digunakan harus Windows XP Profesional Edition, Windows XP Home Edition, Linux dengan kernel versi 2.4.18 atau yang lebih tinggi.