CENTRAL PROCESSING UNIT
Hallo gaes selamat datang di blog saya. setelah sekian lama saya tidak menulis di blog saya. pada kesempatan kali ini saya akan menulis tentang Central Processing Unit. Apa itu CPU? Apa sih Fungsi dari bagian CPU?? Apa aja sih jenis" CPU?. saya akan menjawab beberapa pertanyaan tersebut..
APA ITU CPU?
CPU (Central Processing Unit) adalah otak dari sistem komputer. Pekerjaan utama dari CPU adalah mengerjakan program yang terdiri atas instruksi-instruksi yang diprogram oleh programmer. Suatu program komputer akan menginstruksikan CPU untuk membaca informasi dari piranti input, membaca informasi dari dan menulis informasi ke memori, dan untuk menulis informasi ke output. CPU sendiri terbuat dari lempengan yang berbahan silicon yang terdiri atas 10 juta transitor yang biasa disebut “chip”. Perkembangan CPU dari waktu ke waktu semakin meningkat. Awal munculnya processor, yakni hadir dengan microprocessornya yang di buat oleh INTEL, satu-satunya produsen pada masa itu untuk pembuatan processor. Namun, sekarang ini sudah banyak perusahaan-perusahaan yang membuat processor.
APA AJA JENIS CPU?
1. Intel Processor
Jenis CPU ini termasuk yang paling terkenal dan paling banyak diaplikasikan pada sebagian besar teknologi komputer. Produk yang diciptakan oleh perusahaan multi nasional Intel Corporation ini bahkan telah ada sejak tahun 1968.
Intel Corporation yang berasal dari Amerika Serikat ini dikenal sebagai produsen yang memiliki desain khas terhadap mikroprocessor. Salah satu produk yang paling baru dan paling canggih dari Intel adalah processor Intel Core i7 800, i5 dan Xeon 34002009
2. AMD (Advanced Micro Processor)
Advanced Micro Processor atau disebut juga AMD merupakan pesaing terberat Intel. Walaupun penjualannya masih berada satu level di bawah Intel akan tetapiprodusen processor AMD ini terus melakukan pengembangan produk dan ekspansi yang lebih gencar dengan mengadopsi arsitektur X86.
Perusahaan multi nasional asal Sunnyvale, California Amerika Serikat ini mengembangkan produk processor tidak hanya untuk server komputer tapi juga laptop, tablet, dan kartu grafis perangkat gaming.
3. ARM Processor
Produsen processor asal Cambridge, Inggris ini telah berdiri sejak tahun 1990 dengan nama Advance RISC Machines. Berbeda dari Intel dan AMD, ARM lebih berfokus pada processor untuk perangkat mobile seperti smartphone dan tablet.
ARM processor menggunakan arsitektur processor mencapai 32 bit. Hal ini membuatnya sebagai processor yang cocok untuk perangkat ponsel pintar. Berikut ini adalah jenis ARM Processor pada vendor mobile Samsung:
• Qualcomm Snapdragon
• Texas Instrument OMAP
• Nvidia Tegra
• Samsung Hummingbird
4. Cyrix Processor
Cyrix telah berdiri sejak tahun 1988 sebagai perusahaan pengembang mikroprocessor komputer. Perusahaan yang bermarkas di Texas, Amerika Serikat ini merupakan pemasok produk processor yang memiliki ketahanan performa yang cukup tinggi.
Berikut contoh produk Cryrix processor yang beredar dipasarkan :
• Cyrix FasMath
• Cyrix 486SLC dan Cyrix 486DLC
• Cyrix 5×86
• Cyrix 6×86 (M1)
• Cyrix MII
• Cyrix MediaGX
• Cyrix MII-433GP
5. Apple Processor
Perusahaan dengan logo berupa apel yang setengah digigit ini dikenal sebagai perusahaan pembuat produk telepon pintar dan juga perangkat mobile lain seperti tablet. Akan tetapi belakangan ini perusahaan besutan Steve Jobs ini pun memproduksi dan mengembangkan processor yang dirancang untuk keperluan sumber daya dan penjualan produk digital serta perangkat lunak komputer.
