MICROPROSESSOR & REGISTER Pertemuan V MICROPROSESSOR & REGISTER

Sejarah MICROPROSESSOR

Microprosesor Setiap komputer didalamnya pasti terdapat mikroprosesor. • Mikroprosesor, dikenal juga dengan sebutan Central Processing Unit (CPU) artinya unit pengolahan pusat. • CPU adalah pusat dari proses perhitungan dan pengolahan data yang terbuat dari sebuah lempengan yang disebut "chip". – Chip sering disebut juga dengan "Integrated Circuit (IC)", bentuknya kecil, terbuat dari lempengan silikon dan bisa terdiri dari 10 juta transistor

Sejarah Microprosesor 8088 80286 80486 Pentium Pentium I, II, III Pentium IV

Perbandingan besar processor Nama Tahun Jumlah Micron Clock Data Processor Keluar Transistor Speed Width 8080 1974 6.000 6 2 MHz 8 8088 1979 29.000 3 5 MHz 16 bits, 8bit 80286 1982 134.000 1,5 6 MHz 16 bits 80386 1985 275.000 1,5 16 MHz 32 bits 80486 1989 1.200.000 1 25 MHz 32 bits 20 Pentium 1993 3.100.000 0,8 60 MHz 32bits,64bit Pentium II 1997 7.500.000 0,35 233 MHz 32 bits,64bit Pentium III 1999 9.500.000 0,25 450 MHz 2 bits,64 bit

Keterangan Tabel • Transistor berbentuk seperti tabung yang sangat kecil, terdapat pada Chip • Micron adalah ukuran dalam Micron (10 pangkat -6), merupakan kabel terkecil dalam Chip • Clock Speed = kecepatan maksimal sebuah prosesor • Data width = lebar dari Arithmatic Logic Unit (ALU)/Unit pengelola aritmatika, untuk proses pengurangan, pembagian, perkalian dan sebagainya • MIPS = Millions of Instructions Per Second / Jutaan perintah per detik

Sejarah REGISTER

Register(1) Register terbagi menjadi beberapa kelas: Register data, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka dalam bilangan bulat (integer). Register alamat, yang digunakan untuk menyimpan alamat-alamat memori dan juga untuk mengakses memori. Register general purpose, yang dapat digunakan untuk menyimpan angka dan alamat secara sekaligus. Register floating-point, yang digunakan untuk menyimpan angka-angka bilangan titik mengambang (floating-point).

Jenis register(2) Register konstanta (constant register), yang digunakan untuk menyimpan angka-angka tetap yang hanya dapat dibaca (bersifat read-only), semacam phi, null, true, false dan lainnya. Register vektor, yang digunakan untuk menyimpan hasil pemrosesan vektor yang dilakukan oleh prosesor SIMD. Register special purpose yang dapat digunakan untuk menyimpan data internal prosesor, seperti halnya instruction pointer, stack pointer, dan status register. Register yang spesifik terhadap model mesin (machine-specific register), dalam beberapa arsitektur tertentu, digunakan untuk menyimpan data atau pengaturan yang berkaitan dengan prosesor itu sendiri. Karena arti dari setiap register langsung dimasukkan ke dalam desain prosesor tertentu saja, mungkin register jenis ini tidak menjadi standar antara generasi prosesor

Ukuran register Berikit ukuran register dan padanan prosesornya : Register Prosesor 4-bit Intel 4004 8-bit Intel 8080 16-bit Intel 8086, Intel 8088, Intel 80286 32-bit Intel 80386, Intel 80486, Intel Pentium Pro, Intel Pentium, Intel Pentium 2, Intel Pentium 3, Intel Pentium 4, Intel Celeron, Intel Xeon, AMD K5, AMD K6, AMD Athlon, AMD Athlon MP, AMD Athlon XP, AMD Athlon 4, AMD Duron, AMD Sempron 64-bit Intel Itanium, Intel Itanium 2, Intel Xeon, Intel Core, Intel Core 2, AMD Athlon 64, AMD Athlon X2, AMD Athlon FX, AMD Turion 64, AMD Turion X2, AMD Sempron

Intel 4004 Intel 4004 adalah sebuah CPU 4-bit yang merupakan mikroprosesor chip tunggal pertama di dunia. Pada waktu itu, desain CPU lainnya seperti F14 CADC pada tahun 1970 merupakan implementasi dari chip-chip gabungan (multi-chip) 4004 dirilis dalam kemasan CERDIP 16-kaki pada tanggal 15 November 1971. 4004 merupakan prosesor komputer pertama yang dirancang dan diproduksi oleh produsen chip Intel. Orang yang merancang chip tersebut adalah Ted Hoff dan Federico Faggin dari Intel dan Masatoshi Shima dari Busicom.

L_Intel-C4004_(gray_traces) L_Intel-C4004_(gray_traces).jpg‎ (248 × 164 piksel, ukuran berkas: 11 KB) Intel C4004 microprocessor. The "gold and white with gray traces" specimen shown belongs to the initial CERDIP type series manufactured in 1971. Rancangan aslinya berasal dari perusahaan Jepang yang bernama Busicom, untuk digunakan pada kalkulator produksinya. 4004 juga disediakan dengan sebuah chip pendukung (misal, ROM program digabung bersama untuk menggunakan alamat program 12-bit 4004, yang mengijinkan akses memori 4 kilobyte dari bus alamat 4-bit bila semua 16 ROM dipasang). Sirkuit 4004 dibuat dari 2.300 transistor, dan pada tahun berikutnya diikuti oleh microprosesor 8-bit pertama, Intel 8008 dengan 3.300 transistor (dan Intel 4040, perbaikan dari 4004).

Spesifikasi teknis Maximum clock speed - nya adalah 740 kHz Program dan penyimpanan data yang terpisah (yaitu, sebuah arsitektur Harvard). Berlainan dengan rancangan arsitektur Harvard lainnya yang menggunakan bus yang terpisah, 4004, karena ingin mengurangi jumlah pin, menggunakan sebuah bus 4-bit tunggal dimultiplex untuk mentransfer: Alamat 12-bit instruksi 8-bit, tidak ditaruh di memori yang sama dengan data word 4-bit Set instruksi yang terdiri dari 46 instruksi (di mana 41 diantaranya memiliki lebar 8 bit dan 5 lebar 16 bit) Set register terdiri dari 16 register masing-masing 4 bit tumpukan subroutine internal memiliki kedalaman 3 tingkat

Intel 8080 Intel 8080 adalah mikroprosesor awal yang dirancang dan diproduksi oleh Intel. CPU 8-bit ini dirilis pada April 1974 dan berjalan pada 2 MHz, dan pada umumnya dianggap menjadi rancangan prosesor mikro (microprocessor) pertama yang benar-benar dapat digunakan (bermanfaat).

Intel 8086 8086 merupakan sebuah chip mikroprosesor 16-bit rancangan Intel pada tahun 1978 yang membangkitkan penggunaan arsitektur x86. Tidak lama kemudian, Intel 8088 diperkenalkan dengan bus 8-bit external, yang memungkinkan penggunaan chipset yang murah. 8086 dirancang berdasarkan Intel 8080 dan Intel 8085 dengan set register yang mirip, tetapi dikembangkan menjadi 16 bit. "Bus Interface Unit" memberikan rangkaian instruksi ke "Execution Unit" melalui sebuah prefetch queue 6 byte, jadi pemberian dan pelaksanaan dilakukan bersamaan- sebuah bentuk pipelining primitif (instruksi 8086 bervariasi dari 1 sampai 4 byte).

Intel 8088 Intel 8088 adalah prosesor mikro buatan Intel berbasis pada 8086, dengan 16-bit register dan menggunakan 8-bit external data bus. intel 8088 merupakan prosesor yang digunakan pada IBM PC. 8088 ditargetkan pada sistem yang ekonomis, diikuti oleh penggunaan desain 8-bit.Jalur bus yang lebar dalam circuit boards masih sangatlah mahal ketika ini di luncurkan.Queue yang ungul dari 8088 adalah 4 bytes, sebagai penggunaan dalam 8086 6 bytes.8088 termasuk keturunan dari 80188, 80288, 80186, 80286, 80386, 80486, dan 80388, microcontroller seperti yang masih digunakan sekarang. lihat daftar lengkap di bawah

Intel 80286 Prosesor Intel 80286 atau cukup disingkat menjadi "286" atau iAPX 286 adalah sebuah mikroprosesor 16-bit, yang dibuat oleh Intel Corporation menggunakan mikroarsitektur Intel x86. Prosesor ini merupakan prosesor pengganti prosesor Intel 80186 dan Intel 80188. Chip ini pertama kali diperkenalkan pada tgl 1 Februari 1982, dan langsung digunakan pada komputer IBM PC/AT pada tahun 1982. Chip ini mengandung 134000 transistor. Kecepatan pemrosesan yang ditawarkan oleh prosesor ini adalah 6 MHz atau 8 MHz, lebih cepat daripada Intel 8088 yang berjalan pada kecepatan 4.77 MHz. Versi terakhirnya memiliki kecepatan hingga 12,5 MHz (AMD dan Harris Corporation kemudian menerbitkan prosesor yang setara secara arsitektural dengan kecepatan yang melebihi prosesor Intel 80286, yakni 20 MHz [AMD] dan 25 MHz [Harris]). Prosesor ini populer digunakan di dalam komputer IBM PC/AT dan yang kompatibel dengannya selama pertengahan dekade 1980-an hingga awal dekade 1990-an.

Intel 80286 Sistem yang menggunakan prosesor ini lebih cepat dibanding pendahulunya, karena memang prosesor ini lebih efisien dalam eksekusi instruksi. Menurut Intel, prosesor Intel 8086 dan Intel 8088 membutuhkan 12 siklus detak (clock cycle) untuk melakukan satu instruksi, tetapi prosesor ini dapat melakukannya dalam 4,5 siklus detak. Selain itu, prosesor ini pun dapat menangani data hingga 16-bit pada satu waktunya, sehingga kekuatan pemrosesan prosesor ini pun jauh jika dibandingkan dengan pendahulunya.

Intel 80286 Chip ini memiliki dua mode operasi, yakni real mode dan protected mode. Dua metode tersebut sama sekali berbeda, sehingga 286 menyerupai dua chip berbeda. Ketika berjalan pada real mode, prosesor ini berjalan seperti layaknya prosesor Intel 8086 dan 8088, sehingga kompatibilitas pun terjaga. Sedangkan pada protected mode, yang merupakan modus asli dari prosesor ini, 286 dapat mengakses memori lebih besar daripada 1 MB (hingga 1 Gigabyte, secara teoritis meski Intel hanya mengimplementasikan 16 MB saja). Meski sistem operasi DOS dapat menggunakan RAM tambahan dengan menggunakan extended memory emulation, sedikit saja komputer yang diperkuat dengan prosesor ini dilengkapi dengan RAM yang mencapai satuan megabyte.

Intel 80286 Prosesor Intel 80286 didesain untuk menjalankan banyak aplikasi multitasking, yang mencakup aplikasi komunikasi (seperti halnya PBX otomatis), sistem dengan banyak pengguna (multiple-user system), serta kontrol proses waktu nyata (real-time process control). Kelemahan signifikan dari 286 adalah chip ini tidak dapat melakukan switching dari protected mode ke real mode tanpa adanya restarting pada komputer, meski ia dapat melakukan switching dari real mode ke protected mode tanpa restarting. Hal ini telah dikoreksi pada prosesor Intel 80386. Pada zamannya, chip ini kurang banyak digunakan secara penuh kemampuannya, mengingat kurangnya aplikasi yang mendukung.

Intel 80287 Math co-processor Chip 286 tidak mengimplementasikan adanya math co-processor secara internal di dalam chip, tetapi menggunakan chip tambahan yang disebut dengan Intel 80287 Math co-processor yang bertugas untuk membantu prosesor utama dalam menangani kalkulasi yang rumit (seperti halnya bilangan floating-point). Secara internal, chip 287 ini sama dengan co-processor 8087, tapi pin-pin yang digunakannya berbeda dari pendahulunya.

Intel 80386 Intel 80386 adalah sebuah prosesor mikro buatan Intel yang sering digunakan pada central processing unit (CPU) dari sekian banyak komputer pribadi sejak tahun 1986 sampai 1994. Selama masa perancangan, prosesor mikro ini dinamakan "P3", merupakan generasi ketiga dari prosesor dalam x86, tetapi sering juga dirujuk dengan nama i386. Dibuat dan diproduksi oleh Intel, prosesor i386 dikirim untuk diproduksi pada Oktober 1985. Pihak Intel memutuskan untuk tidak memproduksi chip 80386 terlebih dulu, karena biaya produksi dianggap tidak eknomis. Chip-chip dengan fungsi penuh baru diluncurkan kepada pengguna pada tahun 1986.

Intel 80386 DX Prosesor Intel 80386 DX atau biasa disebut 386DX adalah anggota keluarga prosesor 386 pertama yang diperkenalkan oleh Intel Corporation. 386DX merupakan prosesor 32-bit, dengan register internal 32-bit, dan data bus eksternal 32-bit. Chip ini berisi 275000 transistor yang dibangun pada desain sirkuit VLSI (Very Large Scale Integration), menggunakan desain CMOS (Complimentary Metal-Oxide Semiconductor). Chip ini dipaketkan dalam paket dengan 132-pin dan menyerap daya sebesar 400 mA. Alasan mengapa dia memakan arus yang rendah adalah karena proses manufaktur CMOS yang digunakannya. Chip ini tersedia dalam kecepatan antara 16 MHz hingga 33 MHz. Selain Intel, perusahaan lain seperti AMD dan Cyrix menawarkan versi sebanding dengan kecepatan 40 MHz. 386DX dapat mengalamatkan memori fisik hingga 4 GB.

Intel 80386 SX Intel 80386SX atau sering disebut dengan 386SX saja merupakan variasi dari prosesor 386DX yang ditawarkan dengan harga yang murah (setara dengan sistem Intel 80286). Untuk menekan harga, 386SX dibuat sama seperti 286. Ia merupakan prosesor 16-bit saat berkomunikasi dengan memori sistem, tapi secara internal ia bekerja sama seperti 386DX, karena ia memiliki register internal 32-bit, dan juga ia dapat menjalankan aplikasi 32-bit. 386SX tersedia pada rentang kecepatan 16 MHz hingga 33 MHz.

Intel 80386 SL Intel 80386SL merupakan variasi lain dari prosesor 386SX dengan konsumsi daya yang lebih rendah. Ia memiliki fasilitas manajemen daya dan memiliki modus sleep untuk mengubah konsumsi daya yang dibutuhkan oleh sistem.

Die prosesor mikro Intel 80486DX2 yang terekspos. Arsitektur 486DX2.

Intel 80486 Intel i486 (sering disebut 486 atau 80486) adalah serangkaian prosesor mikro CISC skalar 32-bit Intel yang merupakan bagian dari keluarga prosesor x86 Intel. i486 merupakan penerus prosesor Intel 80386. Prosesor mikro 486 pertama kali diperkenalkan pada tahun 1989. i486 sering disebut tanpa tambahan awalan 80, karena peraturan pengadilan melarang angka-angka dijadikan mereka dagang (seperti 80486). Penamaan prosesor yang berdasarkan nomor kemudian benar-benar dihapus bersamaan dengan dipasarkannya penerus i486, yaitu prosesor Pentium. Dari sisi penilaian perangkat lunak, instruction set dari keluarga i486 sangatlah mirip dengan pendahulunya, Intel 80386 dengan beberapa sedikit instructions tambahan.

Intel 80486 Dari sisi penilaian perangkat keras, arsitektur dari i486 merupakan kemajuan besar. Prosesor ini memiliki instruksi dan data cache yang tergabung dalam suatu chip, suatu floating-point unit (FPU) tambahan pada chip (khusus model DX), dan bus interface unit yang ditingkatkan kemampuannya. Sebagai tambahan, pada kondisi optimal, inti prosesor dapat menjaga kecepatan eksekusi dari satu instruksi per clock cycle. Perbaikan ini secara kasar melipatgandakan kinerja dari Intel 80386 dalam clock rate yang sama. Meskipun demikian, beberapa model i486 ternyata lebih lambat daripada prosesor 386 tercepat, khususnya 'SX' i486.

Perbedaan antara 80386 dan 80486 Data/Instruction Cache -pada 8192-byte (8 kB) SRAM tertanam pada inti processor,dibuat untuk menyimpan penggunaan instruksi biasa.386 mendukung off-chip cache,tetapi ini sangatlah lambat. Pipelining - ini mengijinkan processor untuk melakukan LocateFetchExecute setiap putaran waktu (clock cycle). Pipeline merupakan penganti informasi pelaksanaan alur instruksi yang dibutuhkan dari dua putaran waktu sebelumnya.tempatnya haruslah diberikan pada fetch berikutnya,fetch haruslah diberikan pada pelaksanaan berikutnya.386 perlu melakukan instruksi secara terpisah. Peningkatan performance MMU Terintegrasi FPU- (hanya model DX saja) penambahan fungsi matematika. 486 mempunyai 32-bit data bus dan sebuah 32-bit address bus.ini diperlukan bagi 30-pin SIMMs atau 72-pin SIMM. Pengalamatan bus 32-bit terbatas sampai 4 GB dari RAM.

JENIS RAM From top to bottom: DIP, SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM (168-pin), DDR DIMM (184-pin).

Tipe umum RAM SRAM atau Static RAM NV-RAM atau Non-Volatile RAM DRAM atau Dynamic RAM Fast Page Mode DRAM EDO RAM atau Extended Data Out DRAM XDR DRAM SDRAM atau Synchronous DRAM DDR SDRAM atau Double Data Rate Synchronous DRAM sekarang (2005) mulai digantikan dengan DDR2 RDRAM atau Rambus DRAM

Beberapa jenis RAM. Dari atas ke bawah: DIP, SIPP, SIMM 30 pin, SIMM 72 pin, DIMM, DDR DIMM.

Pebandingan besar Prosessor secara fisik Dalam ukuran yang sama kapasitas dan kemampuan bertambah

To Be Continued See you next week