TODAY NEWS

Memory Address Register (MAR),

untuk menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca oleh MBR.

• Instruction Register (IR), berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan dieksekusi.
• Instruction Buffer Register (IBR),

digunakan untuk penyimpanan sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori.

• Program Counter (PC),

berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.

• Accumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), digunakan untuk penyimpanan sementara operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah sebuah bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti (most significant bit) disimpan dalam AC dan 40 bit lainnya (least significant bit) disimpan dalam MQ.
• IAS beroperasi secara berulang membentuk siklus instruksi. Komputer IAS memiliki 21 instruksi, yang dapat dikelompokkan seperti berikut ini :

1. Data tranfer, memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU atau antara dua register ALU sendiri.
2. Unconditional branch, perintah-perintah eksekusi percabangan tanpa syarat tertentu.
3. Conditional branch, perintah-perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat tertentu agar dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut.
4. Arithmetic, kumpulan operasi-operasi yang dibentuk oleh ALU.
5. Address Modify, instruksi-instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di komputasi sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.

1. KOMPUTER KOMERSIAL (COMMERSIAL COMPUTER)

Pada tahun 1950-an mulai bermunculan industri komputer, antara lain:

1947 - Eckert-Mauchly mendirikan Eckert-Mauchly Computer Corporation, dengan produknya: UNIVAC I (Universal Automatic Computer) sebagai tulang punggung perhitungan sensus di USA, UNIVAC II pada tahun 1950 dengan karakteristik : lebih cepat dan memori lebih besar.

1. 1950 – muncul 2 perusahaan yaitu Sperry dan IBM yang pada saat itu mendominasi pasar. Produk dari IBM antara lain: IBM seri 701 tahun 1953, IBM seri 702 tahun 1955.

2. Komputer Generasi Kedua: Transistor (1955 – 1965)

Perubahan mendasar pada computer generasi kedua ini adalah penggatian Vacuum Tube oleh transistor. Dimana transistor memiliki spesifikasi sebagai berikut:

• Lebih kecil
• Lebih ringan
• Disipasi daya lebih rendah
• Solid State device
• Terbuat dari silikon Silicon (Sand)

Transistor ditemukan 1947 di Lab.Bell oleh William Shockley dan tahun 1950 telah meluncurkan revolusi elektronika modern. IBM sebagai perusahaan pertama yang meluncurkan produk komputer dengan transistor sehingga tetap mendominasi pangsa pasar komputer. NCR dan RCA adalah perusahaan yang mengembangkan komputer berukuran kecil saat itu, kemudian diikuti IBM dengan mengeluarkan seri 7000-nya.

Dengan adanya transistor membuat hardware komputer saat itu makin cepat prosesnya, Memori makin besar kapasitasnya namun makin kecil bentuknya. Generasi dua ini juga terdapat perubahan perkembangan pada ALU yang makin kompleks, lahirnya bahasa pemrograman tingkat tinggi maupun tersedianya software sistem operasi. Generasi kedua juga ditandai munculnya Digital Equipment Corporation (DEC) tahun 1957 dan meluncurkan komputer pertamanya, yaitu PDP 1. Komputer ini sangat penting bagi perkembangan komputer generasi ketiga.

Gen	Tahun	Teknologi	Kec (operasi/detik)
1	1946 – 1957	Tabung Vakum	40.000
2	1958 – 1964	Transistor	200.000
3	1965 – 1971	Small and medium scale integration	1.000.000
4	1972 – 1977	Large scale integration	10.000.000
5	1978 -	Very large scale integration	100.000.000

Tabel 2.1 Kecepatan Generasi – Generasi Komputer

Yang termasuk dalam computer generasi kedua antara lain:

2. IBM 7094

Komputer ini diluncurkan tahun 1962. Kemajuan IBM 7094 adalah adanyaInstruction Backup Register (IBR) yang berfungsi membeffer instruksi berikutnya, efeknya komputer akan lebih cepat prosesnya. Unit kontrol mengambil dua word yang berdampingan dari memori untuk sebuah pengambilan instruksi, kecuali bila terjadi percabangan. Kemajuan IBM 7094 lainnya adalah adanya multiplexor untuk memultiplexdata channel (saluran data). Multiplexor berfungsi sebagai sentral switch data yang akan diproses dalam CPU.

Konfigurasi IBM 7094

IBM 7094 memiliki konfigurasi sebagai berikut:

IBM 7094 dibuat dengan tujuan kemampuannya semakin meningkat, kapasitasnya semakin besar, dan biayanya semakin kecil.

2. DEC PDP 1

Digital Equipment Corporation (DEC) tahun 1957 meluncurkan komputer pertamanya yaitu PDP 1.

3. Komputer Generasi Ketiga: Integrated Circuits (1965 – 1980)

Komputer generasi ketiga memasuki era microelectronics sebagai pengganti transistor. Microelectronics merupakan dasar penemuan dari integrated-circuit (lintasan yang terintegrasi).

