Proses evolusi Arsitektur computer telah
berlangsung melalui tahapan-tahapan yang panjang. Dalam bidang teknik komputer,
arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar
dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana
cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang
didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini,
implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan
terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan
data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll).
Arsitektur dari komputer sendiri merupakan suatu
susunan atau rancangan dari komputer tersebut sehingga membentuk suatu kesatuan
yang dinamakan komputer. Komputer sendiri berevolusi dengan cepat mulai dari
generasi pertama hingga sekarang. Evolusi sendiri didasarkan pada fungsi atau
kegunaanya dalam kehidupan.
TAHAPAN ARSITEKTUR KOMPUTER
1.
Arsitektur Von Neumann
Arsitektur von Neumann (atau Mesin Von Neumann)
adalah arsitektur yang diciptakan oleh John von Neumann (1903-1957). Arsitektur
ini digunakan oleh hampir semua komputer saat ini. Arsitektur Von Neumann
menggambarkan komputer dengan empat bagian utama: Unit Aritmatika dan Logis
(ALU), unit kontrol, memori, dan alat masukan dan hasil (secara kolektif
dinamakan I/O). Bagian ini dihubungkan oleh berkas kawat, “bus”.
a. Arithmetic and Logic Unit (ALU)
Arithmatic and Logic Unit atau
Unit Aritmetika dan Logika berfungsi untuk melakukan semua perhitungan
aritmatika (matematika) dan logika yang terjadi sesuai dengan instruksi
program. ALU menjalankan operasi penambahan, pengurangan, dan
operasi-operasi sederhana lainnya pada input-inputnya dan memberikan hasilnya
pada register output.
Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses, sementara data dan instruksi lainnya yang menunggugiliran untukdiproses masihdisimpan yang menunggugiliran untukdiproses masihdisimpan di dalam memori utama. Setiap register dapat menyimpan satu bilangan hingga mencapai jumlah maksimum tertentu tergantung pada ukurannya.
b. Control Unit
Control Unit atau Unit Kontrol berfungsi untuk mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali akan mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program. Unit ini juga mengartikan instruksi-instruksi dari program komputer, membawa data dari alat input ke memori utama dan mengambil data dari memori utama untuk diolah. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output.
d. Bus
Bus adalah sekelompok lintasan sinyal yang digunakan untuk menggerakkan bit-bit informasi dari satu tempat ke tempat lain, dikelompokkan menurut fungsinya Standar bus dari suatu sistem komputer adalah bus alamat (address bus), bus data (data bus) dan bus kontrol (control bus). Komputer menggunakan suatu bus atau saluran bus sebagaimana kendaraan bus yang mengangkut penumpang dari satu tempat ke tempat lain, maka bus komputer mengangkut data. Bus komputer menghubungkan CPU pada RAM dan periferal. Semua komputer menggunakan saluran busnya untuk maksud yang sama.
2.
Arsitektur RISC
RICS singkatan dari Reduced Instruction Set
Computer. Merupakan bagian dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan
berfungsi untuk negeset istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang
lainnya. Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau “Komputasi set instruksi
yang disederhanakan” pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di
Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi
pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya.
Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era
1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David
Patterson,pengajar pada University of California di Berkely.
RISC, yang jika diterjemahkan berarti “Komputasi
Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan”, merupakan sebuah arsitektur komputer
atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi
yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja
tinggi, seperti komputer vektor.
Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini
juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa
mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari
DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari
International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada
Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel
XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari
Hewlett-Packard.
Karakteristik RISC
·
Siklus mesin ditentukan oleh waktu yang digunakan
untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan operasi ALU, dan
menyimpan hasil operasinya kedalam register, dengan demikian instruksi mesin
RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi secepat
mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC
·
Operasi berbentuk dari register-ke register yang
hanya terdiri dari operasi load dan store yang mengakses memori . Fitur
rancangan ini menyederhanakan set instruksi sehingga menyederhanakan pula unit
control
·
Penggunaan mode pengalamatan sederhana, hampir sama
dengan instruksi menggunakan pengalamatan register.
·
Penggunaan format-format instruksi sederhana,
panjang instruksinya tetap dan disesuaikan dengan panjang word.
3.
Arsitektur CISC
Complex instruction-set computing atau Complex
Instruction-Set Computer (CISC) “Kumpulan instruksi komputasi kompleks”) adalah
sebuah arsitektur dari set instruksi dimana setiap instruksi akan menjalankan
beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memory, operasi
aritmetika, dan penyimpanan ke dalam memory, semuanya sekaligus hanya di dalam
sebuah instruksi. Karakteristik CISC dapat dikatakan bertolak-belakang dengan
RISC.
Karakteristik CISC
·
Sarat informasi memberikan keuntungan di mana
ukuran program-program yang dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan
penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan
komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat
·
Dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang
diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan. (Jumlah perintah sedikit
tetapi rumit) Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa
rakitan.
4.
Arsitektur Harvard
Arsitektur Havard menggunakan memori terpisah untuk
program dan data dengan alamat dan bus data yang berdiri sendiri. Karena dua
perbedaan aliran data dan alamat, maka tidak diperlukan
multiplexing alamat dan bus data. Arsitektur ini tidak hanya didukung
dengan bus paralel untuk alamat dan data, tetapi juga
menyediakanorganisasiinternal yang berbeda sedemikian rupa instruksi
dapat diambil dan dikodekan ketika dan data, tetapi juga menyediakan organisasi
internal yang berbeda sedemikian rupa instruksi dapaLebih lanjut lagi,
bus data bisa saja memiliki ukuran yang berbeda dari bus alamat.
Hal ini memungkinkan pengoptimalan bus data dan bus
alamat dalam pengeksekusian instruksi yang cepat.t diambil dan dikodekan ketika
berbagai data sedang diambil dan dioperasikan. Sebagai contoh, mikrokontroler
Intel keluarga MCS-51 menggunakan arsitektur Havard karena ada perbedaan
kapasitas memori untuk program dan data, dan bus terpisah (internal) untuk
alamat dan data. Begitu juga dengan keluarga PIC dari Microchip yang
menggunakan arsitektur Havard.
5.
Arsitektur Blue Gene
Blue Gene adalah sebuah arsitektur komputer yang
dirancang untuk menciptakan beberapa superkomputer generasi berikut, yang
dirancang untuk mencapai kecepatan operasi petaflop (1 peta = 10 pangkat 15),
dan pada 2005 telah mencapai kecepatan lebih dari 100 teraflop (1 tera = 10
pangkat 12). Blue Gene merupakan proyek antara Departemen Energi Amerika
Serikat (yang membiayai projek ini), industri (terutama IBM), dan kalangan
akademi. Ada lima projek Blue Gene dalam pengembangan saat ini, di antaranya
adalah Blue Gene/L, Blue Gene/C, dan Blue Gene/P.
Komputer pertama dalam seri Blue Gene. Blue Gene/L
dikembangkan melalui sebuah “partnership” dengan Lawrence Livermore National
Laboratory menghabiskan biaya AS$100 juta dan direncanakan dapat mencapai
kecepatan ratusan TFLOPS, dengan kecepatan puncak teoritis 360 TFLOPS. Ini
hampir sepuluh kali lebih cepat dari Earth Simulator, superkomputer tercepat di
dunia sebelum Blue Gene. Pada Juni 2004, dua prototipe Blue Gene/L masuk dalam
peringkat 500 besar superkomputer berada dalam posisi ke-4 dan ke-8.
baak.gunadarma.ac.id
studentsite.gunadarma.ac.id
Tidak ada komentar:
Posting Komentar