3

ABSTRAK

Unit Pengolah Pusat (UPP) dalam bahasa Inggris disebut CPU, singkatan

dari Central Processing Unit, merujuk kepada perangkat keras komputer yang

memahami dan melaksanakan perintah dan data dari perangkat lunak. Istilah lain,

prosesor (pengolah data), sering digunakan untuk menyebut CPU. Adapun

mikroprosesor adalah CPU yang diproduksi dalam sirkuit terpadu, seringkali

dalam sebuah paket sirkuit terpadu-tunggal. Sejak pertengahan tahun 1970-an,

mikroprosesor sirkuit terpadu-tunggal ini telah umum digunakan dan menjadi

aspek penting dalam penerapan CPU.

CPU sendiri terdiri atas beberapa komponen dengan fungsinya masing-

masing. Komponen CPU terbagi menjadi beberapa macam, yaitu sebagai berikut :

1. Unit kontrol yang mampu mengatur jalannya program. Komponen ini

sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol

komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antar komponen dalam

menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung

jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori

utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. 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. Dengan demikian tugas dari

unit kendali ini adalah :

a. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

b. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

c. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk

diproses.

d. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau

perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.

e. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

3

2. Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai

kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data

dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat

sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah

ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini

dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan

pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan

sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang

mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk

melakukan perhitungan dan perbandingan logika.

3. ALU unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan

operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut

mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit

arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki

spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan

semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan

instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan

dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut

adder.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi

logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua

operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan ( = ),

tidak sama dengan ( ), kurang dari ( < ), kurang atau sama dengan ( <= ), lebih

besar dari ( > ), dan lebih besar atau sama dengan ( >= ).

Sementara dalam ALU ada yang disebut CPU Interconnections. CPU

Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen

internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-

bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori

utama, piranti masukan /keluaran.

3

Memori sendiri biasa dibedakan menjadi dua macam: ROM dan RAM.

Selain itu, terdapat pula memori yang disebut Cache Memory.

ROM adalah kependekan dari Read Only Memory, yaitu perangkat keras

pada komputer berupa chip memori semi konduktor yang isinya hanya dapat

dibaca Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara

berulang-ulang. Memori ini berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan

tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan.

Ram (Random-Access Memory) adalah jenis memori yang isinya dapat

diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan sebagai suatu penyimpanan data

yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan

data yang berbeda-beda. Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah

menguap), yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan.

Secara teknis, memori adalah perangkat atau hardware yang berfungsi

sebagai tempat penyimpanan sementara. Sebetulnya, fungsi RAM ini adalah

sebagai “pembantu” bagi harddisk. Sebab, ketika CPU komputer anda akan

mengambil data, dia harus terus-menerus memanggil mengakses harddisk untuk

mengambil setiap bagian data yang dibutuhkan, dan tentunya akan memakan

waktu lama / lambat. Makanya, informasi yang dibutuhkan itu disimpan

sementara di dalam memory.

Memori bekerja dengan cara menyimpan, lalu menyuplai data-data penting

yang dibutuhkan oleh processor dengan cepat untuk dapat diolah menjadi

informasi. Makanya, fungsi kapasitas adalah hal yang sangat penting bagi

memory, karena semakin besar kapasitasnya, maka semakin banyak data yang

dapat disimpan dan diteruskan, sehingga akan membuat processor dapat bekerja

lebih cepat.

3

PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

CPU berfungsi seperti kalkulator, hanya saja CPU jauh lebih kuat daya

pemrosesannya. Fungsi utama dari CPU adalah melakukan operasi aritmatika dan

logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang

dimasukkan melalui beberapa perangkat keras, seperti papan ketik, pemindai, tuas

kontrol, maupun tetikus. CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi

perangkat lunak komputer. Perangkat lunak tersebut dapat dijalankan oleh CPU

dengan membacanya dari media penyimpan, seperti cakram keras, disket, cakram

padat, maupun pita perekam. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan

terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi

alamat unik yang disebut alamat memori. Selanjutnya, CPU dapat mengakses

data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki.