MICROELECTRONICS

Microelectronics merupakan benar-benar “ small-electronics” yang dapat dibuat dengan semikonduktor. Contoh: silicon wafer (wafer silikon). Microelectronics lebih dikenal dengan nama chip.

MOORE’S LAW

• Kepadatan komponen dalam sebuah chip meningkat
• Gordon Moore - cofounder of Intel
• Jumlah transistor dalam chip menjadi dua kali lipat tiap tahun
• Sejak 1970 perkembangan agak lambat
• Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip berkembang tiap 18 bulan
• Harga dari chip rata-rata tetap / tidak berubah
• Higher packing density berarti jalur elektronik lebih pendek, kemampuan makin meningkat
• Ukuran yang mengecil meningkatkan flexebilitas
• Mengurangi daya dan membutuhkan pendinginan
• Beberapa Interkoneksi meningkatkan reliabilitas

Yang termasuk dalam computer generasi ketiga antara lain:

3. IBM 360

IBM 360 diluncurkan pada tahun 1964 dan memiliki spesifikasi sebagai berikut:

• Set Instruksi Mirip atau Identik, dalam kelompok komputer ini berbagai model yang dikeluarkan menggunakan set instruksi yang sama sehingga mendukung kompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya.
• Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian computer tidak kesulitan dalam system operasinya karena sama.
• Kecepatan yang meningkat, model-model yang ditawarkan mulai dari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri.
• Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan.
• Harga yang meningkat, semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.

Karakteristik Penting Kelompok System/360

Karakteristik	Model 30	Model 40	Model 50	Model 65	Model 75
Ukuran memori (Kb)	64	256	256	512	512
Laju data dari meori (Mbytes/det)	0.5	0.8	2.0	8.0	16.0
Prosesor cycle time (μdetik)	1.0	0.625	0.5	0.25	0.2
Jumlah maksimum data channel	3	3	4	6	6
Data maks per channel (Kbps)	250	400	800	1250	1250

DEC PDP-8

PDP-8 diluncurkan pada tahun 1964 dan memiliki spesifikasi sebagai berikut:

• Minicomputer pertama kali (setelah miniskirt)
• Tidak memerlukan air conditioned room
• Embedded applications & OEM
• Arsitektur PDP-8 sangat berbeda dengan IBM terutama bagian sistem bus. Pada komputer ini menggunakan omnibus system
• Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang terpisah, yang digunakan untuk membawa sinyal-sinyal kontrol, alamat maupun data
• Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer-komputer modern

4. Komputer Generasi Terakhir: Very Large Scale Integration (1980 - ????)

Era keempat perkembangan genarasi komputer ditandai adanya VLSI. Paket VLSI dapat menampung 10.000 komponen lebih per kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai 100juta operasi per detiknya.

Masa-masa ini diawali peluncuran mikroprosesor Intel seri 4004. Mikroprosesor 4004 dapat menambahkan dua bilangan 4 bit dan hanya dapat mengalikan dengan cara pengulangan penambahan. Memang masih primitif, namun mikroprosesor ini tonggak perkembangan mikroprosesor-mikroprosesor canggih saat ini. Tidak ada ukuran pasti dalam melihat mikroprosesor, namun ukuran terbaik adalah lebar bus data : jumlah bit data yang dapat dikirim diterima mikroprosesor. Ukuran lain adalah jumlah bit dalam register.

Tahun 1972 diperkenalkan dengan mikroprosesor 8008 yang merupakan mikroprosesor 8 bit. Mikroprosesor ini lebih kompleks instruksinya tetapi lebih cepat prosesnya dari pendahulunya. Kemudian Bells dan HP menciptakan mikroprosesor 32 bit pada 1981, sedangkan Intel baru mengeluarkan tahun 1985 dengan mikroprosesor 80386.

Grafik jumlah transistor dalam chips Pentium

Feature	8008	8080	8086	80386	80486
Tahun diperkenalkan Jumlah instruksi Lebar bus alamat Lebar bus data Jumlah flag Jumlah register Memori I/O port Waktu add register to register	1972 66 8 8 4 8 15KB 24 -	1974 111 16 8 5 8 64KB 256 1.3μ det	1978 133 20 16 9 16 1MB 64KB 0.3μ det	1985 154 32 32 14 8 4GB 64KB 0.125μdet	1989 235 32 32 14 8 4GB 4GB 0.06μdet

Evolusi mikroprosesor Intel

Dengan teknologi microprocessor ini didapat banyak keuntungan, antara lain:

• Kecepatan prosessor meningkat
• Kapasitas memori meningkat
• Kecepatan memori tertinggal dibanding kecepatan prosessor

Peningkatan kecepatan:

• Pipelining
• On board cache
• On board L1 & L2 cache
• Branch prediction
• Data Flow Analisys
• Speculative Execution

