MIKROPROSESOR

MIKROPROSESOR

PENGERTIAN MIKROPROSESOR

Mikroprosesor secara umum dapat diterjemahkan sebagai pemroses mikro atau pengolah mikro. Secara fisik mikroprosesor (mP) adalah sebuah keping (chip) yang merupakan perpaduan dari suatu rangkaian elektronika yang rumit yang dirancang atau dibuat untuk mengolah atau memproses pekerjaan-pekerjaan yang cukup kompleks. Jadi, istilah mikro pada mikroprosesor sangat berkait dengan ukuran fisik mikroprosesor yang terbilang kecil.

Mikroprosesor atau CPU adalah “otak” yang merupakan pengendali utama semua operasi dalam sistem komputer. Mikroprosesor mengambil instruksi biner dari memori, menerjemahkannya menjadi serangkaian aksi dan menjalankannya. Aksi tersebut bisa berupa transfer data dari dan ke memori, operasi aritmatika dan logika, atau pembangkitan sinyal kendali.

Mikroprosesor juga dapat dikatakan sebuah central processing unit (CPU) elektronik komputer yang terbuat dari transistor mini dan sirkuit lainnya di atas sebuah sirkuit terintegrasi semikonduktor yang bekerja dengan program.

SEJARAH MIKROPROSESOR

Pada tahun 1969 tim insinyur jepang dari sebuah perusahaan BUSICOM datang ke Amerika Serikat memesan beberapa buah IC untuk membuat kalkulator. Mereka datang ke Perusahaan INTEL dan Marcian Hoff adalah orang yang dapat melayani permintaan itu. Sebab ia adalah orang yang berpengalaman bekerja di bidang komputer. Marcian Hoff memberi saran agar digunakannya IC yang bekerja berdasarkan program sehingga menjadi lebih sederhana. Gagasan Marcian Hoff ini berhasil dan mikroprosesor pertama kali lahir. Untuk mewujudkan gagasan ini Marcian Hoff dibantu oleh Frederico Faggin. Dalam waktu sembilan bulan mereka sukses dan INTEL memperoleh hak-hak atas penjualan temuan IC itu. Pada tahun 1971 keluar mikroprosesor seri 4004 dengan data bus 4 bit dengan kecepatan 6000 operasi per detik. Tidak lama kemudian Perusahaan Amerika CTC meminta INTEL dan Texas Instrumen untuk membuat mikroprosesor 8 bit. Akhirnya pada tahun 1972 INTEL dan Texas Instrumen berhasil menciptakan mikroprosesor 8008 dengan memori 16 Kbyte, 45 instruksi, dan kecepatan 300000 operasi per detik. Mikroprosesor ini menjadi pendahulu bagi semua mikroprosesor masa kini. INTEL terus melakukan penelitiannya sehingga pada bulan April 1974 menghasilkan mikroprosesor 8080 dengan kemampuan memori 64 Kbyte dan 75 instruksi. Keberhasilan INTEL diikuti oleh MOTOROLA dengan ciptaannya mikroprosesor 8 bit seri 6800, 6820, dan 6850. Frederico Faggin meninggalkan INTEL membuat perusahaan sendiri diberi nama ZILOG dan pada tahun 1976 mengumumkan temuannya sebuah mikroprosesor seri Z-80. Mikroprosesor Z-80 dikembangkan dari rancangan mikrprosesor 8080. Mikroprosesor Z-80 kompatibel dan mampu menjalankan semua perintah yang ada pada 8080 sehingga Z-80 menjadi mikroprosesor yang tangguh pada waktu itu.

JENIS - JENIS MIKROPROSESOR

Microprocessor4004
Intel meluncurkan mikroprosesor pertama di dunia, 4-bit 4004, yang didesain oleh Federico Faggin. Microprocessor 4004.Processor di awali pada tahun 1971 dimana intel mengeluarkan processor pertamanya yang di pakai pada mesin penghitung buscom. Ini adalah penemuan yang memulai memasukan system cerdas kedalam mesin. 

Mikroprosesor 4004 mempunyai 2.250 transistor PMOS, menangani data 4 bit, dan dapat mengeksekusi 60 ribu operasi per detik. Mikroprosesor 4004 ini adalah salah satu dari seri IC untuk komponen kalkulator tersebut: 4001: memori ROM 2.048 bit; 4002: memori RAM 

MIKROPROSESOR 8008
Pada tahun 1972 intel mengeluarkan microprocessor 8008 yang berkecepatan hitung 2 kali lipat dari MP sebelumnya. MP ini adalah Mikroprosesor 8 bit pertama. Mp ini juga di desain untuk mengerjakan satu pekerjaan saja. Bill Gates muda dan Paul Allen coba mengembangkan bahasa pemograman untuk chip tersebut, namun saat itu masih kurang kuat.

MIKROPROSESOR 8080
Pada tahun 1974 intel kembali mengeluarkan Mikroprosesor terbaru dengan seri 8080, dengan 4.500 transistor yang memiliki kinerja 10 kali pendahulunya. Pada seri ini intel melakukan perubahan dari Mikroprosesor multivoltage menjadi triple voltage, teknologi yang di pakai NMOS, lebih cepat dari seri sebelumnya yang memakai teknologi PMOS. Mikroprosesor ini adalah otak pertama bagi komputer yang bernama altair. Pada saat ini pengalamatan memory sudah sampai 64 kilobyte. Kecepatanya sampai 10X mp sebelumnya.
Tahun ini juga muncul Mp dari produsen lain seperti MC6800 dari Motorola -1974, Z80 dari Zilog -1976 (merupakan dua rival berat), dan prosessor2 lain seri 6500 buatan MOST, Rockwell, Hyundai, WDC, NCR dst.
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. 

MIKROPROSESOR 8086 
Pada tahun 1978 Intel memperkenalkan mikroprosesor 16-bit 8086. Processor 8086 adalah cpu pertama 16 bit. Tetapi pada saat ini masih banyak di gunakan mainboard sandard 8 bit, karena motherboard 16bit merupakan hal yang mahal.
Pada tahun 1979 intel merancang ulang processor ini sehingga compatible dengan mainboard 8 bit yang di beri nama 8088 tetapi secara logika bisa di namakan 8086sx. Perusahan komputer IBM menggunakan processor 8086sx ini untuk komputernya karena lebih murah dari harga 8086, dan juga bisa menggunakan mainboard bekas dari processor 8080.
Teknologi yang di gunakan pada processor ini juga berbeda dari seri 8080, dimana pada seri 8086 dan 8086sx intel menggunakan teknologi HMOS.
Mikroprosessor 8086 mempunyai bus data 16 bit, sehingga dapat menulis atau membaca data ke/dari memori atau port input/output sebesar 16 bit atau 8 bit setiap saat, mikroprosessor ini mempunyai bus alamat 20 bit, sehingga dapat mengalamati sebanyak 220 = 1,048,57626 lokasi memori.
Pada tahun 1980 Intel memperkenalkan 8087 math co-processor.
Dan pada 1981 IBM memilih 8088 untuk menjalankan PC-nya. Seorang eksekutif Intel kemudian mengatakannya sebagai “Kemenangan besar pertama Intel.”

MIKROPROSESOR 80286 
Pada tahun 1982 Intel mengenalkan Mikroprosesor 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya. Pada mikroprosesor 80286 mempunyai 134.000 transistor
Mikroprosesor ini juga merupakan prosessor 16 bit.Prosessor ini mempunyai kemajuan yang relatif besar dibanding chip-chip generasi pertama.Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah.Mikroprosesor 286 ini menghasilkan kerja lebih banyak tiap tik clock daripada 8088/8086. Pada kecepatan awal (6 MHz) berunjuk kerja empat kali lebih baik dari 8086 pada 4.77 MHz.

Pada tahun 1984 belakangan diperkenalkan Mikroprosesor dengan kecepatan clock 8,10,dan 12 MHz yang digunakan pada IBM PC-AT. Dan yang telah menjalankan MS-DOS,kelak menjadi standar PC selama hampir 10 tahun. 

MIKROPROSESOR 80386
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.

MIKROPROSESOR 80486
Pada tahun 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.
The Intel486™ processor generation really meant you go from a command-level computer into point-and-click computing. "I could have a color computer for the first time and do desktop publishing at a significant speed," recalls technology historian David K. Allison of the Smithsonian's National Museum of American History. The Intel486™ processor was the first to offer a built-in math coprocessor, which speeds up computing because it offloads complex math functions from the central processor. 

Intel® Pentium® Processor 
Pada tahun 1993 Transistor 3.1 juta, prosesor 66-MHz Pentium dengan teknologi superscalar diperkenalkan.The Intel Pentium® processor allowed computers to more easily incorporate " real world" data such as speech, sound, handwriting and photographic images. The Intel Pentium brand, mentioned in the comics and on television talk shows, became a household word soon after introduction. 

Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto. 

Processor Intel® Pentium® Pro
Released in the fall of 1995 the Intel® Pentium® Pro processor is designed to fuel 32-bit server and workstation applications, enabling fast computer-aided design, mechanical engineering and scientific computation. Each Intel® Pentium Pro processor is packaged together with a second speed-enhancing cache memory chip. The powerful Pentium® Pro processor boasts 5.5 million transistors.
Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.

