Ada beberapa produsen processor untuk PC, seperti Intel, AMD, Cyrix, dan Winchip IDT. Kita gunakan standar processor keluaran Intel Corp ,sbb
* Processor 8 bit : 8088 (Generasi XT = Extended Technology)
* Processor 16 bit : 8086
* 80186
* 80286 (Generasi AT=Advanced technology)
* Processor 32 bit : 386 SX
* 386 DX
* 486 SX
* 486 DX
* Pentium
* Pentium Pro
* Pentium II
* Pentium III
* Pentium 4
* Pentium D
PC-PC didesain berdasar generasi-generasi CPU yang berbeda. Intel bukan hanya satu-satunya perusahaan yang membuat CPU-CPU, tetapi jelas sekali merupakan perusahaan yang terpenting. Tabel berikut ini menunjukkan generasi-generasi CPU yang berbeda. Tiap generasi yang berkuasa ialah chip-chip Intel, tetapi pada generasi kelima kita dapat melihat pilihan-pilihan.
generasi-generasi CPU
Unit floating-point – FPU
CPU-CPU pertama hanya dapat bekerja dengan bilangan-bilangan bulat. Agar kemampuan matematikanya lebih baik, maka memerlukan sebuah mathematical co-processor (FPU)/prosesor-pembantu matematis. Kemudian, FPU ini dibuat di dalam CPU:
Sejauh ini CPU Intel mempunyai unit-unit FPU terbaik dibandingkan AMD dan Cyrix. Program-program kantor yang umum tidak menggunakan pekerjaan floating-point, dimana FPU dapat menangani. Sebaliknya untuk program grafis 3D seperti AutoCad. Dan semua permainan-3D seperti Quake sangat menyandarkan pada unjuk kerja FPU. Oleh karena itu, jika anda menggunakan PC dalam aplikasi desain tingkat lanjut, unjuk kerja FPU menjadi penting.
Generasi 1
Prosesor 8088 dan 8086
Prosesor 8086 (1978) merupakan CPU 16 bit pertama Intel yang menggunakan bus sistem 16 bit. Tetapi perangkat keras 16 bit seperti motherboard saat itu terlalu mahal, dimana komputer mikro 8 bit merupakan standar.
Pada 1979 Intel merancang ulang CPU sehingga sesuai dengan perangkat keras 8 bit yang ada. PC pertama (1981) mempunyai CPU 8088 ini. 8088 merupakan CPU 16 bit, tetapi hanya secara internal. Lebar bus data eksternal hanya 8 bit yang memberi kekompatibelan dengan perangkat keras yang ada.
Sesungguhnya 8088 merupakan CPU 16/8 bit. Secara logika prosesor ini dapat diberi nama 8086SX. 8086 merupakan CPU pertama yang benar-benar 16 bit di keluarga ini.
Generasi 2
Prosesor 80286
286 (1982) juga merupakan prosesor 16 bit. Prosesor ini mempunyai kemajuan yang relatip besar dibanding chip-chip generasi pertama. Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah. 286 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. Belakangan diperkenalkan dengan kecepatan clock 8, 10, dan 12 MHz yang digunakan pada IBM PC-AT (1984).
Pembaharuan yang lain ialah kemampuan untuk bekerja pada protected mode/mode perlindungan – mode kerja baru dengan “24 bit virtual address mode“/”mode pengalamatan virtual 24 bit”, yang menegaskan arah perpindahan dari DOS ke Windows dan multitasking. Tetapi anda tidak dapat berganti dari protected kembali ke real mode/mode riil tanpa me-reboot PC, dan sistem operasi yang menggunakan hal ini hanyalah OS/2 saat itu.
Generasi 3
Prosesor 80386 DX
386 diluncurkan 17 Oktober 1985. 80386 merupakan CPU 32 bit pertama. Dari titik pandang PC DOS tradisional, bukan sebuah revolusi. 286 yang bagus bekerja secepat 386SX pertama walaupun menerapkan mode 32 bit.
Prosesor ini dapat mengalamati memori hingga 4 GB dan mempunyai cara pengalamatan yang lebih baik daripada 286. 386 bekerja pada kecepatan clock 16, 20, dan 33 MHz. Belakangan Cyrix dan AMD membuat clones/tiruan-tiruan yang bekerja pada 40 MHz. 386 mengenalkan mode kerja baru disamping mode real dan protected pada 286. Mode baru itu disebut virtual 8086 yang terbuka untuk multitasking karena CPU dapat membuat beberapa 8086 virtual di tiap lokasi memorinya sendiri-sendiri. 80386 merupakan CPU pertama berunjuk kerja baik dengan Windows versi-versi awal.
Prosesor 80386SX
Chip ini merupakan chip yang tidak lengkap yang sangat terkenal dari 386DX. Prosesor ini hanya mempunyai bus data eksternal 16 bit berbeda dengan DX yang 32 bit. Juga, SX hanya mempunyai jalur alamat 24. Oleh karena itu, prosesor ini hanya dapat mengalamati maksimum RAM 16 MB. Prosesor ini bukan 386 yang sesungguhnya, tetapi motherboard yang lebih murah membuatnya sangat terkenal
Generasi 4
Processor 80486 DX
80486 dikeluarkan 10 April 1989 dan bekerja dua kali lebih cepat dari pendahulunya. Hal ini dapat terjadi karena penanganan perintah-perintah x86 yang lebih cepat, lebih-lebih pada mode RISC. Pada saat yang sama kecepatan bus dinaikkan, tetapi 386DX dan 486DX merupakan chip 32 bit. Sesuatu yang baru dalam 486 ialah menjadikan satu math co-processor/prosesor pembantu matematis. Sebelumnya, math co-processor yang harus dipasang merupakan chip 387 yang terpisah. 486 juga mempunyai cache L1 8 KB.
Processor 80486 SX
Prosesor ini merupakan chip baru yang tidak lengkap. Math co-processor dihilangkan dibandingkan 486DX.
Processor Cyrix 486SLC
Cyrix dan Texas Instruments telah membuat serangkaian chip 486SLC. Chip-chip tersebut menggunakan kumpulan perintah yang sama seperti 486DX, dan bekerja secara internal 32 bit, seperti DX. Tetapi, secara eksternal bekerja hanya pada 16 bit (seperti 386SX). Oleh karena itu, chip-chip tersebut hanya menangani RAM 16 MB. Lagi pula, hanya mempunyai cache internal 1 KB dan tidak ada mathematical co-processor. Sesungguhnya chip-chip tersebut hanya merupakan perbaikan 286/386SX. Chip-chip tersebut bukan merupakan chip-chip clone. Chip-chip tersebut mempunyai perbedaan yang mendasar dalam arsitekturnya dibandingkan dengan chip Intel.
Processor IBM 486SLC2
IBM mempunyai chip 486 buatannya sendiri. Serangkaian chip tersebut diberi nama SLC2 dan SLC3. Yang terakhir dikenal sebagai Blue Lightning. Chip-chip ini dapat dibandingkan dengan 486SX Intel, karena tidak mempunyai mathematical co-processor yang menjadi satu. Tetapi, mempunyai cache internal 16 KB (bandingkan dengan Intel yang mempunyai 8 KB). Yang mengurangi unjuk kerjanya ialah antarmuka bus dari chip 386. SLC2 bekerja pada 25/50 MHz secara eksternal dan internal, sedangkan chip SLC3 bekerja pada 25/75 dan 33/100 MHz. IBM membuat chip-chip ini untuk PC mereka sendiri dengan fasilitas mereka sendiri, melesensi logiknya dari Intel.
Perkembangan 486 Selanjutnya
DX4: Prosesor-prosesor DX4 Intel mewakili sebuah peningkatan 80486. Kecepatannya tiga kali lipat dari 25 ke 75 MHz dan dari 33 ke 100 MHz. Chip DX4 lainnya dipercepat hingga dari 25 ke 83 MHz. DX4 mempunyai cache internal 16 KB dan bekerja pada 3.3 volt. DX dan DX2 hanya mempunyai cache 8 KB dan memerlukan 5 volt dengan masalah panas bawaan.
CPU
FPU
8086
8087
80286
80287
80386
80387
80486DX
Built in/di dalam
80486SX
Tidak ada
Pentium dan sesudahnya
Di dalam
CPU dan FPU
Generasi Lima
Pentium Classic (P54C)
Chip ini dikembangkan oleh Intel di Haifa, Israel dan dikeluarkan pada 22 Maret 1993.
Intel Pentium 150 dan 166 MHz.
Prosesor Pentium merupakan super scalar, yang berarti prosesor ini dapat menjalankan lebih dari satu perintah tiap tik clock. Prosesor ini menangani dua perintah tiap tik; sebanding dengan dua buah 486 dalam satu chip. Terdapat perubahan yang besar dalam bus sistem: lebarnya lipat dua menjadi 64 bit dan kecepatannya meningkat menjadi 60 atau 66 MHz.
Sejak itu, Intel memproduksi dua macam Pentium: yang bekerja pada sistem bus 60 MHz (P90, P120, P150, dan P180) dan sisanya, bekerja pada 66 MHz (P100, P133, P166, dan P200).
Generasi 6
Pentium Pro
Pengembangan Pentium Pro dimulai 1991, di Oregon. Diperkenalkan pada 1 November, 1995. Pentium Pro merupakan prosesor RISC murni, dioptimasi untuk pemrosesan 32 bit pada Windows NT atau OS/2. Fitur yang baru ialah bahwa cache L2 yang menjadi satu.
Chip raksasa. Di bawah ini terlihat chip empat persegi panjang dan Socket 8-nya. Unit CPU dan cache L2 merupakan unit yang terpisah di dalam chip ini.
Chip prosesor Pentium Pro dan Socket 8
Pentium II
Pentium Pro “Klamath” merupakan nama sandi prosesor puncak Intel. Prosesor ini mengakhiri seri Pentium Pro yang sebagian terdapat pengurangan dan sebagian terdapat perbaikan.
Diperkenalkan 7 Mei 1997, Pentium II mempunyai fitur-fitur:
* CPU diletakkan bersama dengan 512 KB L2 di dalam sebuah modul SECC (Single Edge Contact Cartridge).
* Terhubung dengan motherboard menggunakan penghubung/konektor slot one dan bus P6 GTL+.
* Perintah-perintah MMX.
* Perbaikan menjalankan program 16 bit (menyenangkan bagi pengguna Windows 3.11).
* Penggandaan dan perbaikan cache L1 (16 KB + 16 KB).
* Kecepatan internal meningkat: dari 233 MHz ke 300 MHz (versi berikutnya lebih tinggi).
* Cache L2 bekerja pada setengah kecepatan CPU.
Unit CPU P-II dan cache L2
Dengan rancangan yang baru, cache L2 mempunyai bus sendiri. Cache L2 bekerja pada setengah kecepatan CPU, seperti 133 MHz atau 150 MHz. Jelas merupakan sebuah kemunduran dari Pentium Pro, yang dapat bekerja pada 200 MHz antara CPU dan cache L2. Hal ini dijawah dengan perbaikan cache L1. Di bawah ini terlihat perbandingan tersebut:
CPU
Laju pemindahan L1
Kecepatan clock L2
Laju pemindahan L2
Pentium 200
777 MB/det.
66 MHz
67 MB/det.
Pentium 200 MMX
790 MB/det.
66 MHz
74 MB/det.
Pentium Pro 200
957 MB/det.
200 MHz
316 MB/det.
Pentium II 266 MHz
1,175 MB/det.
133 MHz
221 MB/det.
Perbandingan CPU Dengan Cache
Pentium II telah tersedia dalam 233, 266, 300, 333, 350, 400, 450, dan 500 MHz (kecepatan yang lebih tinggi segera muncul). Dengan chip set 82440BX dan i810 Pentium II mempunyai unjuk kerja yang baik sekali.
Pentium II berbentuk kotak plastik persegi empat yang besar, yang berisi CPU dan cache. Juga terdapat sebuah kontroler kecil (S82459AB) dan kipas pendingin dengan ukuran yang besar.
Chip P-II beserta Heat Sink
Pentium-II Celeron
Awal 1998 Intel mempunyai masa yang sulit dengan Pentium II yang agak mahal. Banyak pengguna membeli AMD K6-233, yang menawarkan unjuk kerja sangat baik pada harga yang layak.
Maka Intel membuat merk CPU baru yang disebut Celeron. Prosesor ini sama dengan Pentium II kecuali cache L2 yang telah dilepas. Prosesor ini dapat disebut Pentium II-SX. Pada 1998 Intel mengganti Pentium MMX-nya dengan Celeron pertama. Kemudian rancangannya diperbaiki.
Cartridge Celeron sesuai dengan Slot 1 dan bekerja pada bus sistem 66 MHz. Clock internal bekerja pada 266 atau 300 MHz.
Celeron
Pentium-II Celeron A : Mendocino
Bagian yang menarik ialah cartridge baru dengan 128 KB cache L2 di dalam CPU. Hal ini memberikan unjuk kerja yang sangat baik, karena cache L2 bekerja pada kecepatan CPU penuh. Di bawah ini terlihat Celeron 300A. Sebuah chip dalam kartu:
Celeron 300A
Pentium-II Celeron PPGA : Socket 370
Socket 370 baru untuk Celeron. Prosesor 400 dan 366 MHz (1999) tersedia dalam plastic pin grid array (PPGA). Socket PGA370 terlihat seperti Socket 7 tradisional. Mempunyai 370 pin:
Socket PGA370 dan Socket 7
Pentium-II Xeon
Pada 26 Juli 1998 Intel mengenalkan cartridge Pentium II baru yang diberi nama Xeon. Ditujukan untuk server dan mungkin pemakai high-end.
Xeon merupakan Pentium II dengan cartridge baru yang sesuai konektor baru yang disebut Slot Two. Modul ini dua kali lebih tinggi dari Pentium II, tetapi ada perubahan dan perbaikan penting lain:
* Chip RAM cache L2 jenis baru: CSRAM (Custom SRAM), yang bekerja pada kecepatan CPU penuh.
* Ukuran cache L2 yang berbeda: 512, 1024, atau 2048 KB RAM L2.
* Memori RAM hingga 8 GB dapat di-cache.
* Hingga empat atau delapan Xeon dalam satu server.
* Mendukung server yang di-cluster.
* Chip set baru 82440GX dan 82450NX.
Chip Xeon untuk server berunjuk kerja tinggi. Jenis unggulan pertama mempunyai 2 MB cache L2 pada cartridge, bekerja sepenuhnya 450 MHz.
Empat Prosesor Xeon Pada Satu Motherboard Server
Cache L2 Xeon bekerja pada kecepatan clock CPU penuh. Dapat diperkirakan, bahwa akan mempunyai unjuk kerja yang sama seperti cache L1. Tetapi antarmuka dari L1 ke L2 bernilai beberapa tik clock pada awal tiap perpindahan, sehingga ada beberapa kelambatan.Tetapi jika data sudah dipindahkan, bekerja pada kecepatan clock penuh.
Pentium III – Katmai
CPU P6 pertama dari Intel ialah Pentium Pro. Kemudian didapatkan Pentium II dalam pelbagai jenis. Kini 1999 waktunya untuk menghadirkan Pentium III.
Maret 1999 Intel mengenalkan kumpulan MMX2 baru yang ditingkatkan untuk perintah grafis (diantaranya 70 buah). Perintah ini disebut Katmai New Instructions (KNI)/Perintah Baru Katmai atau SSE. Perintah ini ditujukan untuk meningkatkan unjuk kerja game 3D – seperti teknologi 3DNow! AMD. Katmai memasukkan “double precision floating-point single instruction multiple data“/”floating-point dengan ketelitian ganda satu perintah banyak data” (atau DPFS SIMD untuk singkatnya) yang bekerja dalam delapan register 128 bit.
Superscalar Processor Design
Superscalar adalah arsitektur prosessor yang memungkinkan eksekusi yang bersamaan (parallel) dari instruksi yang banyak pada tahap pipeline yang sama sebaik tahap pipeline yang lain. Pipeline sendiri adalah meningkatkan kinerja komputer dengan cara saling overlap tahapan dari instruksi yang berbeda.
Pada pipenline untuk melakukan proses (stages) overlapping dibutuhkan paling tidak setengah clock. Sedangkan superscalar mengijinkan proses untuk bekerja secara bersamaan pada saat clock yang sama.
Superscalar ini menerapkan suatu bentuk paralel disebut-tingkat instruksi paralel dalam satu prosesor, sehingga memungkinkan lebih cepat. Sebuah prosesor superscalar melaksanakan lebih dari satu instruksi selama satu jam secara bersamaan dengan siklus dispatching beberapa petunjuk ke membazir fungsional unit pada prosesor. Setiap unit fungsional tidak terpisah CPU inti, tetapi sebuah sumber daya eksekusi dalam satu CPU seperti aritmetika logis unit, sedikit Shifter, atau kelipatan.
Perkembangan superscalar pertama kali diawali oleh Seymour Cray's CDC 6600 dari 1965 sering disebut sebagai pertama superscalar desain. Intel i960CA (1988) dan seri AMD 29000-29050 (1990) mikro yang komersial pertama chip tunggal superscalar mikro. CPU RISC seperti ini membawa konsep superscalar untuk mikro komputer RISC karena hasil desain yang sederhana inti, agar mudah instruksi dispatch dan keterlibatan beberapa unit fungsional (seperti ALUs) pada satu CPU dalam rancangan peraturan yang terpaksa waktu. Ini adalah alasan yang RISC desain yang lebih cepat dari CISC desain melalui ke dalam tahun 1980-an dan 1990-an.
Kecuali untuk digunakan dalam beberapa CPU-daya baterai perangkat, pada dasarnya semua tujuan-CPU umum dikembangkan sejak 1998 adalah superscalar. Diawali dengan "P6" (Pentium Pro dan Pentium II) pelaksanaan, Intel x86 arsitektur mikro yang telah menerapkan CISC pada set instruksi RISC superscalar mikro. Kompleks petunjuk yang diterjemahkan secara internal ke-RISC seperti "micro-ops" set instruksi RISC, prosesor yang memungkinkan untuk mengambil keuntungan dari performa yang lebih tinggi-prosesor yang melandasi tetap kompatibel dengan prosesor Intel sebelumnya.[2]
Contoh Penerapan Superscalar
Contoh CPU yang telah menerapkan arsitektur superscalar
:
Berikut perbandingan superscalar dengan system i386
Cycles Per Instruction
Instruction Type 386 Cycles 486 Cycles
Load 4 1
Store 2 1
ALU 2 1
Jump taken 9 3
Jump not taken 3 1
Call 9 3
Superscalar dapat mengeksekusi instruksi 1 (I1) dan instruksi 2 (I2) secara pararel dengan syarat
* Keduanya instruksi yang sederhana
* I1 tidak melakukan proses jump
* Tujuan (destination) dari I1 bukan sumber (source) dari I2
* Tujuan (destinition) dari I1 bukan tujuan (destination) dari I2
Jika kondisi diatas tidak dapat dipenuhi
* I1 melakukan proses U-pipe
* I2 dijalankan di cycle berikutnya
SUMBER:Pengenalan Komputer
0 komentar:
Posting Komentar