Materi Ke 5 >> Hardware Basic : Prosesor, Memori dan Secondary Storage

 Pengantar Teknologi Informatika

1)  Sejarah singkat Prosesor 
   
     Pada tahun 1971, komponen yang disebut sebagai mikroprocessor untuk pertama kalinya dibuat oleh para teknisi dari perusahaan elektronik Intel. Mikroprosesor adalah sebuah IC (Integrated Circuit) yang digunakan sebagai otak/pengolah utama dalam sebuah sistem komputer. Chip tersebut diberi nama Intel 4004 dan didesain oleh Ted Hoff, Federico Faggin, dan Stan Mazor.

Berikut merupakan garis besar sejarah perkembangan microprocessor:

Pada tahun 1971, Intel meluncurkan mikroprocessor pertama di dunia, 4-bit 4004,yang didesain oleh Federico Faggin.

Pada tahun 1974, Intel memperkenalkan processor 8-bit 8080, dengan4.500 transistor yang memiliki kinerja 10 kali pendahulunya.

Pada tahun 1980, Intel memperkenalkan 8087 math co-processor.

Pada tahun 1982, Intel memperkenalkan processor 16-bit 80286 dengan 134.000 transistor.

Pada tahun 1985, Intel keluar dari bisnis RAM dinamis untuk fokus pada mikroprocessor, dan akhirnya ia mengeluarkan processor 80386, sebuah chip 32-bit dengan 275.000 transistor dan kemampuan menjalankan berbagai macam program sekaligus.

Pada tahun 1998, Intel memperkenalkan processor Celeron.

Pada tahun 2004, AMD mendemonstrasikan x86 dual-core processor chip.

Pada tahun 2005, Intel menjual processor Dual-Core pertamanya.

Pada tahun 2006, Intel memperkenalkan processor core 2 duo.

Pada tahun 2007, Intel memperkenalkan processor core 2 quad.

Dalam perkembangannya processor terbagi menjadi beberapa tahap-tahap diantaranya:

Microprocessor 4004 (1971)

Microprocessor 8008 (1972)

Microprocessor 8080 (1974)

Generasi Pertama (processor 8088 dan 8086)

Generasi Kedua (processor 80286)

Generasi Ketiga (processor 80386 DX dan 80386 SX)

Generasi Keempat (80486 DX, 80486 SX, Cyrix 486SLC, dan IBM 486SLC2)

Generasi Kelima (Cyric 6x86, AMD, AMD K5, Pentium MMX, IDT Winchip, AMD K6, Cyric 6x86 MX, dan AMD K6-2.)

Generasi Keenam (Pentium II, Celeron A:Medocino, Celeron PPGA:Socket 370, Xeon, AMD K6-3, dan Katmai.)

Generasi Ketujuh (AMD K7 Athlon)

Generasi Kedelapan (Intel core 2 duo, Conroe, Conroe XE, AMD Athlon 64, dan Pentium 4 Prescott.)

Generasi Kesembilan (Intel core i3, Intel core i5, Intel core i7.)

2)  Aneka Prosesor 

Jenis processor, yaitu:

a.)  INTEL

Merupakan sebuah processor buatan Intel Corporation. Masyarakat pasti tidak meragukan lagi dengan yang satu ini. Awal dibuat pada tahun 1968 yang mempunyai kelebihan sebagai berikut:

Lebih tahan terhadap panas

Mempunyai turbo bost yang berguna untuk meningkatkan performa dan kecepatan. Seperti pada  jenis Core I3, I5 dan I7.

Memiliki brand alias nama yang sudah lebih dulu dikenal masyarakat, sehingga mempunyai daya jual yang tinggi.

b.)  AMD

AMD adalah kependekan dari Advanced Micro Device Inc. Merupakan pesaing utama intel.  Processor jenis ini banyak diminati oleh penghobi game. Karena ada salah satu produknya yang dilengkapi dengan VGA Ati Radeon. Jika dibanding dengan intel, konsumsi daya AMD lebih besar, sehingga lebih boros listrik.

c.)  ARM

Mungkin anda jarang atau belum pernah mendengar jenis processor ini, karena memang sebagian besar digunakan pada perangkat Handpone, music player dan router.

d.)  CYRIX

Diproduksi pertama pada tahun 1988. Mempunyai fitur kecepatan yang cukup optimal dan juga suhu kerja yang rendah. Namun secara kwalitas, masih dibawah intel dan AMD.

e.)  TRANSMETA

Awal diproduksi tahun 1995. Keunggulannya yaitu membutuhkan daya yang lebih sedikit, harga yang lebih murah dan tidak cepat panas.

f.)  VIA

Pertama kali diproduksi tahun 1987 oleh Negara Taiwan. Dan lebih difokuskan untuk menjalankan perangkat yang lebih ringan dan relative kecil.

g.)  CENTAUR

Dibuat pada tahun 1995 oleh Glen Henry dkk. Namun kemampuna processor ini masih kalah dibanding diatas.

3)  Kecepatan Prosesor  

  

      Angka dan satuan yang terletak setelah nama prosesor menyatakan kecepatan prosesor atau lebih tepatnya adalah jumlah pulsa yang dapat dihasilkan oleh clock pada prosesor per detik.MIPS biasa digunakan pada workstation, minicomputer, an mainframe, sedangan flops biasadiguanakan pada supercomputer. Satuan yang lebih besar dari flops adalah megaflops,gigaflops, teraflops, dan petaflops.

4)  Multiprosesor 

      Multiprocessor merupakan  sistem komputer dengan dua atau lebih CPU identik yang membagi akses secara penuh kepada common RAM (Shared Memory Multiprocessor).

Karakterisitik penting dalam multiprocessor yaitu:

Mengandung dua atau lebih processor general purpose yang memiliki kemampuan yang setara,

Semua prosesor memiliki akses bersama ke memori global,

Semua prosesor memiliki akses bersama ke parangkat I/O, baik melalui saluran yang sama atau melalui saluran yang berbeda yang menyediakan lintasan ke perangkat yang sama.

Sistem dikontrol oleh sebuah sistem operasi yang terintegrasi yang menyediakan interaksi antara prosesor dengan program-program pada tingkatan job, task, file, dan data.

Sebuah sistem komputer paralel yang didasarkan pada pemakaian memori tunggal secara bersama-sama. Model multiprosesor berkembang menjadisoftware. Multiprosesor menggunakan bersama sebuah ruang alamat virtual tunggal yang dipetakan pada memori  bersama. Untuk membaca atau menulis sebuah word memori dengan menjalankan instruksi load dan  store. Multiprosesor sulit untuk dikembangkan tapi mudah diprogram. Contoh :Sun Enterprise 10000, Sequent NUMA-Q, SGI Origin 2000 dan HP/Convex Exemplar.

Organisasi sistem multiprocessor dibagi atas:

1. Time Shared atau Bus Common

Time Shared merupakan mekanisme pembentukan sistem multiprocessoryang paling sederhana. Struktur dan antarmukanya pada dasarnya adalah sama seperti untuk sistem prosesor tunggal yang menggunakan interkoneksi bus.  Bus terdiri dari saluran kontrol, alamat, dan data. Untuk mengirimkan transfer DMA dari prosesor – prosesor I/O, maka disediakan fitur sebagai berikut :

– Addressing : pengalamatan harus dapat membedakan modul – modul pada bus untuk menentukan sumber dan tujuan data

– Arbitration : setiap I/O dapat berfungsi sebagai “master” pada sementara waktu.

– Time Sharing : Apabila sebuah modul sedang melakukan pengontrolan terhadap bus, maka modul-modul lainnya dikunci dan apabila perlu harus manahan operasi sampai dengan akses bus diperoleh.

2.   Multiport Memory

Pendekatan memori multiport lebih kompleks dibandingkan dengan pendekatan bus, yang mana memerlukan penambahana logika dalam jumlah yang cukup banyak ke sistem memori. Akan tetapi pendekatan memori multiport mampu memberikan kinerja yang lebih baik, karena masing – masing prosesor memiliki lintasan berdedikasi ke masing  – masing modul memori. Kelebihan multiport lainnya adalah memungkinkan melakukan konfigurasi bagian memori sebagai “private” bagi sebuah CPU atau lebih atau dan modul – modul I/O.

3.   Central Control Unit

Unit kontrol pusat menyalurkan aliran data yang terpisah secara bolak – balik diantara modul – modul yang independen. Pengontrolan juga dapat melewatkan pesan – pesan status dan kontrol diantar CPU dan melakukan peringatan update – cache. 

5)  Karakteristik sistem penyimpanan data

       Media penyimpanan memiliki beberapa karakteristik penyimpanan baik berdasarkan materi yang tergantung di dalamnya ataupun berdasarkan fungsi dari penyimpanannya, diantara karakteristik media penyimpanan tersebut.

Kecepatan/Speed, merupakan waktu yang dibutuhkan untuk membaca data pada saat sedang berjalan atau pada saat komputer melakukan proses perintah dan menulis data ketika diperintahkan untuk melakukan menulis. Dan Cost akan meningkat apabila sejalan dengan meningkatnya kecepatan pada saat memori di gunakan.

Volatility, merupakan kemampuan yang dimiliki media penyimpanan untuk menyimpan data ketika tidak ada sumber daya dari Power Supply yang mengalirinya, media tersebut dapat menurun dengan meningkatnya volatility sehungga pada saat proses ini tidak membutuhkan adanya sumber daya.

Metode Akses, merupakan metode yang mengakses secara bersamaan terhadap lebih dari satu lokasi media penyimpanan secara Paraell, serta dapat dilakukan dengan mengakses penyimpanan secara linier, random, portability, dan capacity.

Komputer bekerja ketika dinyalakan, dan BIOS juga akan langsung berjalan yang kemudian akan memerintahkan komputer untuk melakukan POST. Fungsi POST sendiri adalah untuk mengenali peralatan komputer seperti merk motherboar, ram, kecepatan processor, tahun pembuatan, manufacktur dari BIOS, monitor, keyboard, mouse, dan lain sebagainya.

Pemeriksaan tersebut bertujuan apakah berjalan dengan baik atau tidak komponen komputer tersebut, apabila pada proses ini ternyata mengalami permasalahan maka komputer akan mengeluarkan bunyi beep menandakan komponen ada yang rusak.

Jika permasalahan pada memory secara otomatis media tersebut tidak menyimpan file atau tidak berfungsi dengan baik, bahkan tidak menyala komputer karena permaslahan pada memory sebagai pembaca tidak berfungsi dengan baik.

Media penyimpanan ini merupakan bagian dari sistem komputer yang sangat penting, komponen tersebut tidak hanya dibutuhkan di perangkat komputer saja akan tetapi PDA juga membutuhkan dukungan dari media tersebut untuk melakukan proses sebagai mana mestinya. 

6)  Perbedaan antara sistem penyimpanan dan memori

      Berdasarkan jenis, kecepatan akses data, sistem komputer, biaya dan teknologi yang digunakan.

Memori dapat merujuk ke perangkat yang menyimpan data dan instruksi baik sementara atau permanen untuk eksekusi. Ini termasuk Cache, primer dan memori sekunder. Penyimpanan di sisi lain mencakup perangkat penyimpanan yang menyimpan data dan program dalam keadaan semi permanen atau permanen. Data dan program yang disimpan dapat diakses oleh memori untuk diproses.

Memori cukup cepat. Akses data dan instruksi oleh prosesor harus sangat cepat untuk memungkinkan efisiensi dari sistem komputer. Akses ke data dan program dalam penyimpanan relatif lambat. Hal ini dapat dilihat ketika Anda mencoba untuk menonton DVD video menggunakan komputer. komputer akan memakan waktu beberapa detik sebelum mengidentifikasi media penyimpanan (DVD), membaca isinya, dan menjalankan program yang sesuai untuk mengaktifkan video menonton.

Sistem komputer kebutuhan dipasang memori untuk menjalankan. Memori adalah lokasi di mana semua data dan instruksi yang diperlukan untuk mengeksekusi program disimpan. Penyimpanan di sisi lain adalah opsional.

Memori dapat ditingkatkan dengan memasang chip kapasitas yang lebih tinggi. Mereka relatif mahal mengingat bahwa mereka menggunakan teknologi kecepatan tinggi. Upgrade penyimpanan lebih murah karena perangkat penyimpanan menggunakan teknologi yang lebih lambat.

Memori terutama menggunakan teknologi chip semikonduktor. Ini cukup cepat tapi mahal. Penyimpanan di sisi lain terutama menggunakan teknologi magnetik dan optik. Namun, kecenderungan yang muncul dalam penyimpanan membuat digunakan dari solid state drive dan teknologi semikonduktor.

*Jenis-jenis Sistem

a. Floppy DiskSebuah Floppy Disk (FDD)

b Harddisk Drive

c. Flash Disk

d. CD-ROM

e. Cloud

f. RAM (Random Acces Memory)

g. ROM

h. Smart Card

7)  Memori Internal

Pengertian Memory Internal

Memory Internal adalah Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Fungsi dari memori utama sendiri adalah :

1. Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses.

2. Menyimpan daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran Menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder.

*Jenis - Jenis Memory Internal

a.         ROM (Read Only Memory)

Adalah perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor 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.

Karena itu memori ini 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.

Sampai sekarang dikenal beberapa jenis ROM yang pernah beredar dan terpasang pada komputer, antara lain : 

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.

EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory): Berbeda dengan PROM, isi EPROM dapat dihapus setelah diprogram. Penghapusan dilakukan dengan menggunakan sinar ultraviolet.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only0Memory): 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.

b.         RAM (Random Access Memory)

          

Merupakan 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.

Karena alasan tersebut, maka program utama tidak pernah disimpan di RAM. Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak. Modul memori RAM yang umum diperdagangkan berkapasitas 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, dan 4 GB.

RAM dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu jenis Statik dan Dinamik. RAM statikmenyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop. RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang 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).

*Jenis - Jenis RAM:

a.         D RAM (Dynamic Random Access Memory)

Jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus ter-refresh secara berkala oleh CPU agar tidak hilang. Hal ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori lainnya. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi.

b.        S RAM (Static Random Access Memory)

Pada SRAM tidak menggunakan kapasitor. Hal ini mengakibatkan SRAM tidak perlu lagi disegarkan secara berkala seperti halnya dengan DRAM. Ini juga sekaligus membuatnya memiliki kecepatan lebih tinggi dari DRAM. Berdasarkan fungsinya terbagi menjadiAsynchronous dan Synchronous.

c.         EDO RAM (Extended Data Out Random Accses Memory)

Jenis RAM yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara bersamaan, sehingga kecepatan baca tulisnya pun menjadi lebih cepat. Umumnya digunakan pada PC terdahulu sebagai pengganti Fast Page Memory (FPM) RAM. Seperti FPM DRAM, EDO RAM memiliki kecepatan maksimal 50MHz EDO RAM juga harus membutuhkan L2 Cache untuk membuat semuanya berjalan dengan cepat, namun jika user tidak memilikinya, maka EDO RAM akan berjalan jauh lebih lambat.

d.         FPM RAM (Fast Page Mode DRAM)

Model DRAM paling lama. Masalah yang sering muncul dari FPM DRAM adalah kecepatan transfernya yang lambat yakni maksimum 50MHz.

e.          SD RAM (Synchronous Dynamic Random Acces Memory)

SD RAM merupakan tipe baru dari DRAM. SD RAM mulai berjalan dengan kecepatan transfer 66MHz, sementara mode halaman DRAM dan EDO RAM yang lebih lama akan berjalan di maksimal 50MHz. Untuk mempercepat kinerja processor, maka RAM generasi baru seperti DDR dan RD RAM biasanya dapat mendukung performa yang lebih baik.

DDR (Double Data Rate SDRAM). DDR pada dasarnya memiliki kecepatan transfer dua kali lipat daripada SDRAM. DDR akan beroperasi di 333MHz, dengan pengoperasian sebenarnya 166MHz * 2 (aka PC333 / PC2700) atau 133MHz*2 (PC266 / PC2100). DDR RAM juga kompatibel dengan SDRAM secara fisik, namun menggunakan bus parallel yang sama, sehingga membuat implemnetasi lebih mudah dibandingkan RDRAM, yang merupakan teknologi berbeda.

f.         RD RAM (Rambus Dynamic Random Acces Memory)

Salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corporation menggunakan Bus Speed sebesar 800 MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit).RD RAM memiliki memory controller yang canggih sehingga tidak semua motherboard bisa mendukungnya. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.

RDRAM merupakan teknologi memory serial yang datang dengan tiga pilihan, yakni PC600, PC700, dan PC800. PC800 RDRAM didesain dengan double maximum kecepatan transfer daripada PC100 SDRAM, namun memiliki latensi tinggi. RDRAM memiliki multi channel, seperti pada motherboard Pentium 4, yang dapat menawarkan fungsi memori paling bagus, terutama ketika dipasangkan dengan memory PC1066 RDRAM.

8)  Secondary Storage

Media penyimpanan data/storage adalah suatu alat yang di gunakan untuk menyimpan data – data yang di olah komputer, media penyimpanan/storage pada perkembangan teknilogi saat ini mengalami banyak perkembangan menjadi beberapa macam bentuk seperti:

– RAM

– Falshdisk

– Mmc (micro media card)

– Internal Hard disk

– External hard disk

– CD

– DVD

– Dll.

Pada tipe – tipe yang di sebutkan di atas berdasarkan jenisnya media penyimpanan/storage memiliki kapasitas dan kegunaannya masing – masing tergantung dari kebutuhan si pengguna media penyimpanan tersebut.

Media penyimpanan/storage terbagi menjadi dua yaitu primary storage dan secondary storage yang memiliki fungsi yang sama tapi kegunaan yag berbeda.

Refensi :

http://sriwahyuriski.blogspot.co.id/2016/10/hardware-basic-processor-memori-dan.html