5. Perancangan Kinerja

Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. Dari segi perkembangan program aplikasipun sangat menakjubkan. Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat ini meliputi :

• Pengolahan citra
• Pengenalan voice atau pembicaraan
• Video conference
• Mulitimedia
• Transfer data

Yang menakjubkan lagi adalah dari sudut pandang organisasi dan arsitektur computer saat ini adalah mirip dengan komputer IAS yang dibuat sekitar 50 tahun lalu, namun perkembangan dan kecanggihannya dapat kita rasakan sekarang ini. Peningkatan kinerja mikroprosesor ini terus berlanjut tidak kenal henti dengan berbagai teknik yang telah dikembangkan, diantaranya :

• Branch Prediction, teknik dimana prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam software dan melakukan prediksi percabangan atau kelompok instruksi yang akan dieksekusi berikutnya.
• Data Flow Analysis, prosesor akan menganalisa instruksi – instruksi yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi.
• Speculative Execution, dengan modal prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat melakukan eksekusi spekulatif terlebih dahulu sebelum waktunya. Perkembangan mikroprosesor, dilihat dari kapasitas operasi dan kecepatannya sangatlah pesat. Perkembangan mikroprosesor ini sulit diimbangi oleh komponen lainnya semisal memori. Hal ini menimbulkan masalah kesenjangan dan kurang sinkronnya operasi antar komponen. Perhatikan laju perkembangan prosesor dibandingkan memori utama seperti terlihat pada gambar ini.

Grafik perbandingan kecepatan mikroprosesor dan memori

Terdapat beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi antaramikroprosesor dengan komponen lainnya, diantaranya :

• Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan melebarkan DRAM dan melebarkan lintasa sistem busnya.
• Mengubah antarmuka DRAM sehingga lebih efisien dengan menggunakan teknik cache atau pola buffer lainnya pada keping DRAM.
• Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus-bus yang lebih cepat untuk buffering dan membuat struktur aliran data.

Penggunaan DRAM

Bidang lain yang menjadi fokus kajian peningkatan kinerja sistem komputer adalah penanganan perangkat-perangkat I/O. Masalah yang terjadi hampir sama dengan memori. Teknik penyelesaian yang digunakan umumnya adalah teknik buffering dan caching.

Target yang ingin dicapai dalam peningkatan kinerja adalah tercapainya keseimbangan proses operasi antar komponen – komponen penyusun komputer sehingga menghasilkan kinerja komputer yang tinggi.

Contoh Evolusi Komputer

Evolusi komputer yang akan dijelaskan adalah kelompok komputer Pentium Intel dan

PowerPC. Alasannya adalah komputer Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara

18

teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam

arsitekturnya. Sedangkan PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi

RISC (reduced instruction set computers). Detail tentang CISC dan RISC akan dijelaskan dalam

matakuliah Arsitektur CPU.

Pentium

Pentium merupakan produk Intel yang mampu mendominasi pasaran prosesor hingga saat ini. Generasi demi generasi diluncurkan ke pasaran dengan kenaikan unjuk kerja yang menakjubkan

dalam memenuhi kebutuhan konsumennya. Berikut evolusi prosesor keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor keluaran saat ini:

• 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan bus data ke memori juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan kemampuan pengalamatan 16KB.
• 8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi. Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori 64KB.
• 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan 133 instruksi.
• 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu.
• 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada teknologi cache memori danpipelining instruksi. Sudah dilengkapi dengan math co-processor.
• Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi secara paralel.
• Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasisuperscalar untuk proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori yang makin canggih.
• Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi RISC.
• Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point untuk menangani grafis 3D.
• Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia semakin canggih.
• Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128 interger register.

 PowerPC

Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990 IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang merupakan mesin RISC superskalar workstation. Setelah ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur POWER.

IBM menjalin kerja sama dengan Motorola menghasilkan mikroprosesor seri 6800, kemudian Apple menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat ini terdapat 4 kelompok PowerPC, yaitu :

• 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat.
• 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 namun lebih murah untuk keperluan efisien.
• 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer low-end server dan komputer desktop.
• 620, ditujukan untuk penggunaan high-end server. Mesin dengan arsitektur 64 bit.
• 740/750, seri dengan cache L2.
• G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan 8 instruksi paralel.

BEBERAPA SOLUSI

• Meningkatkan jumlah bits yang diterima tiap proses
• Make DRAM “wider” rather than “deeper”
• Mengubah DRAM interface
• Cache
• Mengurangi frekuensi dari akses memori
• More complex cache and cache on chip
• Meningkatkan interconnection bandwidth
• High speed buses
• Hierarchy of buses

KESIMPULAN

• Sejarah singkat komputer dimulai dari Tabung Vakum, Transistor, IC dan VLSI.
• Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral.
• Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara
• teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya.
• PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers).