Teknologi Processor

"Metamorfosis Sebuah Teknologi Yang Memasukkan Kecerdasan Buatan ke Dalam Benda Mati Berisi Pasir Kuarsa" 

Meningkatnya kebutuhan akan performa tinggi sebuah computer dalam mengerjakan program, game, video editing, atau bahkan melakukan semuanya secara paralel, tidak lepas dari kemampuan kecepatan processor dalam memproses data. Hal inilah yang membuat suatu teknologi kian berkembang untuk memenuhi kebutuhan tersebut, dan membuat ilmuwan semakin kreatif dalam memberikan inovasi, serta berbagai

penyempurnaan dari teknologi yang telah tercipta sebelumnya. Secara teknis, processor adalah sebuah Integrated Circuit (IC) yang mengontrol keseluruhan jalannya suatu system komputer dengan memproses input, lalu memunculkannya pada output, dan atau disimpan di memory jika nanti diperlukan. Secara umum, kita mendifi nisikannya sebagai pengolah data dan pengontrol seluruh kinerja komputer. Terdapat 3 bagian terpenting dari processor, yaitu:

~Arithcmetic Logical Unit (ALU).

~Control Unit (CU).

~Memory Unit (MU).

Arithcmetic Logical Unit (ALU) merupakan bagian dari microprocessor yang bertugas untuk melakukan operasi aritmatika dan logika. Microprocessor merupakan pengembangan dari gerbang dasar rangkaian digital. Rangkaian digital memiliki 3 gerbang utama, yaitu AND , OR, dan NOT. Kombinasi dari 3 gerbang utama menghasilkan 7 gerbang dasar, yaitu AND, OR, NOT, NAND (Not AND), NOR (Not OR), EX-OR (Exclusive-OR), EX-NOR (Exclusive- Not OR). Pengembangan dari gerbang EX-OR menjadi half adder dan full adder adalah dasar dari microprocessor. Microprocessor hanya dapat memproses operasi aritmatika dan logika, misalkan penjumlahan, pengurangan (penjumalah dengan minus), perkalian (2 * 3 = 2 + 2 + 2) dan pembagian. Selain ALU, di dalam microprocessor juga terdapat Register, Counter, dan Decoder. Register merupakan susunan secara serial atau parallel beberapa rangkaian penyimpan data 1 bit (l ip-l op). Sedangkan Counter dan Decoder digunakan untuk menghitung dan menerjemahkan pulsa atau sinyal digital.

Control Unit (CU) adalah salah satu bagian dari CPU yang bertugas untuk memberikan kendali terhadap operasi yang dilakukan di bagian ALU (Arithmetic Logical Unit) di dalam CPU tersebut. Output dari CU ini akan mengatur aktivitas dari bagian lainnya dari pe rangkat CPU tersebut. Adapun tugas dari CU, yaitu: mengatur dan mengendalikan input-output, mengambil instruksi-instruksi dari memory utama, mengambil data dari memory utama, dan menyimpan hasil proses ke memory utama, mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, serta mengawasi kerja.

Memory Unit (MU) adalah kumpulan dari beberapa register digunakan untuk penyimpanan data. Memory ini bersifat sementara, biasanya digunakan untuk menyimpan data saat diolah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Seluruh bagian penting dari processor di atas saling berkaitan dan dihubungkan,oleh CPU Interconnections yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, CU dan register-register, serta dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memory utama dan peranti input-output.

Cara Kerja Processor

CPU dikendalikan menggunakan sekumpulan instruksi software komputer. Software tersebut dapat dijalankan oleh CPU dengan membacanya dari media storage, seperti harddisk, disket, UFD, maupun optical disc. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memory (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut memory address. 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 bus, yang menghubungkan antara CPU dengan RAM. Data kemudian diterjemahkan dengan menggunakan unit proses yang disebut sebagai decoder yang sanggup menerjemahkan instruksi. Data kemudian berjalan di ALU yang melakukan kalkulasi dan perbandingan. Data bisa jadi disimpan sementara oleh ALU dalam sebuah lokasi memory yang disebut dengan register, supaya dapat diambil kembali dengan cepat untuk diolah. ALU lalu melakukan operasi aritmatika, pengujian kondisi terhadap data dalam register, hingga mengirimkan hasil pemrosesannya kembali ke memory, media storage, atau register, apabila akan mengolah hasil pemrosesan lagi. Selama proses ini terjadi, sebuah unit dalam CPU yang disebut dengan program counter akan memantau instruksi yang sukses dijalankan supaya instruksi tersebut dapat dieksekusi dengan urutan yang benar dan sesuai. 

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 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 machine cycle time. Penghitung program dalam CPU umumnya bergerak secara berurutan. Walaupun demikian, beberapa instruksi dalam CPU 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 conditional (memiliki syarat tertentu) atau non-conditional. Sebuah cabang yang bersifat non-conditional selalu berpindah ke sebuah instruksi baru yang berada di luar aliran instruksi, sementara sebuah cabang yang bersifat conditional 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.

Source: PCMedia

Posted in: Artikel