Pengertian Mikroprosesor
Kata mikroprosesor dalam
pengertian yang lebih luas berarti hanya sebuah CPU. Untuk membentuk sebuah
board mikroprosesor yang lengkap blok-blok fungsional seperti
memori, dan peripheral lainnya harus dihubungkan secara eksternal ke sebuah
chip mikroprosesor. Sistem yang dibangun dengan cara ini disebut sebagai “Single-Board
Microcomputer”. Contoh mikroprosesor adalah 8085, 8086 dan 80486.
Salah satu kelas penting
lain dari mikroprosesor adalah ‘Bit-Slice Processor’. Istilah bit-slice prosesor
berarti bahwa prosesor dapat diinterkoneksikan kedalam bentuk potongan-potongan
prosesor yang lebar wordnya dapat ditentukan. Bit-slice prosesor
terdiri dari 4 atau 8 bit ALU, register, dan jalur kendali. Jalur kendali
terkoneksi pada setiap prosesor-prosesor dan semua prosesor tersebut dapat
melakukan operasi yang sama.
Contoh bit-slice prosesor
adalah AMD seri 2900. Desain bit-slice prosesor memilki
beberapa keuntungan. Keuntungan yang pertama adalah ALU dapat digabungkan untuk
membentuk komputer yang bisa mengelola data yang cukup besar dalam satu waktu.
Keuntungan desain bit-slice prosesor
lainnya adalah dapat menggunakan teknologi chip bipolar yang sangat cepat.
Lebih jauh lagi, desain bit-slicememungkinkan penggunanya membuat
set intruksi sendiri untuk aplikasi-aplikasi yang mereka ciptakan.
Mikroprosesor pertama adalah intel 4004 yang
dikenalkan tahun 1971, tetapi kegunaan mikroprosesor ini masih sangat terbatas,
hanya dapat digunakan untuk operasi penambahan dan pengurangan. Mikroprosesor
pertama yang digunakan untuk komputer di rumah adalah intel 8080, merupakan
komputer 8 bit dalam satu chip yang diperkenalkan pada tahun 1974. Tahun 1979
diperkenalkan mikroprosesor baru yaitu 8088.
Mikroprosesor 8088 mengalami perkembangan menjadi
80286, berkembang lagi menjadi 80486, kemudian menjadi Pentium, dari Pentium I
sampai dengan sekarang, Pentium IV. Untuk lebih lengkapnya, bisa melihat gambar
dan tabel di bawah ini :
Perbandingan besar
processor
Nama Prosesor
|
Tahun Keluar
|
Jumlah Transistor
|
Micron
|
Clock speed
|
Data width
|
MIPS
|
8080
|
1974
|
6000
|
6
|
2 MHz
|
8
|
0,64
|
8088
|
1979
|
29.000
|
3
|
5 MHz
|
16 bits, 8 bit bus
|
0,33
|
80286
|
1982
|
134.000
|
1,5
|
6 MHz
|
16 bits
|
1
|
80386
|
1985
|
275.000
|
1,5
|
16 MHz
|
32 bits
|
5
|
80486
|
1989
|
1.200.000
|
1
|
25 MHz
|
32 bits
|
20
|
Pentium
|
1993
|
3.100.000
|
0,8
|
60 MHz
|
32 bits, 64 bit
|
100
|
Pentium II
|
1997
|
7.500.000
|
0,35
|
233 MHz
|
32 bits, 64 bit bus
|
400
|
Pentium III
|
1999
|
9.500.000
|
0,25
|
450 MHz
|
32 bits, 64 bit bus
|
1.000
|
Sejarah Mikroprosesor
Sejarah ditemukannya Mikroprosesor
Pentium berawal pada tahun 1958, seorang insinyur bernama Jack Kilby
yang bekerja pada Texas Intruments mencoba memecahkan masalah
dengan memikirkan sebuah konsep menggabungkan seluruh komponen elektronika
dalam satu blok yang dibuat dari bahan semikonduktor. Terciptalah chip
yang pertama, meskipun masih dengan segala kekurangan dan kelemahannya.
Beberapa saat setelah itu, Robert Noyce, yang bekerja pada Fairchild
Semiconductor Corporation, menemukan hal serupa, meskipun mereka
bekerja pada dua tempat yang berbeda. Sejak penemuan pertama sebuah IC, riset
banyak dilakukan untuk menyempurnakan sebuah IC.
