Prinsip Kerja Mikroprosesor

                       Mikroprosesor

            Mikroprosesor biasa juga disingkat menjadi prosesor biasa juga disebut CPU (central processing unit). Komponen ini merupakan sebuah cip. Cip (chip atau IC/Integrated circuit) adalah sekeping silikon berukuran beberapa milimeter persegi yang mengandung puluhan ribu transistor dan komponen elektronik lain.

Prosesor merupakan salah satu komponen terpenting dalam sistem komputer. Prosesor seringkali disebut sebagai otak komputer, meski sebutan ini tidak tepat sepenuhnya. Prosesor hanya bertindak sebagai mesin pemroses tetapi tidak berfungsi sebagai pengingat. Fungsi pengingat ditangani oleh komponen lain yang dinamakan memori.

Sejarah Singkat Mikroprosesor

Mikroprosesor pertama kali diciptakan adalah Intel 4004, yang diperkenalkan tahun 1971. Prosesor ini sangat sederhana, hanya bisa melakukan operasi sebesar 4 bit per waktu. Aplikasi prosesor ini adalah untuk menyusun kalkulator elektronik portabel.
Mikroprosesor pertama yang digunakan untuk keperluan rumahan adalah Intel 8080 yang diperkenalkan pertama kali pada tahun 1974. Prosesor ini berukuran 8 bit. Digunakan pertama kali pada kit Altair. Kit buatan MITS yang diperkenalkan pada tahun 1975 inilah yang dianggap sebagai cikal bakal komputer personal yang pertama. Namun yang dinamakan PC seperti yang sekarang diperkenalkan pertama kali oleh IBM pada tahun 1982, yang disebut IBM PC. Komputer ini menggunakan prosesor Intel 8088 yang sebenarnya telah diperkenalkan pada tahun 1979.
Mikroprosesor yang digunakan pada PC dari waktu ke waktu juga berubah. Secara kronologis, prosesor-prosesor yang digunakan sampai pada tahun 2002 adalah 8088, 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium III, dan Pentium IV. Sebagai bahan perbandingan, prosesor pentium 4 memiliki kecepatan 5000 kali lebih cepat dari pada prosesor 8088.

Prinsip Kerja Mikroprosesor
 

Gambar 3.9 Mikroprosesor Skalar & Superskalar

CPU terdiri atas dua bagian utama yang dinamakan unit kontrol (Control Unit) dan ALU (Arithmetic and Logic Unit)

• Unit kontrol berfungsi untuk mengendalikan seluruh komponen dalam sistem komputer, seperti layaknya otak manusia yang mengontrol seluruh syaraf dalam tubuh sehingga seluruh anggota tubuh dapat digerakkan atau dikendalikan. Pengendalian yang dilaksanakan oleh unit ini di dasarkan pada instruksi-instruksi yang terdapat pada program komputer. Setiap instruksi diterjemahkan ke dalam bentuk tindakan yang sesuai dengan maksud instruksi bersangkutan.
• Unit aritmetika dan logika berperan dalam melaksanakan operasi-operasi perhitungan (aritmetika) seperti pengurangan, penjumlahan, dan pengalian maupun operasi pembandingan (logika) seperti membandingkan suatu nilai bernilai nol atau tidak.

Selain kedua komponen tersebut, CPU memiliki sejumlah register. Register adalah memori dalam CPU yang mempunyai kecepatan sangat tinggi, yang digunakan untuk berbagai operasi dalam CPU. Tipe register bermacam-macam, antara lain yaitu register instruksi, register alamat, dan register akumulator.

Untuk melakukan suatu operasi terhadap data yang berbeda dalam memori utama, data mula-mula disalin dari memori ke register-register dalam CPU. Unit kontrol yang menangani hal ini bisa berarti perintah atau data. Selanjutnya data diterjemahkan dan diproses. Jika terdapat operasi aritmetika atau logika, ALU segera mengambil alih peran tersebut. Hasil sementara permrosesan akan ditaruh pada akumulator dan setelah itu dapat dituangkan dalam bentuk algoritma (urutan proses) seperti berikut:

1. LOAD nilai dari satu lokasi di memori ke sebuah register;
2. LOAD nilai dari lokasi lain di memori ke register yang lain;
3. ADD kedua nilai dan hasilya disimpan dalam register akumulator;
4. STORE isi akumulator ke dalam suatu lokasi di memori.
5. Selesai.

Mikroprosesor Superskalar

Prosesor yang dapat memproses satu instruksi dalam sebuah siklus (pulsa dari clock) biasa disebut prosesor skalar atau tradisional. Yang termasuk dalam golongan ini adalah keluarga Intel x86 (misal 80486) yang digunakan pada IBM PC dan kompatibelnya dan keluarga motorola 68000 yang digunakan pada komputer Apple. Adapun CPU yang dapat menjalankan lebih dari satu instruksi per-siklus dinamakan CPU superskalar. Yang termasuk dalam kategori ini adalah prosesor Pentium (Intel), Power PC (INM-Motorola-Apple), K5 (AMD), dan generasi berikutnya, M1 (Cyrix), dan Nx586 (NexGen).

CPU superskalar dapat menjalankan lebih dari satu instruksi per siklus disebabkan adanya lebih dari satu ALU, sebagaimana dalam gambar di bawah ini. Dengan keadaan ini, unit kontrol akan mengevaluasi dua buah instruksi secara berpasangan. Jika kedua instruksi dapat dieksekusi secara serentak maka masing-masing akan dikirim ke ALU yang berbeda. Jika tidak, masing-masing instruksi diproses pada siklus yang berbeda.

Posted in: Teknologi Informasi