Archive for Oktober 2018
CPU (Central Processing Unit) Komputer adalah otak dari komputer Anda. CPU menangani semua instruksi yang Anda berikan, semakin cepat CPU dalam memproses instruksi maka akan semakin bagus.
CPU juga terkadang disebut sebagai Central Processor Unit, atau disingkat Processor. Jadi ketika Anda melihat spesifikasi Processor komputer di toko elektronik, maka itu sebenarnya mengacu pada CPU (Central Processing Unit).
Pada Artikel ini, Jejak Waktu akan menjelaskan pengertian CPU Komputer, serta jenis-jenis, komponen-komponen dan fungsi CPU Komputer. Dan juga bagaimana CPU memproses instruksi-instruksi dan bagaimana para engineer terus berinovasi dalam mengembangkan CPU yang lebih cepat.
Katakanlah Anda akan membeli sebuah komputer baru di toko elektronik, maka yang anda akan lakukan adalah mencoba untuk memahami spesifikasi teknis komputer yang ada di toko. Ada sebuah komputer yang terlihat cukup keren, memiliki Processor Intel i7 3.5 GHz.
Spesifikasi komputer tersebut tentunya sangat bagus, tapi apa sebenarnya maksud dari spesifikasi CPU tersebut ?
Komputer yang terakhir Anda beli beberapa tahun lalu memiliki stiker yang bertuliskan Pentium 4. Anda tidak ingat rincian spesifikasinya, tetapi yang pasti bahwa komputer tersebut terasa semakin lambat. Oleh karena itu, anda membutuhkan komputer yang lebih cepat.
Tapi kenapa anda membutuhkan komputer dengan Processor Intel i7 3.5 GHz ? kenapa sebenarnya processor ini lebih baik daripada processor yang ada di komputer lama Anda ?
Untuk memahami apa maksud sebenarnya dari spesifikasi tersebut. Pertama kita harus tahu bagaimana processor dirancang dan apa fungsinya.
Pengertian CPU Komputer
Pengertian CPU komputer adalah bagian dari perangkat keras (hardware) yang melaksanakan instruksi-instruksi dari sebuah program komputer. CPU melakukan operasi aritmatika, logis, dan input/output dasar dari sebuah sistem komputer. CPU seperti otak dari komputer, setiap instruksi, tidak peduli seberapa sederhana, harus melalui CPU.
Katakanlah Anda menekan huruf “z” pada keyboard dan huruf tersebut muncul di layar, sebenarnya CPU komputer-lah yang membuat hal ini bisa terjadi.
Ketika kita memeriksa berbagai komponen sebuah CPU dan bagaimana komponen-komponen tersebut berfungsi, ingat bahwa semua ini adalah tentang kecepatan. Ketika kita menggunakan komputer, kita ingin instruksi-instruksi yang akan dilakukan sangat cepat.
Ketika instruksi menjadi lebih rumit (misalnya, membuat animasi 3D atau mengedit file video), kita membutuhkan CPU yang lebih cepat dari biasanya.
Jenis-jenis CPU Komputer
Sebuah CPU khusus memiliki beberapa komponen. Pertama adalah Arithmetic Logic Unit (ALU), yang melakukan aritmatika dan operasi logis sederhana. Kedua adalah Control Unit (CU), yang mengatur berbagai macam komponen komputer.
Control Unit membaca dan mengartikan instruksi dari memory dan mengubahnya menjadi serangkaian sinyal untuk mengaktifkan bagian-bagian lain komputer. Control Unit menyerukan Arithmetic Logic Unit untuk melakukan perhitungan yang diperlukan.
Ketiga adalah Cache, berfungsi sebagai memory berkecepatan tinggi dimana instruksi-instruksi dapat disalin dan diambil.
Awalnya, CPU terdiri dari banyak komponen yang berbeda, namun sejak tahun 1970-an, komponen-komponen ini dibangun sebagai sebuah unit terintegrasi tunggal yang disebut microprocessor. Dengan demikian, CPU merupakan microprocessor jenis khusus.
CPU terletak pada motherboard. Motherboard memiliki socket untuk CPU yang spesifik untuk jenis processor tertentu. Sebuah CPU akan sangat panas sehingga membutuhkan sistem pendingin sendiri dalam bentuk heat sink dan/atau kipas.
Contoh Bagian atas CPU Komputer
ALU adalah di mana perhitungan terjadi, tetapi bagaimana perhitungan ini benar-benar bisa dilakukan? untuk sebuah komputer, dunia terdiri dari 0 dan 1. Di dalam processor, kita dapat menyimpan angka-angka 0 dan 1 menggunakan transistor. Transistor merupakan switch mikroskopis yang mengontrol aliran listrik tergantung pada apakah switch on atau off. Jadi transistor berisi informasi biner: 1 jika arus melewati dan 0 jika arus tidak melewati.
Contoh Bagian bawah CPU Komputer yang menempel pada Motherboard
Transistor terletak pada sebuah potongan silikon yang sangat tipis, satu Chip silikon dapat mengandung ribuan transistor dan satu CPU berisi chip dalam jumlah yang banyak. Saat digabungkan, chip-chip ini hanya mencakup sekitar satu inci persegi atau lebih.
Pada CPU modern, satu inci persegi tersebut dapat menampung beberapa ratus juta transistor, CPU high-end paling terbaru memiliki lebih dari satu milyar transistor. Perhitungan dilakukan oleh kombinasi yang berbeda sinyal on atau off dari transistor. Dan semakin banyak transistor berarti semakin banyak pula perhitungan yang dapat dilakukan.
Contoh CPU Komputer yang telah terpasang pada Motherboard
CPU awalnya berukuran sangat besar dan tidak mengandung banyak transistor seperti CPU sekarang ini. Produsen chip, seperti Intel dan AMD, telah menginvestasikan banyak penelitian untuk membuat semua komponen berukuran lebih kecil dan memasang lebih banyak transistor di dalam satu processor.Ketika ada sebuah chip generasi baru, itu berarti bahwa chip ini muncul dengan cara yang lebih cerdas untuk mengemas kekuatan pemrosesan yang lebih banyak kedalam satu chip. Nama umum dari processor, seperti Intel Pentium 4, Intel Core i7, AMD Athlon, dan AMD 870, mengacu pada arsitektur yang mendasari CPU. Ada begitu banyak perbedaan yang akan membuat anda sulit untuk mencari tahu apa yang benar-benar anda butuhkan pada sebuah komputer baru. Cara terbaik adalah memilih jenis processor terbaru yang sesuai dengan anggaran anda.
Kecepatan Clock
Kecepatan Clock komputer adalah kecepatan dimana instruksi-instruksi dieksekusi. Kecepatan ini diatur menggunakan clock internal dan dinyatakan sebagai jumlah siklus clock per detik. CPU modern dapat memproses miliaran perhitungan per detik. Satuan yang digunakan untuk menyatakan kecepatan clock adalah hertz, disingkat Hz. Jadi ketika processor memiliki kecepatan clock 3.5 GHz itu berarti 3.5 gigahertz, atau 3.5 miliar siklus clock per detik. Lebih cepat lebih baik, tetapi kecepatan yang lebih tinggi akan membutuhkan biaya yang lebih mahal.
Jadi apa maksud dari processor 64 bit ? Hal ini mengacu pada jarak integer dan menentukan bagaimana sebuah CPU mewakili angka. Bit biner digit 0 dan 1 agak sederhana, jadi untuk mewakili angka yang lebih rumit maka kita membutuhkan bit yang lebih banyak. Misalnya menggunakan processor 8 bit berarti ada 28 atau 256 nilai unik, CPU modern 64 bit, yang berarti 264 nilai unik yang berarti lebih dari 18 triliun. Artinya, dalam hal praktis adalah bahwa CPU 64 bit dapat bekerja jauh lebih cepat dari pendahulunya yaitu CPU 32 bit atau 16 bit.
Produsen komputer selalu berusaha untuk meningkatkan kinerja sistem komputer secara keseluruhan dan peningkatan kecepatan CPU merupakan bagian dari itu. Ada batas fisik untuk kecepatan clock dan seberapa dekat anda dapat menempatkan transistor secara bersamaan pada chip silokon. Salah satu solusi adalah dengan menempatkan beberapa processor dalam satu CPU. Menggunakan dua processor disebut sebagai duo core dan 4 processor disebut sebagai quad core. Namun lebih banyak core berarti akan lebih banyak biaya.
Menggunakan multi core tidaklah semudah kedengarannya, diperlukan komputasi format baru yang dikenal sebagai parallel computing (komputasi paralel), ini berarti bahwa instruksi-instruksi harus dibagi ke dalam beberapa bagian terpisah yang dapat ditangani oleh processor terpisah. Setelah instruksi selesai diproses oleh processor yang terpisah maka hasilnya harus digabungkan kembali.
Pendekatan komputasi paralel telah dikembangkan, dan sebagai hasilnya CPU multi core sekarang menjadi standar dalam sistem komputer reguler.
Pengertian, Fungsi, Jenis-Jenis, Contoh, dan Komponen CPU Komputer
Dalam sejarah perkembangan komputer, Komputer Elektronik dibagi menjadi 5 Generasi. Yaitu Generasi Pertama (1940-1956), Generasi Kedua (1956-1963), Generasi Ketiga (1964-1971), Generasi Keempat (1971-Sekarang), dan Generasi Kelima (Sekarang dan Selanjutnya).
Seiring dengan perkembangan komputer dari generasi pertama hingga sekarang, komputer telah mengalami banyak perubahan, mulai dari cara komputer beroperasi, ukuran komputer yang menjadi semakin kecil, harga komputer yang semakin murah dan kinerja komputer yang semakin kuat dan efisien.
Lima Generasi Komputer
Pada panduan ini, Anda akan belajar tentang lima generasi komputer dan perkembangan teknologi yang talah membawa komputer menjadi seperti yang kita gunakan saat ini.
1. Generasi Pertama (1940-1956): Vacuum Tube
Komputer generasi pertama menggunakan Vacuum Tube (tabung vakum) untuk sirkuit dan drum magnetik untuk memori, dan sering kali berukuran sangat besar mencapai seluruh ruang bagunan. Komputer generasi ini membuhkan biaya yang sangat mahal untuk membeli dan mengoperasikannya. Selain itu, komputer generasi pertama juga menggunakan banyak listrik dan menimbulkan panas berlebihan yang sering menjadi penyebab kerusakan.
Untuk melakukan operasi, komputer mengandalkan bahasa mesin, bahasa pemrograman tingkat terendah yang dipahami oleh komputer dan hanya bisa memecahkan satu masalah pada satu waktu, dan bisa membutuhkan beberapa hari atau beberapa minggu untuk set-up masalah baru. Input berdasarkan pada punched card (kartu punch) dan paper tape (pita kertas), dan Output ditampilkan pada printout (cetakan).
Contoh generasi komputer yang pertama adalah UNIVAC dan ENIAC. UNIVAC merupakan komputer komersial pertama yang dikirim ke klien bisnis, AS Biro Sensus pada tahun 1951.
Kelebihan dan Kekurangan Komputer Generasi Pertama
Kelebihan
Adapun kelebihan komputer generasi pertama adalah sebagai berikut:
- Ukuran komputer generasi pertama sangat besar.
- Komsumsi daya yang sangat besar.
- Cepat panas karena memiliki ribuan vacuum tube.
- Tidak begitu handal.
- Membutuhkan pendingin ruangan (AC).
- Memerlukan pemeliharaan secara teratur.
- Tidak portabel.
- Produk komersial komputer generasi pertama sangat mahal.
- Penggunaan komersial terbatas.
- Kecepatan yang sangat lambat.
- Kemampuan pemrograman terbatas.
- Hanya menggunakan bahasa mesin.
- Menggunakan drum magnetik sehingga kapasitas penyimpanan sangat kecil.
- Menggunakan punch card untuk input.
- Tidak fleksibel dan gampang rusak.
2. Generasi Kedua (1956-1963): Transistor
Transistor menggantikan Vacuum Tube dan mengantar generasi komputer ke generasi kedua. Transistor ditemukan pada tahun 1947, namun tidak digunakan secara luas pada komputer hingga akhir tahun 1950-an.
Transistor jauh lebih unggul dibandingkan dengan Vacuum Tube, dengan menggunakan transistor, komputer menjadi lebih kecil, lebih cepat, lebih murah, lebih hemat energi dan lebih handal dari generasi pendahulunya.
Meskipun transistor masih menghasilkan banyak panas yang dapat merusak komputer, namun hal itu merupakan kemajuan besar bila dibandingkan dengan Vacuum Tube. Komputer generasi kedua masih mengandalkan punched card untuk input dan printout untuk output.
Komputer generasi kedua bergeser dari sandi bahasa mesin biner (binary machine language) ke bahasa simbolik atau rakitan (assembly language), yang memungkinkan programmer untuk menentukan instruksi dalam kata-kata.
Bahasa pemrograman tingkat tinggi juga sedang berkembang saat itu, seperti versi awal COBOL dan FORTRAN. Komputer generasi ini juga merupakan komputer pertama yang menyimpan instruksi-intruksi pada memorinya, yang mana penggunaan memori juga berubah dari drum magnetik ke teknologi inti magnetik.
Komputer pertama pada generasi komputer yang kedua dikembangkan untuk industri energi atom.
Contoh komputer generasi kedua diantaranya IBM 7094 series, IBM 1400 series and CDC 164, dll.
Kelebihan dan Kekurangan Komputer Generasi Kedua
Kelebihan
Adapun kelebihan komputer generasi kedua adalah sebagai berikut:
- Lebih kecil dibandingkan dengan komputer generasi pertama.
- Lebih handal dari komputer generasi pertama.
- Menggunakan daya yang lebih sedikit dan tidak cepat padas.
- Penggunaan komersial yang lebih luas.
- Lebih portabel dibandingkan dengan komputer generasi pertama.
- Kecepatan yang lebih baik dan bisa menghitung data dalam mikrodetik.
- Menggunakan peripheral yang lebih cepat seperti tape drive, disk magnetik, printer, dll.
- Menggunakan bahasa Assembly, bukan lagi bahasa mesin seperti komputer generasi pertama.
- Peningkatan Akurasi.
Kekurangan
Adapun kekurangan komputer generasi kedua adalah sebagai berikut:
- Memerlukan pendingin ruangan (AC).
- Memerlukan pemeliharaan secara teratur.
- Produksi komersial masih susah.
- Hanya digunakan untuk tujuan tertentu.
- Mahal dan tidak fleksibel.
- Masih menggunakan punch card untuk input.
3. Generasi Ketiga (1964-1971): IntegratedCircuit
Perkembangan integrated circuit merupaka ciri khas dari komputer generasi ketiga. Ukuran transistor dibuat lebih kecil dan diletakkan pada chip silikon (disebut semikonduktor), yang secara drastis meningkatkan kecepatan dan efisiensi komputer.
Bukannya punched card dan printout, tetapi pengguna berinteraksi dengan komputer generasi ketiga melalui keyboard dan monitor dan dihubungkan dengan sistem operasi, yang memungkinkan perangkat untuk menjalankan berbagai aplikasi yang berbeda pada satu waktu dengan sebuah program utama yang memonitor memori.
Pada generasi komputer yang ketiga ini, Komputer untuk pertama kalinya bisa diakses oleh masyarakat karena memiliki ukuran yang lebih kecil dan harga yang lebih murah dari generasi pendahulunya.
Contoh komputer generasi ketiga adalah IBM 370, IBM System/360, UNIVAC 1108 dan UNIVAC AC 9000, dll.
Kelebihan dan Kekurangan Komputer Generasi Ketiga
Kelebihan
Adapun kelebihan komputer generasi ketiga adalah sebagai berikut:
- Lebih kecil dibandingkan dengan generasi sebelumnya.
- Lebih handal dari generasi sebelumnya.
- Menggunakan daya yang lebih sedikit.
- Menghasilkan lebih sedikit panas dibandingkan dengan dua generasi komputer sebelumnya.
- Kecepatan yang lebih baik dan bisa menghitung data dalam nanodetik.
- Menggunakan kipas untuk pembuangan panas agar mencegah kerusakan.
- Biaya pemeliharaan lebih rendah karena kerusakan hardware yang jarang.
- Digunakan untuk tujuan umum.
- Dapat digunakan untuk bahasa tingkat tinggi.
- Penyimpanan data yang lebih baik.
- Fleksibel sampai batas tertentu.
- Lebih murah.
- Akurasi yang lebih baik.
- Produk komersial meningkat.
- menggunakan mouse dan keyboard untuk input.
Kekurangan
Adapun kekurangan komputer generasi ketiga adalah sebagai berikut:
- Memerlukan pendingin ruangan (AC).
- Memerlukan teknologi yang sangat canggih untuk membuat chip IC.
4. Generasi Keempat (1971-Sekarang): Microprocessor
Komputer generasi keempat dimulai dengan penemuan Microprocessor. Microprocessor berisi ribuan IC (integrated circuit). Ted Hoff memproduksi microprocessor pertama pada tahun 1971 untuk Intel yang dikenal sebagai Intel 4004.
Dengan ditemukannya microprocessor, ukuran komputer menjadi jauh lebih kecil dibandingkan dengan tiga generasi komputer sebelumnya.
Pada tahun 1981 IBM memperkenalkan komputer pertama untuk pengguna rumah, dan pada tahun 1984 Apple memperkenalkan Macintosh.
Microprocessor juga pindah dari bidang komputer desktop dan ke dalam berbagai bidang kehidupan karena semakin banyak produk yang mulai menggunakan mikroprosesor.
Karena komputer-komputer yang berukuran kecil ini menjadi lebih kuat, mereka bisa dihubungkan bersama untuk membentuk sebuah jaringan, yang akhirnya menuntun ke perkembangan Internet. Generasi komputer yang keempat juga menjumpai perkembangan GUI (Graphical User Interface), mouse dan perangkat genggam.
Contoh komputer generasi keempat adalah Apple Macintosh dan Personal Computer IBM.
Kelebihan dan Kekurangan Komputer Generasi Keempat
Kelebihan
Adapun kelebihan komputer generasi keempat adalah sebagai berikut:
- Lebih kuat dan dapat diandalkan dibandingkan generasi-generasi sebelumnya.
- Berukuran kecil.
- Kekuatan pemrosesan yang cepat dengan konsumsi daya yang lebih kecil.
- Memiliki kipas untuk membuang panas sehingga menjaga komputer tetap dingin.
- Tidak memerlukan pendingin ruangan (AC).
- Digunakan untuk tujuan umum.
- Sebagai produksi komersial.
- Tidak memerlukan perbaikan yang sering.
- Lebih murah dari generasi-generasi sebelumnya.
- Semua jenis bahasa pemrograman tingkat tinggi dapat digunakan pada komputer jenis ini.
Kekurangan
Adapun kekurangan komputer generasi keempat adalah sebagai berikut:
- Dibutuhkan teknologi terbaru untuk pembuatan Mikroprosesor.
5. Generasi Kelima (Sekarang dan Selanjutnya): Artificial Intelligence
Perangkat komputer generasi kelima didasarkan pada artificial intelligence (kecerdasan buatan) yang masih dalam proses pengembangan, meskipun ada beberapa aplikasi seperti voice recognition (pengenalan suara) yang sudah bisa digunakan saat ini. Penggunaan pemrosesan paralel dan superkonduktor membantu untuk membuat artificial intelligence menjadi kenyataan.
Komputer kuantum dan molekuler dan teknologi nano akan mengubah wajah komputer secara drastis di tahun-tahun mendatang.
Tujuan dari komputer generasi kelima adalah untuk mengembangkan perangkat yang merespon input bahasa alami dan mampu belajar dan mengorganisir sendiri.