Saat sebuah program dieksekusi, data mengalir dari RAM ke sebuah unit

yang disebut dengan bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data

kemudian didekode dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai

pendekoder instruksi yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian

berjalan ke unit aritmatika dan logika (ALU) yang melakukan kalkulasi dan

perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi

memori yang disebut dengan register supaya dapat diambil kembali dengan cepat

untuk diolah. ALU dapat melakukan operasi-operasi tertentu, meliputi

penjumlahan, perkalian, pengurangan, pengujian kondisi terhadap data dalam

register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memori fisik,

media penyimpan, atau register apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi.

Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan penghitung

program akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi

tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai.

Sementara untuk pemrosesan instruksi dalam CPU dibagi atas dua tahap,

Tahap-I disebut Instruction Fetch, sedangkan Tahap-II disebut Instruction

Execute. Tahap-I berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit mengambil

3

data dan/atau instruksi dari main-memory ke register, sedangkan Tahap-II

berisikan pemrosesan CPU dimana Control Unit menghantarkan data dan/atau

instruksi dari register ke main-memory untuk ditampung di RAM, setelah

Instruction Fetch dilakukan. Waktu pada tahap-I ditambah dengan waktu pada

tahap-II disebut waktu siklus mesin (machine cycles time).

Penghitung program dalam CPU umumnya bergerak secara berurutan.

Walaupun demikian, beberapa instruksi dalam CPU, yang disebut dengan

instruksi lompatan, mengizinkan CPU mengakses instruksi yang terletak bukan

pada urutannya. Hal ini disebut juga percabangan instruksi (branching

instruction). Cabang-cabang instruksi tersebut dapat berupa cabang yang bersifat

kondisional (memiliki syarat tertentu) atau non-kondisional. Sebuah cabang yang

bersifat non-kondisional selalu berpindah ke sebuah instruksi baru yang berada di

luar aliran instruksi, sementara sebuah cabang yang bersifat kondisional akan

menguji terlebih dahulu hasil dari operasi sebelumnya untuk melihat apakah

cabang instruksi tersebut akan dieksekusi atau tidak. Data yang diuji untuk

percabangan instruksi disimpan pada lokasi yang disebut dengan flag.

B. TUJUAN

Adapun tujuan mempelajari CPU dan Memori adalah sebagai berikut :

1. Pembaca mampu mengenali CPU dan Memori.

2. Pembaca mampu membedakan CPU dan Memori.

3. Pembaca mengetahui cara kerja CPU dan Memori.

4. Pembaca mengetahui jenis-jenis CPU dan Memori.

5. Pembaca mampu memilih CPU dan Memori sesuai kebutuhan.

3

JENIS CPU dan MEMORI

A. CPU

Gambar 1. Contoh Pin mikroprosesor Intel 80486DX2.

Seperti yang telah dijelaskan di atas, bahwa CPU atau biasa didefinisikan

sebagai processor merupakan pusat kerja dari sebuah system computer. Tanpa

CPU, computer tentu akan menjadi benda mati biasa yang tak bisa digunakan.

Sesuai perkembangan zaman, CPU pun mengalami berbagai macam perubahan

dan perkembangan, secara detail akan Penulis jelaskan seperti di bawah ini :

Tahun 1971: 4004 Microprocessor

Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor

4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka

terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati.

Tahun 1972: 8008 Microprocessor

Pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali

lipat dari pendahulunya yaitu 4004.

Tahun 1974: 8080 Microprocessor

Menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu

terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan.

3

Tahun 1978: 8086-8088 Microprocessor

Sebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk

untuk komputer pribadi buatan IBM yang memakai prosesor 8088 yang berhasil

mendongkrak nama intel.

Tahun 1982: 286 Microprocessor

Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah

processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang

digunakan untuk processor sebelumnya.

Tahun 1985: Intel386™ Microprocessor

Intel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang

tertanam diprosessor tersebut yang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100

kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 4004.

Tahun 1989: Intel486™ DX CPU Microprocessor

Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya

harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan

mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memperkecil beban kerja pada

processor.

Tahun 1993: Intel® Pentium® Processor

Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data

seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.

Tahun 1995: Intel® Pentium® Pro Processor

Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan

workstation yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini

mempunyai 5,5 juta transistor yang tertanam.

3

Tahun 1997: Intel® Pentium® II Processor

Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel

MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan

grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga

dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan

menggunakan internet dengan lebih baik.

Tahun 1998: Intel® Pentium II Xeon® Processor

Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu

ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk

sebuah pasar tertentu.

Tahun 1999: Intel® Celeron® Processor

Processor Intel Celeron merupakan processor yang dikeluarkan sebagai

processor yang ditujukan untuk pengguna yang tidak terlalu membutuhkan kinerja

processor yang lebih cepat bagi pengguna yang ingin membangun sebuah system

computer dengan budget (harga) yang tidak terlalu besar. Processor Intel Celeron

ini memiliki bentuk dan form factor yang sama dengan processor Intel jenis

Pentium, tetapi hanya dengan instruksi-instruksi yang lebih sedikit, L2 cache-nya

lebih kecil, kecepatan (clock speed) yang lebih lambat, dan harga yang lebih

murah daripada processor Intel jenis Pentium. Dengan keluarnya processor

Celeron inimaka Intel kembali memberikan sebuah processor untuk sebuah

pasaran tertentu.

Tahun 1999: Intel® Pentium® III Processor

Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70

instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat

tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan

suara.

3

Tahun 1999: Intel® Pentium® III Xeon® Processor

Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan

mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah

SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan

informasi dari system buske processor , yang juga mendongkrak performa secara

signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain

yang sejenis.

Tahun 2000: Intel® Pentium® 4 Processor

Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya

mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini

berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah

formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor

Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu

menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.

Tahun 2001: Intel® Xeon® Processor

Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4

yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini

memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan

memory L2cache yang lebih besar pula.

Tahun 2001: Intel® Itanium® Processor

Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi

pemakaian pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini

sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang

didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction

Computing ( EPIC).

Tahun 2002: Intel® Itanium® 2 Processor

Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium.

3

Tahun 2003: Intel® Pentium® M Processor

Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari

Intel®Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan

keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana.

Tahun 2004: Intel Pentium M 735/745/755 processors

Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz

system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M

sebelumnya.

Tahun 2004: Intel E7520/E7320 Chipsets

7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi

800MHz FSB,DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces.

Tahun 2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz

Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang

menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan

konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan

Hyper Threading.

Tahun 2005: Intel Pentium D 820/830/840

Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2

buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan

bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor

jenis ini juga disertakan dukungan Hyper Threading.

Tahun 2006: Intel Core 2 Quad Q6600

Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin

kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan

konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat

diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP )

3

Tahun 2006: Intel Quad-core Xeon X3210/X3220

Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core

dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut ,

dengan 8MBL2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ),

1.06GHzFront-side bus, dan thermal design power (TDP).

Sementara ada versi lain yang menyatakan jenis processor, yaitu

berdasarkan pada banyaknya bit yang dikerjakan oleh ALU (Arithmatic Logic

Unit), CPU dibedakan menjadi 4 jenis, yaitu :

Bit Slices Processor

Perancangan CPU dengan menambahkan jumlah irisan bit (slices) untuk

applikasi-applikasi tertentu. CPU jenis ini dapat pula dikatakan dengan CPU

Custom.

General Purpose CPU

CPU serbaguna atau mikrokomputer dengan semua kemampuan dari mini

komputer terdahulu.

I/O Processor

Prosesor khusus yang berfungsi menangani input/output request

membantu prosesor utama.

Dedicated/Embedded Controller

Membuat mesin menjadi smart, seperti : mesin cuci, microwave, oven,

mesin jahit, sistem pengapian otomotif. Prosesor jenis ini lebih dikenal dengan

mikrokontroller.

3

B. Memori

Gambar 2. Contoh Memori (RAM)

Memori merupakan komponen pendukung utama dari CPU, untuk itulah

kedua hal ini menjadi sangat erat kaitannya. Sama seperti CPU, Memori pun

memiliki berbagai jenis dan perkembangan. Berikut jenis-Jenis Memori (Media

Penyimpanan) Memori merupakan media penyimpanan data pada komputer, yang

mana memori ini dibagi menjadi 2 jenis yaitu :

1. ROM

ROM (Read Only Memory) yaitu perangkat keras pada komputer berupa

chip memori semi konduktor yang isinya hanya dapat dibaca Jenis memori ini

datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang. Memori

ini berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan tidak mudah menguap

(hilang) walaupun catu dayanya dimatikan.

Secara khusus, ROM pun memiliki berbagai jenis yang selama ini kita

kenal, berikut jenis ROM yang dapat Penulis ungkapkan :

PROM (Progammable Read-Only-Memory)

Jika isi ROM ditentukan oleh vendor, PROM dijual dalam keadaan kosong

dan kemudian dapat diisi dengan program oleh pemakai. Setelah diisi dengan

program,isi PROM tak bisa dihapus.

3

EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory)

Berbeda dengan PROM, isi EPROM dapat dihapus setelah diprogram.

Penghapusan dilakukan dengan menggunakan sinar ultra violet.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only-Memory)

EEPROM dapat menyimpan data secara permanen, tetapi isinya masih

bisa dihapus secara elektris melalui program. Salah satu jenis EEPROM adalah

Flash Memory.Flash Memory biasa digunakan pada kamera digital, konsol video

game, dan cip BIOS.

2. RAM

Ram (Random-Access Memory) adalah jenis memori yang isinya dapat

diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan sebagai suatu penyimpanan data

yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan

data yang berbeda-beda. Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah

menguap), yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan.

Sama seperti ROM, RAM pun memiliki berbagai jenis tipe dan berikut

diantaranya :

DRAM (Dynamic RAM)

Jenis RAM yang secara berkala harus disegarkan oleh CPU agar data yang

terkandung di dalamnya tidak hilang.

SDRAM (Sychronous Dynamic RAM)

Jenis RAM yang merupakan kelanjutan dari DRAM namun telah disikronisasi

oleh clock sistem dan memiliki kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. Cocok

untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100MHz.

3

RDRAM (Rambus Dynamic RAM)

Jenis memory yang lebih cepat dan lebih mahal dari pada SDRAM.

Memory ini bisa digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium4.

SRAM (Static RAM)

Jenis memori yang tidak memerlukan penyegaran olehCPU agar data yang

terdapat di dalamnya tetap tersimpan dengan baik. RAM jenis ini memiliki

kecepatan lebih tinggi daripada DRAM. SDRAM

EDO RAM (Extended Data Out RAM)

Jenis memori yang digunakan pada sistem yang menggunakan Pentium.

Cocok untuk yang memiliki bus denagan kecepatan sampai 66MHz.

3. Cache Memory

Memori berkapasitas terbatas, memori ini berkecepatan tinggi dan lebih

mahal dibandingkan memory utama. Berada diantara memori utama dan register

pemroses,berfungsi agar pemroses tidak langsung mengacu kepada memori utama

tetapi dicache memory yang kecepatan aksesnya yang lebih tinggi, metode

menggunakan cache memory ini akan meningkatkan kinerja sistem.

Cache memory adalah tipe RAM tercepat yang ada, dan digunakan oleh

CPU, harddrive, dan beberapa komponen lainnya. Seperti halnya RAM, lebih

banyak cache memory adalah lebih baik, akan tetapi biasanya cache pada CPU

dan hard drive tidak dapat diupgrade menjadi lebih banyak. Contoh yang dapat

dilihat misalnya adalah pada CPU Pentium II terdapat 512 KiloByte cache, dan

pada hard drive IBM9LZX SCSI terdapat 4 MegaBytes cache.

3

CARA KERJA CPU dan MEMORI

A. CPU

CPU atau juga dikenal denga prosesor atau bila pada computer mikro

disebut mikroprosessor adalah otak dari computer, seperti halnya otak manusia

yang terdiri dari berjuta-juta sel berfungsi untuk sebagai tempatnya proses

berpikir, CPU berfungsi sebagai tempat memproses data-data dan instruksi-

instruksi program. sebuah prosesor terbuat dari chip silikon yang di dalamnya

mengandung jutaan transistor kecil, transistor ini menyimpan pulsa elektrik yang

memberikan nilai 1 dan 0 dan membentuk system bahasa binary yang digunakan

computer untuk berkomunikasi, CPU akan memproses data dan instruksi yang

disimpan dalam bentuk byte di dalam memori, data adalah bentuk biner dari

angka dan huruf, dan instruksi akan memberi tahu apa yang harus dilakukan oleh

CPU terhadap data tersebut.

CPU akan melakukan tiga operasi utama terhadap data tersebut:

membacanya, memanipulasi (memproses) data tersebut, dan seringkali

menuliskannya ke dalam memori. Pada tingkat yang lebih sederhana, CPU hanya

memerlukan empat elemen untuk melakukan operasi terhadap datanya: instruksi,

penunjuk instruksi, beberapa register, dan sebuah aritmethic logic unit.

Secara umum, cara kerja CPU adalah sebagai berikut :

1. Saat data dan/atau instruksi dimasukkan ke processing-devices, pertama

sekali diletakkan di RAM (melalui Input-storage). Apabila berbentuk

instruksi ditampung oleh Control Unit di Program-storage, namun apabila

berbentuk data ditampung di Working-storage).

2. Jika register siap untuk menerima pengerjaan eksekusi, maka Control Unit

akan mengambil instruksi dari Program-storage untuk ditampungkan ke

Instruction Register, sedangkan alamat memori yang berisikan instruksi

tersebut ditampung di Program Counter.

3. Sedangkan data diambil oleh Control Unit dari Working-storage untuk

ditampung di General-purpose register (dalam hal ini di Operand-register).

Jika berdasar instruksi pengerjaan yang dilakukan adalah arithmatika dan

3

logika, maka ALU akan mengambil alih operasi untuk mengerjakan

berdasar instruksi yang ditetapkan. Hasilnya ditampung di Accumulator.

4. Apabila hasil pengolahan telah selesai, maka Control Unit akan

mengambil hasil pengolahan di Accumulator untuk ditampung kembali ke

Working-storage. Jika pengerjaan keseluruhan telah selesai, maka Control

Unit akan menjemput hasil pengolahan dari Working-storage untuk

ditampung ke Output-storage. Lalu selanjutnya dari Output-storage, hasil

pengolahan akan ditampilkan ke output-devices.

Secara umum, cara kerja CPU dapat dilihat pada diagram di bawah :

Gambar 3. Diagram blok sederhana sebuah CPU

Setiap processor pasti memerlukan memori (disebut juga dengan

PRIMARY STORAGE).

Cara kerja arsitektur komputer saat ini kan seperti ini:

Data dari HDD (nama lainnya SECONDARY STORAGE) dicopy ke

RAM (RAM=memori,jadi RAM itu primary storage).

Kenapa mesti RAM? Karena jarak processor ke RAM lebih dekat daripada

jarak processor ke HDD. Bisa saja jika diambil langsung dari HDD, yang biasa

disebut VIRTUAL MEMORY tapi menjadi jauh dan menyebabkan computer

bekerja lebih lambat daripada pakai RAM.

3

Data yang ingin dipakai dicopy ke REGISTER (memori yang ada DI

DALAM processor).

Dengan alasan yang sama seperti di atas. Karena jarak register ke

processor lebih dekat dari jarak processor ke RAM.

B. MEMORI

1. ROM

ROM biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem.

ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau

data.Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau

ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh

mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan. Umumnya proses yang

terkandung dalam BIOS secara berurutan adalah sebagai berikut:

Memeriksasi CMOS.

CMOS (Compmentary Meta-Oxyde Semiconductor) adalah jenis cip yang

memerlukandaya listrik dari baterai. Cip ini berisi memori 64-byte yang isinya

dapatdiganti. Pada CMOS inilah berbagai pengaturan dasar komputer

dilakukan,misalnya peranti yang digunakan untuk memuat sistem operasi dan

termasuk pulatanggaldanjamsistem.

Memuat penanganan interupsi (interupt handlers) dan pengendali

peranti(device driver).

Penanganan interupsi adalah program kecil yang menjadi penerjemah

antara perangkat keras dan sistem operasi. Sebagai contoh , jika pemakai menekan

tombol keyboard maka isyarat ini dikirimkan melalui penaganan interupsi

keyboard.

3

Pengendali peranti adalah program yang bertindak sebagai pemberi

identitas bagi perangkat keras tertentu (misalnya scanner) sehingga bisa dikenali

oleh system operasi.

Menginisialisasi register dan manajemen daya listrik.

Melakukan pengujian hardware (POST / the power-on self-test).

Untuk memastikan bahwa semua perangkat keras dalam keadaan baik.

Menampilkanpengaturan-pengaturanpadasistem

Menentukan peranti yang akan digunakan untuk menjalankan

program.

Mengambil isi boot sector.

Boot sector juga merupakan sebuah program kecil.Oleh BIOS program ini

dimuat ke RAM dan kemudian mikroprosesor akanmengeksekusi perintah-erintah

yang sudah berada dalam RAM tersebut.

2. RAM

Karena bersifat sementara dan dipengaruhi tegangan , maka program

utama tidak pernah disimpan di RAM. Random artinya data yang disimpan pada

RAM dapat diakses secara acak. RAM dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu jenis

statik dan jenis dinamik. RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah

flip-flop. Jenis RAM ini asyncronous dan tidak memerlukan sinyal clock. RAM

statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasiyang tidak memerlukan kapasitas

memori RAM yang besar.

RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan. RAM

dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS

sebagai sel memori elementer. Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM

dinamik tetap utuh, data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca

dan menulis ulang data tersebut ke memori. RAM dinamik ini digunakan untuk

aplikasi yang memerlukan RAM dengan kapasitas besar, misalnya dalam sebuah

komputer pribadi (PC).

3

3. Cache Memory

Fungsi memori cache untuk menyimpan instruksi yang berulang kali

diperlukan dan dapat diakses sangat cepat untuk menjalankan program,

memperbaiki sistem secara keseluruhan. Keuntungan dari memori cache adalah

bahwa CPU tidak harus menggunakan sistem bus motherboard untuk mentransfer

data. Setiap kali data harus melewati bus sistem, kecepatan transfer data

memperlambat kemampuan motherboard. CPU dapat memproses data lebih cepat

dengan menghindari hambatan yang diciptakan oleh sistem bus.

Seperti halnya RAM, pada umumnya data akan dilewatkan dulu pada

cache memory sebelum menuju komponen yang akan menggunakannya (misalnya

CPU). Selain itu cache memory menyimpan pula sementara data untuk akses

cepat. Kecepatan cache memory juga menjadi unsur yang penting. Sebagai

contoh, CPU Pentium II memilki cache sebesar 12 k, dan CPU Celeron memiliki

cache sebesar 128 k, akan tetapi cache pada Pentium II berjalan pada1/2 kali

kecepatan CPU, sementara cache pada Celeron berjalan dengan kecepatan sama

dengan kecepatan CPU. Hal ini merupakan tradeoff yang membuat kecepatan

Celeron dalam hal-hal tertentu kadang-kadang malah bisa mengalahkan

PentiumII.

Disk caching menerapkan prinsip yang sama pada hard disk cache memori

yang juga berlaku untuk CPU. Data hard yang sering diakses disk disimpan dalam

segmen terpisah RAM untuk menghindari harus mengambilnya dari hard disk

berulang-ulang. Dalam hal ini, RAM lebih cepat daripada teknologi piringan CD

yang digunakan dalam hard disk konvensional. Situasi ini akan berubah

bagaimanapun, sebab hard disk hybrid sudah ada dimana-mana. Disk ini memiliki

built-in flash memori cache. Akhirnya, hard drive akan 100% mirip flash drive,

menghilangkan kebutuhan untuk RAM disk caching, sebagai flash memory yang

lebih cepat dari RAM.

3

KESIMPULAN

Secara umum computer tersusun atas berbagai macam komponen, yang

paling utama adalah CPU karena di situlah pusat kerja dari sebuah system

computer. Namun kinerja dari CPU pun bergantung pada perangkat lainnya,

terutama masalah memori. Semakin tinggi kemampuan sebuah CPU ternyata

harus didukung pula dengan kecepatan memori menyuportnya.

CPU dari masa ke masa mengalami perkembangan, baik dari segi bentuk

yang awalnya sangat besar hingga sekarang semakin mengecil. Selain itu

kemampuannya sendiri pun semakin meningkat, dari yang awalnya hanya single-

tasking, sekarang sudah bisa mengerjakan aplikasi secara bersamaan atau biasa di

sebut multi-tasking. Masalah kecepatan pun mengelami perubahan yang cukup

signifikan, berawal dari tahun 1971 hingga era 2006 seperti yang Penulis

ungkapkan di atas, berbagai vendor CPU berlomba-lomba menyediakan CPU

yang paling cepat dan terbaik.

Tak jauh berbeda dengan CPU, karena keduanya saling erat terkait.

Memori pun memiliki berbagai jenis dan perkembangan. Memori secara umum

dibedakan menjadi 2, yaitu ROM (Read Only Memory) dan RAM (Random

Access Memory). Selain itu ada memori pendukung lain yang biasa disebut Cache

Memory.

Pada cache memory, data yang tersimpan tidak bisa bertahan lama. Cache

yang dibangun dalam CPU lebih cepat daripada cache yang terpisah. Namun,

cache terpisah masih sekitar dua kali lebih cepat dari Random Access Memory

(RAM). Cache lebih mahal daripada RAM tetapi motherboard dengan built-in

cache sangat baik untuk memaksimalkan kinerja sistem.

3

REFERENSI

1. Architecture of the IBM System

(http://www.research.ibm.com/journal/rd/441/amdahl.pdf).

2. First Draft of a Report on the EDVAC

(http://www.virtualtravelog.net/entries/2003-08-TheFirstDraft.pdf).

3. The MIPS32® Instruction Set

(http://www.mips.com/content/Documentation/MIPSDocumentation/Proce

ssorArchitecture/doclibrary).

4. Ir. SNMP Simamora, MT, "Course Work: Mikroprosesor dan Antar-

muka", Pangalengge Educations, 2006.

(http://www.geocities.com/raja_pangalengge/ascii8b.zip).

5. Penjelasan Tentang Cache Memory

(http://agussale.com/penjelasan-tentang-cache-memory).

6. Catatan Kecil Yuhana : Cara Membuat Paper

(http://yuhana.wordpress.com/2008/01/23/cara-membuat-paper).