Perusahaan yang bermarkas di Silicon Valley, California, Amerika Serikat ini memproduksi beberapa processor seperti Macintosh, Apple ProDOS, dan lain-lain
6. IBM Processor
International Bussiness Machines Corporation (IBM) merupakan perusahaan yang memproduksi sekaligusmenjual berbagai perangkat keras dan perangkat lunak komputer. Perusahaan yang berdiri sejak tahun 1911 ini telah mengembangkan berbagai produk processor. Salah satu yang paling baru dan tercanggih saat ini adalah processor IBM POWER7.
APA FUNGSI DARI BAGIAN - BAGIAN CPU??
CPU merupakan otak bagi sebuah sistem komputer. CPU memiliki 3 komponen utama yang merupakan bagian tugas utamanya yaitu :
1. unit kendali (Control Unit – CU)
2. unit aritmetika dan logika (Aritmetic and Logic Unit – ALU)
3. komponen register yang berfungsi membantu melakukan hubungan (interface) dari dan ke memori.
Tugas CPU adalah melaksanakan dan mengawal keseluruhan operasi komputer sehingga bisa dikatakan hampir keseluruhan pemikiran dilaksanakan disini, sehingga sering dinamakan sebagai otak komputer.
A. Control Unit
Unit kontrol (bahasa Inggris: Control Unit – CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan arahan / kendali / kontrol terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari perangkat CPU tersebut. Pada awal-awal desain komputer, CU diimplementasikan sebagai ad-hoc logic yang susah untuk didesain. Sekarang, CU diimplementasikan sebagai sebuah mikroprogram yang disimpan di dalam tempat penyimpanan kontrol.
Tugas dari CU adalah sebagai berikut:
1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
3. Mengambil data dari memori utama kalau diperlukan oleh proses.
4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan
5. logika serta mengawasi kerja.
6. Menyimpan hasil proses ke memori utama.
Proses tiga langkah karakteristik unit control:
1. Menentukan elemen dasar prosesor
2. Menjelaskan operasi mikro yang akan dilakukan prosesor
3. Menentukan fungsi-fungsi yang harus dilakukan unit control agar menyebabkan pembentukan operasi mikro
Masukan-masukan unit control:
1. Clock
Pewaktu adalah cara unit control dalam menjaga waktunya. Unit control menyebabkan sebuah operasi mikro (atau sejumlah operasi mikro yang bersamaan) dibentuk bagi setiap pulsa waktu. Pulsa ini dikenal sebagai waktu siklus prosesor
2. Flag
Flag ini diperlukan oleh unit control untuk menentukan status prosesor dan hasil operasi ALU sebelumnya.
3. Register Instruksi
Opcode instruksi saat itu digunakan untuk menentukan operasi mikro mana yang akan
dilakukan selama siklus eksekusi.
4. Sinyal control untuk mengontrol bus
Bagian bus control bus system memberikan sinyal-sinyal ke unit control, seperti sinyalsinyal interupsi dan acknowledgement.
Keluaran-keluaran unit control:
• Sinyal control didalam prosesor: terdiri dari dua macam: sinyal -sinyal yang menyebabkan data dipindahkan dari register yang satu keregister yang lainnya, dan sinyal-sinyal yang dapat mengaktifasi fungsi-fungsi ALU tertentu.
B. ALU (Aritmetic and Logic Unit)
ALU (Arithmetic and Logic Unit), CU (Control Unit), Register, dan interkoneksinya. ALU merupakan bagian pengolah bilangan biner dari sebuah prosesor. ALU bertugas melakukan operasi-operasi aritmatika dan logika sesuai dengan instruksi yang diberikan. ALU juga merupakan salah satu bagian yang terpenting. Unit aritmetik logika (ALU) terdiri dari sirkuit elektronik yang membuatnya mampu melaksanakan operasi aritmatika dan logika. Ia mengeksekusi instruksi dan melakukan perhitungan (tambah, kali, kurang, dan bagi) dan perbandingan. ALU bekerja dengan register yang berbeda untuk menyimpan data atau informasi tentang tindakan terakhir yang dilakukan oleh unit logika. ALU mampu membandingkan huruf, angka, atau karakter khusus. Komponen dari rangkaian logika pada ALU adalah gerbanggerbang logika AND, OR, XOR, dan NOT yang dihubungkan pada multiplexer. Selain itu juga terdapat juga operasi shifter yang komponen dasarnya adalah multiplexer. Komponen ALU mendapatkan masukan data dari register dan sinyal kontrol dari CU. Untuk operasi ALU dengan dua masukan, diperlukan dua register 8-bit: ACC (accumulator) untuk masukan pertama dan temp (register sementara) untuk masukan kedua. Hasil dari operasi ALU ini adalah data 8-bit yang kemudian diteruskan ke register untuk menyimpan hasil operasi ini. Selain itu juga dihasilkan flag atau bit status. Flag ini akan diteruskan ke register yang menyimpan flag hasil dari operasi ALU. Untuk mempercepat pemrosesan data di dalam prosesor, selain CU dan ALU, prosesor juga membutuhkan memori dengan kecepatan yang sama dengan prosesor. Memori khusus yang diimplementasikan pada prosesor ini disebut register. Komponen utama penyusun register adalah flip-flop.