Beberapa hal yang cukup penting
dalam sebuah IC adalah ukuran dan daya listrik yang dibutuhkan sebuah IC untuk
berfungsi dengan baik. Saat ini, sebuah IC yang ukurannya sekitar jari kuku
manusia, di dalamnya terdapat ratusan juta komponen yang terintegrasi menjadi
satu. Gorden Moore, co-founder perusahaan Intel, pada tahun 1965 memperkirakan
bahwa jumlah transistor yang terdapat dalam sebuah IC akan bertambah 2 kali
setiap 18 bulan sekali.
Kecenderungan peningkatan jumlah
transistor ini telah terbukti setelah sekian lama dan diperkirakan akan terus
berlanjut. Sebagai contoh perkembangan IC, sebuah 64-Mbit DRAM yang pertama
kali di pasaran pada tahun 1994, terdiri dari 3 juta transistor. Dan
microprocessor Intel Pentium 4 terdiri lebih dari 42 juta transistor dan
kira-kira terdapat 281 IC didalamnya. Bahkan berdasar pada International
Technology Roadmap for Semiconductor (ITRS), diharapkan akan tersedia sebuah
chip yang terdiri dari 3 milyar transistor pada tahun 2008. Umumnya, bahan
semikonduktor yang digunakan dalam pembuatan IC, adalah silikon. Beberapa bahan
lain pun juga memungkinkan untuk digunakan. Proses pembuatan IC sendiri terdiri
dari ratusan step. Meskipun proses pembutan hingga siap untuk digunakan
sangatlah rumit, namun keuntungan yang didapat dari fleksibilitas sebuah IC
dibandingkan dengan jika tidak menggunakan IC.
Jika ditilik dari sejak penemuan
sebuah IC, teknologi IC boleh dibilang masih sangat muda. Belum genap setengah
abad dari pertama kali diproduksi, IC telah berperan penting dalam peradaban
manusia. Seperti komputer misalnya, yang proses utamanya dikontrol oleh ratusan
IC. Komputer merupakan hal penting dalam mendukung perkembangan teknologi
lainnya. Sudah sepantasnya kita mengucap syukur kepada Tuhan, yang telah
mengizinkan perkembangan teknologi terjadi begitu pesatnya, yang akhirnya
membawa kemudahan bagi umat manusia. Bayangkan jika pada waktu itu IC tidak
ditemukan. Mungkin perkembangan teknologi tidak akan seperti sekarang ini.
IC sendiri dipergunakan untuk
bermacam-macam piranti, termasuk televisi, telepon seluler, komputer,
mesin-mesin industri, serta berbagai perlengkapan audio dan video. IC sering dikelompokkan
berdasar jumlah transistor yang dikandungnya berikut adalah penggolongan IC
berdasar jumlah transistor.
* SSI (small-scale integration)
chip dengan maksimum 100 komponen
elektronik.
* MSI (medium-scale integration)
* MSI (medium-scale integration)
chip dengan 100 sampai 3.000
komponen elektronik.
* LSI (large-scale integration)
* LSI (large-scale integration)
chip dengan 3.000 sampai 100.000
komponen elektronik.
* VLSI (very large-scale integration)
* VLSI (very large-scale integration)
chip dengan 100.000 sampai 1.000.000
komponen elektronik.
* ULSI (ultra large-scale integration)
* ULSI (ultra large-scale integration)
chip dengan lebih dari 1 juta
komponen elektronik
Sejarah Perkembangan
Microprocessor
1904
: Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris
yang bernama Sir John Ambrose Fleming (1849-1945)
1906 : ditemukan trioda hasil pengembangan dioda tabung oleh seorang
ilmuwan Amerika yang bernama Dr. Lee De Forest. Yang kemudian terciptalah
tetroda dan pentode.
Akan tetapi penggunaan dari tabung
hampa tersebut tergeser pada tahun 1960 setelah ditemukannya komponen
semikonduktor.
1947 : Transistor diciptakan di labolatorium Bell.
1965
: Gordon Moore dari Fairchild semiconductor dalam sebuah artikel untuk
majalan elektronik mengatakan bahwa chip semikonduktor berkembang dua kali
lipat setiap dua tahun selama lebih dari tiga dekade.
1968
: Moore, Robert Noyce dan Andy Grove menemukan Intel Corp. untuk
menjalankan bisnis “INTegrated Electronics.”
1969 : Intel mengumumkan produk pertamanya, RAM statis 1101, metal
oxide semiconductor (MOS) pertama di dunia. Ia memberikan sinyal pada berakhirnya
era memori magnetis.
1971 : Intel meluncurkan mikroprosesor pertama di dunia, 4-bit 4004,
yang didesain oleh Federico Faggin.
1972
: Intel mengumumkan prosesor 8-bit 8008. Bill Gates muda dan Paul Allen
coba mengembangkan bahasa pemograman untuk chip tersebut, namun saat itu masih
kurang kuat.
1974 : Intel memperkenalkan prosesor 8-bit
8080, dengan 4.500 transistor yang memiliki kinerja 10 kali pendahulunya.
1975
: Chip 8080 menemukan aplikasi PC pertamanya pada Altair 8800, sekaligus merevolusi
PC. Gates dan Allen sukses mengembangkan bahasa dasar Altair, yang kemudian
menjadi Microsoft Basic, untuk 8080.
1976
: Arsitektur x86 mengalami kemunduran saat Steve Jobs dan Steve Wozniak
memperkenalkan Apple II computer dengan menggunakan prosesor 8-bit Motorola
6502.
1978
: Intel memperkenalkan mikroprosesor 16-bit 8086 yang kelak menjadi
standar industri pada tanggal 8 Juni.
1979 : Intel memperkenalkan versi dengan harga yang lebih murah dari
8086, yaitu 8088 dengan 8-bit bus.
1980
: Intel memperkenalkan 8087 math co-processor.
1981 : IBM
memilih 8088 untuk menjalankan PC-nya. Seorang eksekutif Intel kemudian
mengatakannya sebagai “Kemenangan besar pertama Intel.”
1982 : IBM
menandatangani Advanced Micro Devices sebagai sumber kedua Intel untuk
mikroprosesor 8086 dan 8088.
1982 : Intel memperkenalkan prosesor 16-bit 80286 dengan 134.000
transistor.
1984 : IBM
mengembangkan PC generasi kedua, 80286-based PC-AT. PC-AT yang menjalankan
MS-DOS, kelak menjadi standar PC selama hampir 10 tahun.
1985 : Intel keluar dari bisnis RAM dinamis untuk fokus pada
mikroprosesor, dan akhirnya ia mengeluarkan prosesor 80386, sebuah chip 32-bit
dengan 275.000 transistor dan kemampuan menjalankan berbagai macam program
sekaligus.
1986
: Compaq Computer melambungkan IBM dengan PC yang didasarkan pada 80386.
1987 : VIA Technologies didirikan di Fremont, Calif., mereka akan
mejual chip set core logic x86.
1989
: 80486 diluncurkan, dengan 1.2 juta buah transistor dan built-in math
co-processor.
Intel telah memprediksi pengembangan prosesor multicore suatu saat pada
tahun 2000-an.
1990
: Compaq memperkenalkan server PC pertama, yang dijalankan dengan
menggunakan 80486.
1993
: Transistor 3.1 juta, prosesor 66-MHz Pentium dengan teknologi
superscalar diperkenalkan.
1994 : AMD
dan Compaq membentuk aliansi untuk mendukung Compaq computer dengan
mikroprosesor Am486.
1997
: Intel meluncurkan teknologi prosesor 64-bit Epic. Ia juga memperkenalkan
MMX Pentium untuk aplikasi prosesor sinyal digital, yang juga mencakup grafik,
audio, dan pemrosesan suara.
1998
: Intel memperkenalkan prosesor Celeron di bulan April.
1999 : VIA
mengakuisisi Cyrix Corp. dan Centaur Technology, pembuat prosesor x86 dan x87
co-processor.
2000 : Debut Pentium 4
dengan 42 juta transistor.
2003 : AMD
memperkenalkan x86-64, versi 64-bit dari x86 instruction set.
2004 : AMD
mendemonstrasikan x86 dual-core processor chip.
2005
: Intel menjual prosesor Dual-Core pertamanya.
2006 : Dell Inc. mengumumkan
akan menawarkan system prosesor berbasis AMD.
2006
: Intel Memperkenalkan prosesor core 2 duo di bulan juli.
2007
: Intel memperkenalkan prosesor core 2 quad di bulan januari.
Karakteristik
Mikroprosesor
Berikut adalah karakteristik penting
dari mikroprosesor :
- 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.
- Ukuran bus data eksternal (external data bus size): Jumlah saluran yang digunakan untuk transfer data antar komponen antara mikroprosesor dan komponen-komponen di luar mikroprosesor.
- Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
- Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
- Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.
JENIS-JENIS MIKROPROSESOR
Mikroprosesor dan keluarga komponen
sejenis seperti memori dan rangkaian I/O dibuat dengan berbagai teknologi
bahan. Beberapa dari teknologi tersebut adalah TTL (Transistor-transistor
Logic), STTL (Schottky-clamped TTL), LSTTL ( Low Power STTL), ECL (Emitter
Coupled Logic), IIL (Integrated-injection Logic), PMOS (P-Channel Metal Oxide
Semiconductor),NMOS (N-Channel Metal Oxide Semiconductor), CMOS (Complementary
MOS), dan HSCMOS (High Speed CMOS).
1. Beberapa Jenis Mikroprosesor Atas Dasar
Teknologi Bahannya:
Prosesor Teknologi Konsumsi Siklus
Daya Instruksi :
INTEL 8008 PMOS 420mW 10us
INTEL 8085 NMOS 400mW 1,3us
INTEL 8028 6HCMOS 2500mW 0,1us
RCA 1802C CMOS 400mW 6,4us
MOTOROLA MC680 NMOS 600mW 2,0us
MOTOROLA MC68000 HCMOS 1750mW 0,08us
MOS Technology 6502 NMOS 250mW 3,0us
National 32032 HCMOS 1000mW 0,1us
Zilog Z80 NMOS 400mW 1,3us
2. Jenis Mikroprosesor Atas Dasar Lebar Bus
Data dan Pabrik Pembuatnya :
Prosesor Pabrik Lebar Data Teknologi Tahun
4004 INTEL 4-bit PMOS 1971
4040 INTEL 4-bit PMOS 1971
PPS-4 Rockwell 4-bit PMOS 1972
8008 INTEL 8-bit PMOS 1972
8080 INTEL 8-bit NMOS 1974
F8 Fairchild 8-bit NMOS 1974
6800 Motorola 8-bit NMOS 1974
Z80 Zilog 8-bit NMOS 1976
6801 Motorola 8-bit NMOS 1978
6809 Motorola 8-bit NMOS 1978
9900 Texas Inst. 16-bit NMOS 1976
68000 Motorola 16-bit NMOS
Z8000 Zilog 16-bit NMOS
3. Jenis Mikroprosesor Atas Dasar Lebar Bus
Datanya Keluarga INTEL dan MOTOROLA
4. Jenis Mikroprosesor Keluarga INTEL Dari
Masa ke Masa
- INTEL 4004, 1971
- INTEL 4004, 1971
Mikroprosesor ini dikeluarkan pada
tahun 1971oleh Intel Corporation, merupakan mikroprosesor pertama di dunia.
Spesifikasi:
Lebar bus data: 4-bit
Clock: 740 KHz
Memori program: 4 KB
Memori data: 640 bytes
Memori Stack: 3-level
No interrupts
Jumlah pin: 16-pin DIP
- INTEL 4040
Spesifikasi:
Lebar bus data: 4-bit
Clock: 740 KHz
Memori program: 2 x 4 KB
Memori data: 640 bytes
Memori Stack: 7-level
No interrupts
Jumlah pin: 24-pin DIP
INTEL
8008, Januari 1972
Merupakan mikroprosesor 8-bit yang
mampu melaksanakan 48 instruksi dengan ukuran memori 16 Kbyte (16K x 8-bit).
Adanya instruksi tambahan menyebabkan prosesor ini dapat diaplikasikan dalam
sejumlah aplikasi yang lebih maju.
- INTEL 8080, November 1973
Merupakan mikroprosesor modern 8-bit
yang pertama dan diperkenalkan pada November 1973. Dapat melaksanakan instruksi
10 kali lebih cepat dari 8008.
- INTEL 8085, 1977
Merupakan versi yang lebih baru dari
8080, diperkenalkan oleh Intel Corporation pada tahun 1977. Tidak ada kemajuan
yang berartidari versi ini, menangani jumlah memori yang sama, melaksanakan
jumlah instruksi yang sama, kemajuannya hanya pada penambahan 1,3 Us kontroler
instruksi yang merupakan komponen eksternal dari sistem berdasar 8080.
- INTEL 8086/8088, 1978
Mikroprosesor 8086 dikeluarkan oleh
INTEL Corporation pada tahun 1978 dan setahun kemudian 8088. Keduanya merupakan
mikroprosesor 16-bit yang melaksanakan instruksi dengan kecepatan sedikitnya
400 ns per instruksi dan mampu menangani alamat memori 1 Mbyte. Teknologi
prosesor ini merupakan landasan pengembangan bagi prosesor INTEL berikutnya.
-
INTEL 80286/80386/80486
- INTEL PENTIUM I/II/III/IV
Keuntungan Dan Kekurangan
Mikroprosesor
Keuntungan penggunaan mikroprosesor dalam
suatu sistem adalah sebagai berikut :
Sistem
mikroprosesor bersifat dapat diprogram, jadi dengan mempergunakan perangkat
keras yang sama atau hampir sama dapat diperoleh berbagai macam aplikasi yang
berbeda dengan hanya mengganti atau mengubah program
Sistem
mikroprosesor bersifat fleksibel, serbaguna dan dapat untuk minimisasi sistem
mikrokomputer
Sistem
mikroprosesor dapat digunakan pada berbagai jenis peralatan dalam banyak bidang
misalnya bidang komunikasi, bidang informatika, kedokteran, laboratorium,
nuklir, dll.
Kerugian penggunaan mikroprosesor tersebut
diantaranya :
Adanya cukup
banyak jenis mikroprosesor dengan perangkat keras dan perangkat lunak yang
berbeda umumnya tidak kompetibel, tergantung dari pabrik yang membuatnya
Setiap jenis
mikroprosesor diperlukan suatu sistem pengembangan prosesor yang tertentu pula
Kerusakan
software berakibat sistem macet dan tidak dapat diperbaiki jika tidak diketahui
kode-kodenya
Sistem mikroprosesor lebih sensitif terhadap gangguan thero dari luar
Mikroprosesor melakukan operasi aritmatik dan logic. Yang aritmatik contohnya ; penjumlahan, perkalian, dsb., sedangkan logic contohnya ; or not, dll., dan juga mikroprosesor dapat juga melakukan pengendalian terhadap seluruh komputer.
Mikroprosesor melakukan operasi aritmatik dan logic. Yang aritmatik contohnya ; penjumlahan, perkalian, dsb., sedangkan logic contohnya ; or not, dll., dan juga mikroprosesor dapat juga melakukan pengendalian terhadap seluruh komputer.
CU
(Control Unit) adalah bagian yang bertanggung jawab mengatur atau mengendalikan
kerja antara komponen-komponen antara RAM, ROM sehingga seluruh sistem
melaksanakan fungsinya secara tepat dan benar.
Register adalah
memori yang ada di dalam mikroprosesor dengan kecepatan lebih cepat dibandingan
dengan RAM, ROM.
Clock
adalah generator untuk pulsa frekuensi yang besarnya tentu dan mempengaruhi
kerjanya proses komputer. Kemampuan clock harus lebih kecil atau sama dengan
kemampuan clock dalam komputer.
Basis Data
adalah kumpulan sejumlah saluran data yang bersifat bidirectional (dua arah
bolak balik). Basis data berkembang mulai dari 4 bit, 8, 16 dan 32.
Adress Bus adalah kumpulan sejumlah saluran adress
yang bersifat directional (satu arah) mulai berkembang dari 16 saluran, 20, 24
dan 32.
- Control Bus adalah sejumlah saluran kontrol yang dipergunakan untuk melakukan sinkronisasi cara kerja mikroprosesor dengan cara kerja komponen-komponen diluar mikroprosesor yang sifatnya satu arah.
Perbedaan mikroprosesor
dan mikrokontroler
Sebelumnya akan
dibahas dulu mengenai perbedaan mikroprocessor dan mikrocontroller. Jika kita
telaah dari arti katanya maka, microprocessor=pengolah kecil lalu
mikrocontroller=pengendali kecil. dari arti diatas sebenarnya sudah bisa
diketahui perbedaannya.
Keterangan
lebih lanjut:
Mikroprosesor bersifat general purpose (berfungsi umum). Seperti arti katanya
yaitu pengolah sehingga mikroprosesor hanya berisikan sepaket chip yang hanya
berfungsi sebagai pengolah data (terdiri dari ALU, PC, SP, register, clock,
interrupt, data/address bus) dari memory. Mikroprosesor tidak memiliki
fitur lainya sehingga untuk dapat beroperasi harus ditambahkan lagi RAM,
I/O dan berbagai peripheral atau device lain tergantung penggunaannya. Contoh
nya seperti processor INTEL atau AMD pada PC.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar