Template by:
Free Blog Templates

Kamis, 17 Maret 2011

EVOLUSI MIKROPROSESOR INTEL

Penemuan rangkaian terpadu (IC / integrated circuit) dari silikon oleh Robert Noyce tahun 1958 memungkinkan dimasukkannya lusinan transistor pada satu keping chip tunggal. Perkembangan teknologi IC ini akhirnya membawa kita kepada pengembangan mikroprosesor dan sistem komputer berbasis mikroprosesor (microprocessor - based computer system).
Mikroprosesor 4-bit
Pada akhir tahun 1960-an, kalkulator merupakan mesin elektromekanis yang sama besar dengan ukuran printer laser modern berbobot 20 kg. Di bulan September 1969, sebuah perusahaan Jepang, Busicom memesan 12 chip kepada Intel untuk sebuah rancangan kalkulator elektronik. Insinyur Intel yang ditugaskan pada proyek ini, Ted Hoff, memperhatikan rancangan itu dan menyadari bahwa ia dapat memasang CPU serbaguna 4-bit pada satu chip yang dapat melakukan hal yang sama dan akan menjadi lebih sederhana dan murah. Karena itu di tahun 1970 lahirlah CPU dengan keping tunggal pertama, Intel 4004.
Intel 4004 merupakan sebuah controller yang dapat diprogram pada satu chip dan hanya mampu mengalamati 4096 lokasi memori 4-bit (1 nibble). Mikroprosesor ini memiliki 45 buah instruksi yang berbeda serta dibuat dengan teknologi P-channel MOSFET (yang termasuk canggih pada waktu itu). Kecepatan mengeksekusi instruksi dari Intel 4004 adalah 50 KIPs (kilo instructions per second). Kecepatan ini termasuk lambat jika dibandingkan dengan kecepatan komputer ENIAC, tetapi perbedaan utamanya adalah Intel 4004 mempunyai berat kurang dari 1 ons. Intel 4004 bekerja pada clock speed 740 kHz dengan jumlah transisitor yang tertanam dalam sebuah chip sebanyak 2.300 transistor. Masalah utama dari mikroprosesor ini adalah kecepatannya, lebar word (word size) dan ukuran akses memorinya. Intel kemudian mengeluarkan 4040 yang beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi walaupun tidak ada kemajuan dalam hal lebar word dan ukuran memori. Mikroprosesor lain pada masa ini adalah TMS-1000 yang dibuat oleh Texas Instrument.
Mikroprosesor 8-bit
Pada tahun 1971, menyadari bahwa mikroprosesor merupakan produk berkembang yang memiliki nilai sangat komersial, Intel Corporation mengeluarkan 8008, versi 8-bit dan lanjutan dari 4004. Intel 8008 mampu mengalamati 16 kB alamat memori, mampu melaksanakan operasi 50.000 instruksi per detik dan berisi 48 instruksi yang menyediakan kesempatan untuk aplikasi-aplikasi dalam sistem yang lebih modern. Menyadari keterbatasan yang ada pada 8008, Intel kemudian memperkenalkan 8080.  Keistimewaan dari 8080 tidak hanya mampu mengalamati memori lebih banyak, tetapi mengeksekusi operasi sepuluh kali lebih cepat dari 8008. Sebagai perbandingan, sebuah operasi penambahan yang memakan waktu 20µs pada 8008, dalam 8080 hanya memakan waktu 2µs (500.000 instruksi per detik). Berbeda dengan 8008 yang bekerja pada clock speed 500 dan 800 kHz, 8080 bekerja pada 2 MHz dengan 6.000 buah  transistor dalam sebuah chip. 8080 juga kompatibel dengan TTL (transistor-transistor logic) yang menyebabkan antarmuka lebih mudah dan lebih murah. 8080 mampu mengalamati memori sebanyak 64 kB alamat memori. Prosesor ini digunakan dalam komputer Altair 8800 dan kebanyakan traffic light controller. Enam bulan setelah Intel mengeluarkan 8080, Motorola Corporation memperkenalkan MC 6800. Tidak lama perusahaan-perusahaan lain mulai memperkenalkan mikroprosesor 8-bit versi mereka. Tabel berikut memuat daftar beberapa mikroprosesor 8-bit dan pabrik pembuatnya.
Pabrik
Modul
Fairchild
F-8
Intel
8080
MOS Technology
6502
Motorola
MC6800
National Semiconductor
IMP-8
Rockwell International
PPS-8
Zilog
Z-8
Setelah 8080, Intel kemudian mengeluarkan 8085. 8085 adalah mikroprosesor 8-bit terakhir yang dikembangkan oleh Intel. 8085 bekerja pada clock speed 2 MHz dengan lebar jalur data 8-bit dan lebar jalur alamat 16-bit. Walaupun 8085 hanya mempunyai sedikit keunggulan dibandingkan dengan 8080, 8085 dapat mengeksekusi perangkat lunak lebih cepat. Sebagai perbandingan, suatu perhitungan yang pada 8080 makan waktu 2µs, pada 8085 hanya memakan waktu 1,3 µs. Keunggulan lain dari 8085 adalah internal clock generator dan system controller internal. Integrasi pada level yang tinggi ini membuat biaya 8085 lebih murah tetapi kemampuannya lebih tinggi, disamping beroperasi dengan catu daya 5 V untuk pertama kali (versi sebelumnya membutuhkan catu daya 12 V). 8085 merupakan mikroprosesor 8-bit yang sangat sukses di pasaran bahkan aplikasi yang menggunakan 8085 masih digunakan sampai sekarang walaupun secara terbatas. Perusahaan lain yang juga memproduksi mikroprosesor 8-bit adalah Zilog dengan Z-80. Arsitektur Z-80 mirip dengan 8080 dan memiliki kode bahasa mesin yang kompatibel dengan 8085. Mikroprosesor 8-bit lainnya pada masa ini adalah  MC6800 (Motorola), 6502 (MOS Technology), Signetic 2650, IMP-8 (National semiconductor), PPS-8 (Rockwell) dan F-8 (Fairchi
Mikroprosesor 16-bit
Pada bulan Juni 1978, Intel memperkenalkan mikroprosesor 8086 dan tahun berikutnya 8088 yang keduanya adalah mikroprosesor 16-bit dengan lebar jalur alamat 20-bit. Dalam sebuah chip 8086/8088 ini diintegrasikan sekitar 29.000 transistor dengan teknologi  3µm. 8086/8088 mampu mengeksekusi instruksi dalam waktu 400 ns (2,5 juta instruksi per detik) dan dapat mengalamati memori sebesar 1 MB. Kelebihan lain dari mikroprosesor ini adalah cache atau antrian instruksi 4 atau 6 byte yang mengambil lebih dulu sedikit (bagian) instruksi, sebelum instruksi tersebut dijalankan. Antrian ini mempercepat operasi dari banyak rangkaian instruksi dan terbukti menjadi dasar dari cache instruksi yang lebih besar pada mikroprosesor modern.  Selain itu, jumlah instruksi pada 8086/8088 lebih dari 20.000 yang berpengaruh terhadap kemampuan melakukan perkalian dan pembagian secara perangkat keras.
Mikroprosesor 16-bit berkembang terutama akibat kebutuhan akan sistem memori yang lebih besar. Ketenaran keluarga mikroprosesor Intel melambung pada tahun 1981, ketika IBM memutuskan untuk menggunakan mikroprosesor 8088 dalam komputer pribadinya. Dalam waktu singkat, memori 1 MB terbukti kurang memadai untuk aplikasi-aplikasi seperti spreadsheet, pengolah kata (word processor), pemeriksa ejaan (spelling checker) maupun untuk database yang besar.  Intel kemudian memperkenalkan mikroprosesor 80286 yang merupakan revisi dari 8086. Arsitektur Intel 80286 hampir sama dengan 8086/8088, kecuali bahwa mikroprosesor ini mampu mengalamati sebanyak 16 MB alamat memori dengan clock speed 8 MHz (versi awal). Beberapa contoh mikroprosesor 16-bit selain Intel adalah Z-8000, Motorola 68000, 68010 dan 68100. Mikroprosesor 32-bit
Keperluan akan meningkatnya kecepatan prosesor, memori yang lebih besar serta jalur data yang lebih lebar  memicu diproduksinya Intel 80386 (1986). Mikroprosesor ini pada dasarnya adalah penyempurnaan dari 8086 dan 80286. Melalui bus data 32-bit, Intel 80386 mampu  mengalamati sebanyak 4 GB alamat memori. Mikroprosesor ini juga tersedia dalam versi modifikasi 80386SX (bus data 16-bit dan bus alamat 24-bit) dan 80386SL/80386SLC (bus data 16-bit dan bus alamat 25-bit) serta embedded PC 80386EX (bus data 16-bit dan bus alamat 26-bit). Clock speed dari varian 80386 ini bervariasi antara 12-33 MHz. Di samping mengembangkan clock speed, 80386 menyertakan unit  manajemen memori (memory management unit) yang memungkinkan sumber daya memori untuk dialokasikan dan diatur oleh sistem operasi. Pada mikroprosesor terdahulu, manajemen memori dilakukan sepenuhnya dengan perangkat lunak. Prosesor yang setara adalah Motorola 68020, 68030, 68040, National 32032. Pada tahun 1989, Intel mengeluarkan mikroprosesor Intel 80486 yang merupakan gabungan dari mikroprosesor 80386 dan 80387 (koprosesor numerik) serta 8 kB cache memori dalam satu paket terpadu dengan clock speed 50 kHz. Mikroprosesor ini mempunyai bus data 32-bit dan  bus alamat 32-bit yang dapat mengalamati lokasi memori sebesar 4GB. Versi berikutnya dari mikroprosesor ini adalah 80486SX, 80486DX2 (66 MHz), 80486DX4 (100 MHz).
MP lanjutan
Mikroprosesor Pentium diluncurkan tahun 1993. Sebelumnya diberi label P5 atau 80586 tetapi intel memutuskan untuk tidak menggunakan label nomor karena sulit untuk mematenkan angka yang terlalu banyak. Prosesor yang juga disebut Pentium I ini mempunyai lebar bus 64-bit, berarsitektur superskalar dengan performa lima kali  80486DX (33 MHz). Dengan teknologi proses 0,8 mm, dalam prosesor ini terdapat kurang lebih 3 juta transistor. Versi Pentium selanjutnya adalah prosesor yang didalamnya terdapat instruksi-instruksi multimedia yang dinamakan Pentium MMX.
Pentium Pro diperkenalkan pada bulan Nopember 1995 yang awalnya digunakan pada komputer server. Pentium Pro hadir dengan teknologi proses 0,6 mm dan 0,35 mm serta mempunyai cache tingkat dua (L2 cache) 256 dan 512KB. Satu perubahan mendasar pada prosesor ini adalah Pentium pro menggunakan tiga mesin eksekusi sehingga dapat mengeksekusi tiga instruksi dalam waktu bersamaan. Mikroprosesor Pentium II yang diperkenalkan tahun 1997 mewakili era baru dari Intel. Pentium II sebenarnya merupakan  mikroprosesor Pentium Pro dengan ekstensi MMX yang tidak mempunyai L2 cache internal. Sebagai pengganti rangkaian terpadu yang digunakan pada versi awal mikroprosesor, Intel menempatkan Pentium II pada papan rangkaian yang kecil. Pada petengahan tahun 1998, Intel mempublikasikan versi terbaru dari Pentium II yang disebut Xeon, yang secara khusus dirancang untuk aplikasi-aplikasi workstation dan server berkecepatan tinggi. Perbedaan utama antara Pentium II dan Xeon adalah Xeon menyediakan L1 cache berukuran  32 KB dan L2 cache  berukuran 512 KB, 1 MB dan 2 MB.
Pentium III diperkenalkan pada tahun 1999 yang merupakan mikroprosesor 32-bit, dengan bus data 64-bit dan bus alamat 36-bit yang dapat mengalamati lokasi memori sebesar 64 GB. Dengan clock speed dari 800 MHz dan on chip L2 cache 256 KB Pentium III mampu melakukan transfer data dengan memori pada 100 - 133 MHz.
Mikroprosesor Pentium IV lahir di tahun 2002 dengan kemampuan khusus untuk streaming video, game dan aplikasi DVD. Pentium IV tersedia dalam beberapa varian clock speed dari 1,4 - 1,9 GHz dan terakhir 3,2 - 3,46 GHz.  Dengan teknologi proses 0,13 mm, dalam sebuah generasi pertama Pentium IV dapat dijejalkan sebanyak 55 juta transistor.  Tingkat integrasi transistor dalam sebuah chip ini terus meningkat. Di tahun 2004, dalam sebuah Intel Pentium IVE berhasil dijejalkan hampir 169 juta transistor yang dibuat dengan teknologi 90 nm. Dengan teknologi Hyper Threading dan peningkatan teknik pipelineling instruksi dari 20 menjadi 31 keadaan, mikroprosesor ini mampu mengeksekusi 7500 - 11000  juta instruksi per detik (MIPS). Generasi selanjutnya dari mikroprosesor Intel adalah Pentium D, Core 2 Duo, Core Duo, Core 2 Extreme, Core 2 Quad (2005-2006). Selain peningkatan tingkat integrasi dalam satu chip, diikuti pula oleh bertambahnya L1 dan L2 cache serta teknologi pembuatan yang semakin kecil.

0 komentar:

Poskan Komentar