Prosesor Intel® Pentium® II 
Pada tahun 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.
Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik. Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu. 

Intel® Celeron® Processor 
1999: VIA mengakuisisi Cyrix Corp. dan Centaur Technology, pembuat prosesor x86 dan x87 co-processor.
Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar.
Processor Intel Celeron ini memiliki bentuk dan formfactor yang sama dengan processor Intel jenis Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu.
Dengan keluarnya processor Celeron ini maka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah pasaran tertentu. 

Intel® Pentium® III Processor 

Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.

Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis.

Intel® Pentium® 4 Processor 
Pada tahun 2000 Debut Pentium 4 dengan 42 juta transistor.
Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz.
Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.

Intel Xeon Prosesor 
Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula. 

Intel Prosessor Dual Core 
2005: Intel menjual prosesor Dual-Core pertamanya.
Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.

Intel prosesor Core 2 Duo 
2006: Intel Memperkenalkan prosesor core 2 duo di bulan juli.

Intel Prosesor Core 2 Quad
2007: Intel memperkenalkan prosesor core 2 quad di bulan januari.
Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP ). 

Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power 

FUNGSI MIKROPROSESOR

Fungsi utama Mikroprosesor adalah sebagai unit yang mengendalikan seluruh kerja sistem mikroprosesor. Beberapa fungsi lain dari mikroprosesor, antara lain :

1.    Mengambil instruksi dan data dari memori.
2.    Memindahkan data dari dan ke memori.
3.    Mengirim sinyal kendali dan melayani sinyal interupsi.
4.    Menyediakan pewaktuan untuk siklus kerja sistem mikroprosesor.
5.    Mengerjakan fungsi – fungsi operasi logika dan aritmetika

KARAKTERISTIK MIKROPROSESOR

Berikut adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :

1.   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.

2.   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.

3.   Ukuran alamat memori (memory address size): Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.

4.   Kecepatan clock (clock speed): Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.

5.   Fitur-fitur spesial (special features): Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.

Cara kerja sebuah Mikroprosesor diarahkan oleh suatu program dalam kode-kode bahasa mesin yang telah dimasukkan terlebih dahulu ke dalam sebuah memori. Di dalam Mikroprosesor minimal terdiri dari rangkaian digital, register, pengolah logika aritmatika, rangkaian sekuensial.

Sistem Mikroprosesor terdiri dari :

1. Clock, yang befungsi mengirimakan pulsa ke CPU

2. MP, mikroprosesor atau disebut sebagai CPU(central processing unit)

3. Memori, dibagi menjadi dua :

1.) Random Access Memory (RAM), adalah memory chip volatile dimana pengguna dapat membaca data dan menuliskan data kedalamnya, sehingga memori ini juga sering disebut memori baca/tulis. Lokai-lokasi memori dapat diakses secara acak dengan menempatkan alamat dari lokasi yang dipilih ke jalur alamat. Volatile artinya adalah jika daya listrik dicabut dari komputer dan komputer tersebu mati, maka semua konten yang ada di dalam RAM akan segera hilang secara permanen.

2.) Read Only Memory (ROM) adalah memori tak volatil yang digunakan untuk menyimpan data secara permanen. Data yang tersimpan hanya bisa dibaca oleh pengguna, sehingga tidak ada nama dan data baru yang bisa dituliskan ke ROM ke dalam piranti. ROM sudah diprogram oleh pabrik sesuai dengan spesifikasi pengguna. Setelah data dimasukkan, data tidak bisa diubah lagi.

Jenis-jenis ROM :

a. PROM (programmable ROM) yaitu memory yang sekali tulis saja tidak dapat dihapus

b. EPROM (erasable PROM) yaitu memory yang dapat dihapus dengan sinar UV, dapat ditulis ulang dan data permanen.

c. EEPROM (electric EPROM), yaitu memory yang dapat dihapus dengan elektrik dan dapat ditulis ulang.

4. I/O (input/output system), untuk pemrosesan data kedalam/keluar system.

Jenis Bus pada mikroprosesor :

1. Bus Address : berisi signal alamat dengan satu arah yaitu dari CPU keluar. Dengan 16 bit, 32 bit, 64 bit. Dari A₀ – A₁₅

2. Bus Data : berisi signal data dengan dua arah yaitu keluar dan kedalam CPU. Dengan 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit. Dari D₀ – D₇

3. Bus Control : berisi signal control yaitu reset, read, write dan interrupt.