C.Register
Bagian CPU berikutnya adalah register. Register merupakan perangkat memori sementara yang menyimpan data. Register membantu CPU dalam melaksanakan instruksi. Mereka dikelola oleh unit kontrol. Register berfungsi untuk tempat penyimpanan yang berisi data dan informasi lainnya yang sering dibutuhkan ketika sebuah program sedang berjalan. Register dimaksudkan untuk dapat diakses dengan sangat cepat. Yang termasuk register di antaranya adalah register uji dan instruksi. Register instruksi berisi instruksi CPU sedangkan register uji dimaksudkan untuk menyimpan hasil kerja yang dilakukan oleh CPU.
D. Memory
Memori merupakan media penyimpanan program maupun data. Memori semikonduktor dapat dibedakan menjadi Read Only Memory (ROM) dan Random Access Memory (RAM). ROM adalah memori non-volatil yang digunakan untuk menyimpan data secara permanen. Data yang disimpan hanya dapat dibaca, tidak dapat diubah, dan isinya tidak hilang ketika catuan dimatikan. Sedangkan RAM adalah tempat penyimpanan sementara yang berisi alamat yang isinya dapat dibaca dan dimodifikasi. Memori ini bersifat volatil, isinya akan hilang ketika catuan dimatikan. Memori program merupakan ruang memori yang digunakan untuk menyimpan program yang akan dijalankan oleh prosesor. Memori program bersifat read only memory (ROM). Prosesor hanya bisa membaca isi dari memori program tetapi tidak bisa mengubah isinya. Memori data pada prosesor digunakan untuk menyimpan data-data hasil pemrosesan dari instruksiinstruksi yang dijalankan oleh prosesor. Pada mikrokontroler 8051, memori data internal sebesar 128 byte. Didalamnya terdapat bank register, Spesial Function Register (SFR), dan general-purpose register.
E. Bus
Suatu sistem digital pada umumnya memiliki banyak komponen register. Interkoneksi antar komponen diperlukan untuk transfer data dari satu komponen ke komponen yang lainnya. Untuk efesiensi dalam transfer data tersebut digunakan suatu sistem untuk berbagi saluran yang disebut bus. Bus adalah sekelompok kawat penghubung yang digunakan sebagai jalur untuk menyalurkan bit-bit biner. Ada tiga jenis bus pada sistem prosesor : bus data, bus alamat, dan bus kontrol.
1. Bus data digunakan untuk mentransfer data antara CPU dengan elemen elemen lain di dalam sistem. Bus data bersifat bidirectional, bisa menerima data dan juga mengirimkan data. Juga terdapat internal data bus untuk transfer data sesama elemen CPU, yang dihubungkan ke bus data sistem melalui Memory Buffer Register (MBR). MBR merupakan buffer dua arah.
2. Bus alamat membawa alamat dari lokasi memori, untuk mengambil data agar dapat dibaca atau untuk menyimpan agar dapat ditulis. Bus alamat dapat juga mengalamati elemen elemen lain di dalam sistem seperti unit antarmuka masukan/keluaran. Bus alamat dapat membawa 16 bit informasi digital secara serempak.
3. Bus kontrol membawa semua isyarat kontrol dari CPU. Fungsi utama bus kontrol adalah:
