TUGAS MIKROPROSESOR
DISUSUN OLEH :
1. JHORGIE
2. SUCI
3. ANWAR SYARIF
4. RIAN
5. RIZAL
6. ENGGA
7. FUAD
8. SERI
9. LUSI
10.M. KOSAR
UNIVERSITAS DEHASEN BENGKULU
JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA
BAB 1 PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Pada saat ini, teknologi semakin berkembang dengan sangat cepat dan semakin canggih. Perkembangan teknologi ini pastinya sangat berkaitan dengan perkembangan teknologi komputer. Dimana teknologi komputer merupakan pendukung bahkan penggerak kemajuan teknologi informasi pada jaman sekarang ini. Dan tidak bisa dipungkiri bahwa ilmu elektronika sangat berpengaruh kepada perkembangan Teknologi. Sebuah komputer mampu mengendalikan sebuah rangkaian alat elektronika menggunakan sebuah chip IC yang dapat diisi program dan logika yang disebut teknologi Mikroprosesor. B. Tujuan
Tujuan dalam penulisan makalah ini adalah untuk menambah pengetahuan dan diharapkan bermanfaat bagi kita semua, sehingga kita tahu apa itu mikroprosesor.
C. Perumusan Masalah 1. Apa itu zilog z80 2. Apa itu intel 8088 3. Apa itu Pentium 3 486 4. Apa itu amd k8
BAB II PEMBAHASAN A. MIKROPROSESOR ZILOG Z80
Sejarah
Mikroprosesor Zilog Z80 dikembangkan oleh Zilog Inc. mendominasi pasar komputer mikro 8-bit dari akhir tahun 1970-an hingga pertengahan 1980-an.Pada dasarnya Z80 memiliki semua features yang dimiliki Intel 8080, jumlah register dan jumlah instruksi Z80 kira-kira dua kali Intel 8080/8085. mikroprosesor Z80 memiliki 158 instruksi dasar, sedangkan Intel 8080 hanya 78. selain itu Z80 masih memiliki sejumlah keistimewaan penting lainnya yang tidak dimiliki Intel 8080. Salah satu keistimewaan Z80 ini adalah kemampuannya untuk melakukan penyegaran memori secara dinamis (dynamic memory refresh) secara otomatis. Adalah menarik untuk diketahui bahwa beberapa pendiri Zilog Inc. adalah mantan para ahli Intel Corporation yang ikut merancang Intel 8080, tetapi kemudian pindah ke Zilog Inc.
Mikroprosesor Z80 dibuat dengan menggunakan teknologi NMOS (N-type metal-oxide-semiconductor logic) dan dikemas dalam sebuah DIP (dual inline package) dengan 40 pin. Jumlah saluran alamatnya sama dengan 16, dan 8 saluran data. Saluran-saluran ini tidak di-multiplexed. Mikroprosesor Z80 sudah memiliki penghasil detak (clock) sendiri dan hanya memerlukan satu tegangan catu +5 volt.
Perkembangan Zilog Z80 Zilog Z80 (1976) Zilog Z8000 (ca 1978) Zilog Z800 (1985) Zilog Z80000 (late 1985) Zilog Z280 (early 1986) Zilog Z180 (late 1986)
Gambar Z80 CPU
(the good old MOS (Metal Oxide Semiconductor ) version from 1978)
Chip mikroprosesor Zilog Z80 (Z0840008PSC)
Blok DMA Zilog Z80 Fitur Zilog Z80
Terdiri dari 158 instruksi dasar, termasuk 78 instruksi 8080A sebagai subsetnya (semuanya kompatibel). Instruksi baru termasuk operasi 4-, 8-dan 16-bit denga mode pengalamatan lebih berguna seperti pengalamatan terindeks, bit, dan pengalamatan relatif.
Chip tunggal. Dengan versi NMOS untuk solusi harga rendah kinerja tinggi, sementara versi CMOS untuk rancangan kinerja tinggi berdaya rendah
NMOS Z0840004 – 4 MHz; NMOS Z0840006 – 6,17 MHz; NMOS Z0840008 – 8 MHz.
CMOS Z84C0006 – DC sampai 6,17 MHz; CMOS Z84C0008 – DC sampai 8 MHz; CMOS Z84C0010 – DC sampai 10 MHz; CMOS Z84C0020 – DC sampai 20 MHz
Versi 6 MHz bisa beroperasi pada clock 6,144 MHz.
Mikroprosesor Z80 dan keluarga periferal Z80 bisa dihubungkan dengan sebuah sistem interupsi tervektor. Sistem ini bisa dihubungkan secara daisy-chain yang mengijinkan implementasi skema interupsi terprioritas.
Penggandaan kumpulan (set) register serba-guna dan flag
17 register internal termasuk dua register indeks 16-bit
Tiga mode interupsi maskable
o Mode 0 – sama dengan 8080A
o Mode 1 – Lingkungan non-Z80, beralamat di 38H o Mode 2 – periferal keluarga Z80, interupsi tervektor
Pencacah refresh memori dinamis dalam chip
Antarmuka langsung dengan memori dinamis atau statis kecepatan standar tanpa membutuhkan logika eksternal
Kinerja jauh di atas mikroprosesor chip tunggal lain dalam aplikasi 4-, 8-, atau 16-bit
Semua pin kompatibel dengan level tegangan TTL (TTL Compatible). Arsitektur Mikroprosesor Zilog Z80
Diagram blok internal memperlihatkan fungsi utama dari prosesor Z80. Bagian-agian utama mikroprosesor Z80 adalah:
ALU (Aritmatic and Logic Unit), bagian ini merupakan pusat pengolahan data. Di bagian ini dilakukan operasi-operasi logika, seperti: AND dan OR, serta operasi-perasi aritmatika, seperti: penjumlahan dan pengurangan.
Larik Register (Registers Array), merupakan kumpulan register-register yang terdiri dari register serba-guna dan register fungsi khusus.
Register Instruksi (Instruction Register), merupakan tempat untuk menyimpan sementara instruksi yang akan diterjemahkan oleh penerjemah (decoder) instruksi.
Decoder (Penerjemah) Instruksi (Instruction Decoder), merupakan bagian yang berfungsi dalam menerjemahkan instruksi yang diambil dari memori setelah sebelumnya melewati register instruksi.
Kontrol Pewaktuan CPU (CPU Timing Control), bagian ini berfungsi dalam mengendalikan kerja CPU secara keseluruhan dan juga pewaktuan bagi periferal atau memori yang memiliki hubungan dengan CPU.
Antarmuka Bus Data (Data Bus Interface), bagian ini merupakan pintu gerbang untuk keluar-masuk data dari dan ke CPU.
Penyangga dan Logika Alamat (Address Logic and Buffer), bagian ini berfungsi dalam menyediakan alamat memori atau I/O yang diakses oleh CPU.
Bus Data Internal (Internal Data Bus), di bagian ini lalu lintas data dalam CPU berlangsung.
Register
Pada dasarnya register-register CPU Z80 terbagi ke dalam dua jenis, yaitu :
Register serba-guna (GPR: General-purpose Registers)
o Register Akumulator. Register ini sangat penting peranannya dalam
pengolahan data oleh ALU. Berbagai operasi logika dan aritmatika menggunakan register ini untuk menyimpan salah satu operan dan menyimpan hasil operasi yang telah dilakukan oleh ALU.
o Register Bendera (flag). Register ini merupakan status dari berbagai
hasil operasi yang dilakukan ALU. Operasi logika dan aritmatika yang dilakukan oleh ALU akan mempengaruhi sebagian atau seluruh flag-flag yang ada dalam register flag-flag ini. Register flag-flag ini terdiri atas:
SF : bendera tanda (sign flag) yang menyatakan hasil operasi
aritmatika. Bidang ini akan bernilai 1 jika MSB (most significant byte) bernilai 1.
ZF : bendera nol (zero flag). Bidang ini menyatakan hasil dari
operasi yang dilakukan ALU apakah menghasilkan nol atau tidak. Bidang ini bernilai 1 jika hasil operasi ALU sama dengan nol.
HF : Bendera Pengambilan setengah (half-carry). Bendera ini
bernilai 1 jika operasi penambahan atau pengurangan menghasilkan sebuah pengambilan ke dalam, atau meminjam dari bit 4 akumulator.
XF : Salinan hasil 3 bit.
PF : Bendera paritas atau oberflow. Paritas (P) dan overflow
berbagi bendera yang sama. Operasi logika mengakibatkan bendera ini dengan paritas hasil sementara operasi aritmatika mempengaruhi bendera ini dengan overflow dari hasil. Jika P/V memegang paritas: P/V = 1 jika hasil operasi adalah genap; P/V = 0 jika hasilnya ganjil. Jika P/V memegang overflow, P/V = 1 jika hasil operasi mengeluarkan sebuah overflow; jika P/V tidak memegang overflow, P/V sama dengan 0.
NF : Bendera Tambah/Kurang (Add/Subtract). Nilai bendera ini
sama dengan 1 jika operasi sebelumnya adalah pengurangan (subtract).
CF : Bendera Pengambilan/Sambungan (carry/link). Bendera ini
bernilai 1 jika operasi menghasilkan pengambilan (carry) dari MSB operand atau hasil.
o Register Serba-guna lainnya (B, C, D, E, H, L).
Register fungsi khusus (SFR: Special Function Registers)
o Program Counter (PC), register ini perfungsi sebagai pencacah alamat
instruksi selanjutnya yang akan diambil dari memori.
o Stack Pointer (SP), register ini menyimpan alamat atas (top) dari stack.
Stack berfungsi sebagai penyimpanan dalam memori yang sifatnya sementara bagi nilai-nilai (value) dari register-register CPU ketika register tersebut akan dipakai. Stack digunakan dengan perintah Push dan Pop.
o Register Indeks (IX dan IY), register ini digunakan untuk
pengalamatan terindeks.
o Register Interupsi (I), register ini menyimpan alamat memori untuk
o Register Refresh (R)
o Flip-flop Status Interupsi (IFF) dan Mode Interupsi (IMF).
Interupsi
CPU Z80 menerima dua sinyal input interupsi : NMI dan INT. NMI adalah interupsi non-maskable dan memiliki prioritas tertinggi. INT adalah interupsi berprioritas lebih rendah dan diperlukan bahwa interupsi ini diaktifkan melalui software agar beroperasi. INT bisa dihubungkan ke divais periferal bervariasi dalam konfigurasi terhubung OR.
Z80 memiliki sebuah mode tanggapan tunggal bagi layanan interupsi pada interupsi non-maskable. Interupsi maskable, INT, memiliki tiga mode tanggapan yang bisa diprogram yang tersedia. Mereka itu adalah:
Mode 0 – sama dengan mikroprosesor 8080
Mode 1 – layanan interupsi periferal untuk penggunaan dengan sistem bukan 8080/Z80
Mode 2 – skema interupsi tervektor, biasanya di-daisy-chain, bagi pernggunaan dengan keluarga Z80 dan divais periferal yang sesuai (kompatibel).
Operasi Interupsi Mode 0.
Mode ini sama dengan prosedur layanan interupsi mikroprosesor 8080. Devais yang menginterupsi menempatkan sebuah instruksi pada bus data. Normalnya sebuah instruksi Restart, yang memulai satu pemanggilan pada satu lokasi dari delapan lokasi restart yang terpilih di halaman (page) memori nol. Tidak seperti 8080, CPU Z80 merespon pada instruksi Call dengan hanya satu siklus pemberitahuan interupsi diikuti dengan dua siklus baca memori.
Operasi Interupsi Mode 1.
Operasi Mode 1 sangat sama dengan interupsi NMI. Secara prinsip perbedaannya hanya satu yaitu interupsi Mode 1 restart (memulai kembali) pada alamat 0038H.
Operasi Interupsi Mode 2.
Mode interupsi ini telah dirancang untuk penggunaan kemampuan yang sangat efektif dari mikroprosesor Z80 dan hubungannya dengan keluarga
periferalnya. Devais periferal yang menginterupsi memilih alamat awal rutin layanan interupsi. Devais itu melakukannya dengan menempatkan sebuah vektor 8-bit pada bus data selama siklus pemberitahuan interupsi. CPU membentuk satu penunjuk (pointer) menggunakan byte ini sebagai 8-bit rendah dan isi register I sebagai 8-bit tinggi. Penunjuk ini menunjukkan sebuah masukan (entry) dalam tabel alamat bagi rutin layanan interupsi. CPU kemudian melompat ke rutin pada alamat tersebut. Kefleksibelan dalam pemilihan alamat rutin layanan interupsi ini mengijinkan divais perifera; menggunakan beberapa jenis rutin layanan yang berbeda. Rutin-rutin tersebut mungkin ditempatkan pada suatu alamat di memori yang tersedia. Karena devais yang menginterupsi mensuplay byte orde rendah dari vektor 2-byte, bit 0 (A0) harus menjadi nol.
Operasi Enable/Disable Interupsi (flop-flop).
Dua flip-flop IFF1 dan IFF2, ditunjukkan pada gambaran (dekripsi) register, digunakan untuk memberikan tanda status interupsi CPU. Operasi kedua flip-flop digambarkan pada Tabel dibawah.
Pengkakian
Konfigurasi pin mikroprosesor Z80.
Keterangan :
A0 – A15. Bus Alamat (keluaran, aktif High, 3-state). A0 – A15 membentuk bus alamat 16-bit. Bus Alamat menyediakan alamat bagi pertukaran bus data memori (sampai 64Kbyte) dan bagi pertukaran divais I/O.
BUSACK. Pemberitahuan Bus (keluaran, aktif Low). Pemberitahuan Bus menunjukkan pada divais yang meminta bahwa bus alamat CPU, dan sinyal kontrol MREQ, IORQ, RD, dan WR telah memasuki keadaan impedansi tinggi (high-impedance). Sirkuit eksternal sekarang bisa mengontrol jalur-jalur tersebut.
BUSREQ. Permintaan Bus (masukan, aktif Low). Permintaan Bus memiliki prioritas lebih tinggi dibandingkan dengan NMI dan selalu dikenali di akhir siklus mesin yang sedang berjalan. BUSREQ memaksa bus alamat CPU, bus data dan sinyal kontrol MREQ, IORQ, RD dan WR menuju keadaan impedansi tinggi sehingga divais lain bisa mengontrol jalur-jalur tersebut. BUSREQ normalnya terhubung OR (wired-OR) dan memerlukan satu resistor pullup eksternal bagi aplikasi tersebut. Perluasan periode BUSREQ karena operasi DMA yang luas bisa menjaga CPU dari penyegaran (refreshing) RAM dinamis yang benar.
D0 – D7. Bus Data (masukan/keluaran, aktif High, 3-state). D0 – D7 membuat sebuah bus data dua arah (bidirectional) 8-bit, yang digunakan untuk pertukaran data dengan memori dan I/O.
HALT. Keadaan Berhenti (Halt) (output, aktif Low). HALT menunjukkan bahwa CPU telah mengeksekusi perintah Halt dan sedang menunggu sebuah interupsi non-maskable atau maskable (dengan mask aktif) sebelum operasi bisa dilanjutkan kembali. Ketika terhenti, CPU mengeksekusi NOP untuk menjaga refresh memori.
INT. Permintaan Interupsi (masukan, aktif Low). Permintaan Interupsi dihasilkan oleh divais I/O. CPU menerima sebuah interupsi di akhir instruksi yang sedang berjalan jika flip-flop pengaktif interupsi terkontrol software internal (IFF) diaktifkan. INT normalnya dihubung OR dan memerlukan resistor pullup eksternal bagi aplikasi-aplikasi tersebut.
IORQ. Permintaan Masukan/Keluaran (keluaran, aktif Low, 3-state). IORQ menunjukkan bahwa setengah bus alamat rendah memegang sebuah alamat I/O yang sah bagi sebuah operasi penulisan atau pembacaan I/O. IORQ juga dihasilkan secara bersamaan dengan M1 selama sebuah siklus pemberitahuan interupsi untuk menunjukkan bahwa sebuah vektor tanggapan interupsi bisa ditempatkan pada bus data.
M1. Siklus Mesin (keluaran, aktif Low). M1, bersama-sama dengan MREQ, menunjukkan bahwa siklus mesin yang sedang berjalan adalah siklus pengambilan opcode dari sebuah eksekusi instruksi. M1, bersama-sama dengan IORQ menunjukkan bahwa siklus pemberitahuan interupsi.
MREQ. Permintaan Memori (keluaran, aktif Low, 3-state). MREQ menunjukkan bahwa bus alamat memegang alamat yang sah bagi operasi pembacaan memori atau penulisan memori.
NMI. Interupsi Non-Maskable (masukan, terpicu ujung negatif). NMI memiliki prioritas lebih tinggi dibandingkan dengan INT. NMI selalu dikenali di akhir instruksi yang sedang berjalan, tak tergantung dari status flipf-flop pengaktif interupsi (interrupt enable flip-flop), dan secara otomatis memaksa CPU untuk memulai kembali pada alamat 0066H.
RD. Baca (keluaran, aktif Low, 3-state). RD menunjukkan bahwa CPU ingin membaca data dari memori atau divais I/O. Divais I/O atau memori yang dialamati akan menggunakan sinyal ini untuk menempatkan data ke dalam bus data CPU.
RESET. Reset (masukan, aktif Low). RESET mengawali CPU sebagai berikut: me-reset flip-flop pengaktif interupsi, menghapus PC dan register I dan R, men-set status interupsi ke Mode 0. Selama waktu reset, bus alamat dan data berkondisi impendansi tinggi, dan semua sinyal keluaran kontrol menjadi tidak aktif. Catat bahwa RESET harus aktif minimal selama tiga siklus clock penuh sebelum operasi reset lengkap.
RFSH. Refresh (keluaran, aktif Low). RFSH, bersama-sama dengan MREQ menunjukkan tujuh bit bus alamat sistem terendah bisa digunakan sebagai alamat penyegaran ke memori dinamis sistem.
WAIT. Tunggu (masukan, aktif Low). WAIT menunjukkan pada CPU bahwa memori atau divais I/O yang dialamati tidak siap untuk sebuah pengiriman data. CPU selanjutnya memasuki sebuah keadaan tunggu selama sinyal tersebut aktif. Perluasan periode WAIT bisa menjaga CPU dari penyegaran memori dinamis yang benar.
WR. Tulis (keluaran, aktif Low, 3-state). WR menunjukkan bahwa bus data CPU memegang data yang sah untuk disimpan pada lokasi memori atau I/O yang dialamati.
Instruksi
Mikroprosesor Z80 memiliki sekumpulan instruksi yang sangat berdaya guna dan dan serba guna yang tersedia di beberapa mikroprosesor 8-bit. Itu termasuk operasi yang khas (unik) seperti pemindahan blok untuk transfer data yang cepat dan efisien dalam memori atau antara memori dan I/O. Itu juga mengijinkan operasi beberapa bit di dalam beberapa lokasi di memori. Instruksi-instruksi mikroprosesor Zilog Z80 dibagi ke dalam kategori berikut ini:
Pemuatan 8-bit
Pemuatan 16-bit
Pertukaran, transfer blok dan pencarian
Operasi logika dan aritmatika 8-bit
Aritmatika serba-guna dan kontrol CPU
Perputaran (rotasi) dan pergeseran (shift)
Operasi set, reset dan tes bit
Lompatan
Pemanggilan (call), kembali (return) dan restart
Operasi masukan dan keluaran
Sejumlah mode pengalamatan yang beragam diimplementasikan untuk mengijinkan transfer data yang cepat dan efisien antara berbagai register, lokasi memori dan divais masukan/keluaran. Mode pengalamatan yang disertakan:
Perluasan cepat (immediate extended)
Halaman nol termodifikasi (modified page zero)
Relatif (relative)
Perluasan (Extended)
Terindeks (Indexed)
Register
Register tak langsung
Tersirat (Implied)
Bit
Chip Pendukung
Mikroprosesor dibuat berserta seperangkat periferal pendukungnya yang dikenal dengan periferal keluarga Z80. Periferal-periferal yang mendukung mikroprosesor Z80 di antaranya, yaitu:
Pengontrol Masukan/Keluaran Paralel (Z80 PIO: Parallel Input/Output)
Pengontrol Masukan/Keluaran Serial (Z80 SIO: Serial Input/Output)
Sirkuit Pewaktuan/Pencacah (Z80 CTC: Counter/Timer Circuit)
Pengontrol Akses Memori Langsung (Z80 DMA: Direct Memory Access)
Pengirim/Penerima Tak-sinkron ganda (Z80 DART: Dual Asynchronous Receiver/Trasmitter)
Mikrorosesor Z80 tidak hanya dapat berantarmuka dengan periferal keluarga Z80 saja, namun bisa dihubungkan dengan periferal dari keluarga mikroprosesor yang lain seperti periferal keluaran Intel. Karena kedua mikroprosesor ini masih satu rumpun (keturunan).
Pemrograman
Pemrogramn Mikroprosesor Z80 menggunakan bahasa assembly yang memudahkan pengguna menuliskan dalam pengalamatan memori atau format instruksi mesin. Menggunakan simbol dalam mengidentifikasi alamat lokasi memori dan pemrograman. untuk menuliskan instruksi proses program tertentu menggunakan simbol untuk mengidentifikasi langkah instruksi program berikutnya.
Berikut sepintas tentang software assembler untuk pemrograman Zilog Z80 (z80 simulator)
1. Main Window
Main Window dari Z80 adalah jendela utama pada program simulasi z80. untuk menjalankan program, kemudian memanggil Assembler Editor, Simulation Log Viewer, Memory Editor dll.
Untuk mengisi program gunakan menu File, load program
Untuk Melakukan simulasi gunakan menu Simulation,Start (memulai) atau Stop (menghentikan)
Untuk menghapus memori gunakan FILE, clear memory
Untuk memanggil Assembler gunakan menu Tools, Assembler Untuk memanggil Simulation Log Viewer gunakan menu Tools, Simulation Log Viewer.
2. Assembler Editor.
Assembeler Editor adalah editor yang kita gunakan untuk menuliskan program. Setelah program ditulis dan disimpan, maka pada toolbar Tools Assemble kita dapat melakukan compile untuk mengetahui apakah terdapat error atau kesalahan sintaks pada program yang telah kita buat, jika tidak, maka program yang telah kita buat diterjemahkan ke dalam bentuk Object atau ekstensi .obj. bentuk objek inilah yang akan digunakan simulator untuk melakukan simulasi.
Simpan hasil program anda agar dapat digunakan kembali suatu saat. Jendela assembler juga menampilkan terjemahan program ke dalam bentuk heksadesimal. Seperti gambar berikut.
3. Simulation Log Viwer.
Simulation Log Viewer adalah layar yang menampilkan proses register dan program counter setiap baris program yang dieksekusi.
4. Memory Editor.
Memory Editor menampilkan isi dari tiap-tiap alamat mikropresosr Z8O pada memori dalam bahasa assembly.
untuk mengistal program ini di Windows 7 Maka Anda harus menginstalnya di Luar local disk C Karena local disk C terproteksi dengan sistem UAC Sehingga program ini membutuhkan administrator account untuk menjalankannya, maka sebaiknya diinstall aja di disk D:
Review :
Mikroprosesor Zilog Z80 dikembangkan oleh Zilog Inc. mendominasi pasar komputer mikro 8-bit dari akhir tahun 1970an hingga pertengahan 1980-an merupakan mikroprosesor generasi keempat yang ditingkatkan tak terkecuali untuk kebutuhan daya komputasi dengan throughput sistem yang lebih tinggi dan penggunaan memori yang efisien dibandingkan dengan mikroprosesor yang sama pada generasi kedua dan ketiga. dengan 158 set intruksi dasar dengan kemampuan jauh daiatas produk intel yang setipe. Dengan 40 pin dan teknologi produk pilihan NMOS atau CMOS dikemas dalam sistim dan dual inline package (DIP), serta menggunakan catu daya sebesar 5 volt.
Register internalnya terdiri dari 208-bit memori baca/tulis yang bisa diakses oleh programmer. Enam register serba-guna yang bisa digunakan secara sendiri-sendiri (individual) sebagai register 8-bit atau sebagai pasangan register 16-bit. Sebagai tambahan, ada dua set register lagi, yaitu akumulator dan register bendera (flag). Grup perintah "Exchange" membuat set register utama atau register alternatif bisa
diakses oleh programmer. Set alternatif mengijinkan operasi dalam mode nampak-tersembunyi (foreground-background) atau bisa digunakan sebagai cadangan bagi tanggapan interupsi sangat cepat.
CPU Z80 juga tersusun atas sebuah Stack Pointer, Program Counter, dua buah register indeks, sebuah register Refresh (counter), dan sebuah register interupsi.CPU Z80 juga sangat mudah disertakan pada sistem karena hanya memerlukan sumber tegangan tunggal +5V. Semua sinyal output sepenuhnya di-decode dan di-time untuk mengontrol sirkuit memori atau periferal standar. CPU Z80 didukung oleh perluasan keluarga pengontrol periferal.
B. PROCESSOR INTEL 8088
Mikroprosesor 8086 dimaksudkan sebagai pengganti sementara untuk
proyek ambisius iAPX 432 dalam upaya untuk menarik perhatian dari kurang-tertunda 16 dan 32-bit prosesor produsen lain (seperti Motorola, Zilog, dan National Semiconductor). Kedua arsitektur dan fisik chip karena itu berkembang sangat cepat, dan didasarkan pada 8080 dan 8085 desain sebelumnya dengan set register yang sama.
Chip memiliki sekitar 29.000 transistor (banyak microcode) dan juga akan berfungsi sebagai kelanjutan dari 8085, meskipun tidak secara langsung kode sumber kompatibel, itu dirancang sedemikian rupa sehingga bahasa assembly untuk 8085 dapat otomatis diubah menjadi (sub-optimal) 8086 perakitan sumber, biasanya dengan sedikit atau tidak ada tangan-mengedit. Namun, desain 8086 ini diperluas untuk mendukung penuh 16-bit pemrosesan, bukan 16-bit cukup kemampuan dasar dari Intel 8080/8085.
Meskipun bisa dibilang tidak terkenal sebagai chip 8088, warisan dari 8086 yang bertahan. Referensi untuk itu masih dapat ditemukan pada kebanyakan komputer modern - masuknya Vendor untuk Perangkat semua ID Intel 8086.
Intel 8088 microprocessor dirilis pada tahun 1979, atau satu tahun setelah Intel 8086 CPU. Kedua prosesor memiliki arsitektur yang sama, dan perbedaan hanya dari CPU 8088 dari 8086 adalah lebar data bus eksternal - itu berkurang dari 16 bit ke 8 bit. CPU 8088 menggunakan dua siklus bus berturut-turut untuk membaca atau menulis 16 bit data, bukan satu siklus bus untuk 8086, yang membuat prosesor berjalan lebih lambat 8088. Di sisi positifnya perubahan hardware ke CPU 8088 dibuat kompatibel dengan dukungan chip 8080/8085. Ini merupakan faktor penting dalam memilih prosesor 8088 untuk baris komputer IBM PC karena pada waktu itu 8-bit chip dukungan yang lebih murah daripada 16-bit chip dukungan, dan ada pilihan yang lebih baik dari 8-bit chip.
Mikroprosesor 8088 memiliki 16-bit register, 16-bit internal data bus dan 20-bit bus alamat, yang memungkinkan prosesor alamat sampai dengan 1 MB memori. Para 8088 menggunakan memori tersegmentasi yang sama menangani sebagai 8086: prosesor dapat alamat 64 KB dari memori secara langsung, dan untuk alamat lebih dari 64 KB memori CPU harus istirahat update menjadi beberapa bagian - update sampai dengan 64 KB dari memori , segmen perubahan mendaftar, update lain blok memori, segmen memperbarui mendaftar lagi, dan seterusnya.
Seperti untuk 8086, mikroprosesor 8088 mendukung Intel 8087 numerik co-prosesor. CPU mengakui semua Floating-Point (FP) instruksi,
dan, ketika diperlukan, menghitung alamat memori untuk FP instruksi dan melakukan operan memori bodoh membaca. FPU menangkap alamat dihitung dan, mungkin, data, dan hasil untuk mengeksekusi instruksi FP. CPU pada saat yang sama mulai mengeksekusi instruksi berikutnya. Dengan demikian, baik instruksi integer dan floating-point dapat dijalankan secara bersamaan.
Asli Intel 8088 microprocessor diproduksi menggunakan teknologi HMOS. Ada juga versi dari chip CHMOS - 80C88 dan 80C88A. Mikroprosesor ini memiliki konsumsi daya yang jauh lebih rendah dan menampilkan modus siaga.
Intel 8088 adalah mikroprosesor Intel berdasarkan 8086, dengan 16-bit register dan bus 8-bit data eksternal. Hal ini dapat alamat hingga 1 MB memori. 8088 diperkenalkan pada 1 Juli 1979, dan digunakan di PC IBM asli.
Para 8088 ditargetkan pada sistem ekonomis dengan memungkinkan penggunaan 8-bit desain. Papan sirkuit yang besar lebar bus masih cukup mahal ketika dirilis. Antrian prefetch dari 8088 adalah 4 byte, sebagai lawan dari 8086 yang 6 byte. Keturunan dari 8088 termasuk 80188, 80186, 80286, 80386, dan 80486 mikroprosesor yang masih digunakan sampai sekarang.
Komputer mikro yang paling berpengaruh untuk menggunakan 8088 itu, sejauh ini, IBM PC. Prosesor PC asli berlari pada frekuensi clock 4,77 MHz (4 / 3 KNKT colorburst frekuensi 3,579545 MHz). Tergantung pada model, Intel 8088 berkisar 0,33-0,75 juta instruksi per detik.
Insinyur IBM sendiri ingin menggunakan Motorola 68000, dan itu digunakan kemudian dalam IBM 9000 Komputer Instrumen Laboratorium, tapi IBM sudah memiliki hak untuk memproduksi keluarga 8086, dalam pertukaran untuk memberikan Intel hak desain memori gelembung. Faktor untuk menggunakan 8-bit Intel 8088 versi adalah bahwa hal itu bisa menggunakan Intel ada 8085-jenis komponen, dan memungkinkan komputer untuk didasarkan pada desain 8085 dimodifikasi. 68000 komponen tidak tersedia secara luas pada saat itu, meskipun bisa menggunakan komponen Motorola 6800 ke mana. Intel bubble memory di pasar untuk sementara waktu, namun Intel meninggalkan pasar karena persaingan ketat dari
perusahaan Jepang yang bisa melemahkan oleh biaya, dan meninggalkan pasar memori untuk fokus pada prosesor.
Sebuah chip pengganti yang kompatibel, V20, diproduksi oleh NEC untuk peningkatan 20 persen perkiraan daya komputasi.
C. PERKEMBANGAN PROCESSOR PENTIUM III
Processor merupakan bagian sangat penting dari sebuah komputer, yang berfungsi sebagai otak dari komputer. Tanpa processor komputer hanyalah sebuah mesin yang tak bisa apa-apa. Pekembangan processor dari tahun ke tahun mengalami peningkatan yang begitu cepat bahka para pioner seperti Intel dan AMD selalu bersaing. Pada tahun 1999, Intel mengeluarkan prosessor dengan tipe 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. Disamping itu pada tahun yang sama Intel juga mengeluarkan prosesor tipe Intel® Pentium® III Xeon®. Processor Intel ini 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 sistem bus ke processor, yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis.
Intel Pentium III
Pada bulan Maret 1999, Pentium II Xeon pun digantikan oleh penerusnya, yakni Intel Pentium III Xeon, yang dikenal dengan sebutan "Tanner". Sebenarnya tidak ada perbedaan yang signifikan antara prosesor ini dengan pendahulunya, kecuali pada tambahan instruksi Streaming SIMD Extension (SSE) dan beberapa perbaikan pada kinerja cache, seperti pada Pentium III (Katmai). Slot yang digunakannya pun sama, yakni Slot 2. Kecepatan bus juga sama, yakni 100 MHz.
Versi kedua dari Intel Xeon ini disebut dengan "Cascades", yang dibuat berdasarkan teknologi Pentium III Coppermine. Prosesor ini kontroversial,
mengingat dengan menggunakan bus yang memiliki kecepatan 133 MHz, prosesor ini hanya menawarkan cache level 2 on-die sebesar 256 KB saja (sama seperti halnya Pentium III biasa). Sesaat sesudah itu (akibat banyaknya keluhan dari para pelanggan), Intel pun merilis versi Intel Pentium III Xeon yang juga berbasiskan Cascades tapi menawarkan cache level 2 sebesar 2048 KB, untuk kemudian disebut sebagai "Cascades 2MB".
Berdasar teknologi proses produksinya, Pentium 3 dibagi menjadi 2 golongan, yaitu:
o Prosesor yang bernama sandi Coppermine, diproduksi dengan teknik fabrikasi 180 nm.
o Prosesor yang bernama sandi Tulatin, diproduksi dengan teknik fabrikasi 130 nm.
Prosesor Pentium 3 bernama sandi Coppermine
Prosesor Pentium 3 Coppermine diproduksi dengan teknik fabrikasi 180 nm. Di dalam chip silikonnya mengandung 28,1 juta transistor. Ukuran chip silikon di dalam kemasan prosesor variatif, 90 mm2, 95 mm2, 105 mm2, 106 mm2, tergantung model/varian prosesornya.
Prosesor desktop Coppermine ada yang dipaket mengunakan dudukan slot 1 yang memiliki 242 pin, ada pula yang menggunakan dudukan soket 370 pin FC-PGA (Flip-Chip Pin Grid Array). Memiliki L2 Cache sebesar 256 KB integrated di dalam prosesor (on chip). Prosesor Coppermine diproduksi dalam 2 model, yaitu prosesor dengan kecepatan sistem bus 100 MHz (model E) dan kecepatan sistem bus 133 MHz (model EB). ProsesorCoppermine diproduksi dengan clock speed berkisar 500 MHz hingga 1133 MHz. ProsesorCoppermine yang pertama kali dirilis adalah prosesor berkecepatan 500 MHz ber-bus 100 MHz, dirilis pada tanggal 25 Oktober 1999.
Prosesor Pentium 3 bernama sandi Tualatin
Prosesor Pentium 3 Tualatin diproduksi dengan teknik fabrikasi 130 nm. Chip silikon tersebut berukuran 80 mm2, terdapat di dalam kemasan prosesor. Chip silikon prosesor 1000 MHz model B, ada yang berukuran 95 mm2. Seluruh varian prosesor desktopTualatin dipaket mengunakan dudukan soket 370 pin FC-PGA (Flip-Chip Pin Grid Array). Besar L2 Cache prosesor
desktop Tualatin, 256 KB atau 512 KB. Seluruh varian prosesornya memiliki kecepatan sistem bus 133 MHz. Prosesor Tualatin diproduksi dengan clock speed berkisar 1000 MHz hingga 1400 MHz. Prosesor yang pertama kali dirilis, berkecepatan 1000 MHz, dirilis pada pertengahan tahun 2001.
Intel Xeon (basis Intel NetBurst Microarchitecture)
Prosesor Intel Xeon berbasis Intel NetBurst Microarchitecture ini dibuat dalam dua jenis, yakni Intel Xeon 32-bit dan Intel Xeon 64-bit. Berbeda dengan versi sebelumnya yang masih memiliki nama "Pentium", Intel pun mengubah namanya menjadi Intel Xeon saja, yang diperkenalkan pada pertengahan tahun 2001.
Intel Xeon 32-bit Foster
Prosesor pertama dari mikroarsitektur Intel NetBurst ini adalah prosesor yang disebut dengan "Foster". Prosesor ini berbeda dengan prosesor Intel Pentium 4 (Willamette) yang juga berbasis mikroarsitektur Intel NetBurst. Prosesor ini dapat bekerja dalam komputer sebagai otak workstation yang kuat, meski perbandingan harga/kinerja yang ditunjukkannya kurang menarik. Intel Pentium III Xeon (Cascades 2MB) dan AMD Athlon MP jauh mengunggulinya, apalagi harga yang ditawarkan oleh sistem-sistem tersebut lebih murah dibandingkan dengan Intel Xeon Foster. Intel Xeon Foster ini harus disandingkan dengan memori Rambus RDRAM yang jauh lebih mahal dibandingkan dengan Synchronous Dynamic Random Access Memory (SDRAM), atau Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory (DDR-SDRAM) yang digunakan oleh dua prosesor saingannya (SDRAM digunakan oleh Intel Pentium III Xeon, sementara Athlon MP menggunakan DDR-SDRAM PC-2100).
Xeon Foster hanya dapat digunakan dalam sistem SMP berjumlah dua prosesor saja, karena memang Intel menyebut Xeon Foster sebagai Intel Xeon DP. Untuk kebutuhan lebih dari dua prosesor, Intel pun merilis varian Xeon Foster yang disebut dengan Intel Xeon MP (Foster MP) yang menawarkan cache level 3 sebesar 1024 KB dan teknologi Hyper-Threading. Hal ini memang meningkatkan kinerja Foster, tapi tidak signifikan (masih berada di
belakang Intel Pentium III Xeon dan AMD Athlon MP), selain tentunya sistem tersebut sangat mahal (berbasis RDRAM).
Prestonia
Pada tahun 2002, Intel memperbaiki Xeon dengan merilis Prestonia, yang telah mendukung penuh teknologi Intel Hyper-Threading serta memiliki cache level 2 sebesar 512 KB. Prestonia dibuat dengan berbasis teknologi manufaktur 130 nanometer (sama seperti halnya Intel Pentium 4 Northwood). Sebagai sandingannya, Intel merilis chipset motherboard baru, yang disebut sebagai E7500, yang menggunakan memori DDR-SDRAM dual-channel yang lebih murah dibandingkan dengan RDRAM. Kecepatan bus yang digunakan pada awalnya adalah 400 MT/s (100 MHz, quad-pumped), tapi beberapa saat kemudian ditingkatkan ke kecepatan 533 MT/s (133 MHz,quad-pumped). Untuk mendukung prosesor yang memiliki kecepatan bus 533 ini, Intel pun merilis lagi chipset motherboard baru yang disebut E7501 untuk server dan E7505 untuk workstation.
Kinerja yang ditunjukkan oleh Prestonia jauh lebih baik dibandingkan pendahulunya (Intel Pentium III Xeon, Intel Xeon Foster), bahkan lebih baik dibandingkan dengan AMD Athlon MP. Dukungan yang bagus dari chipset yang baru ditengarai sebagai penyebabnya, karena Intel Pentium III Xeon, Xeon Foster dan AMD Athlon MP masih menggunakan chipset yang lama. Setelah dirilis, prosesor ini pun banyak dilirik oleh banyak server, sehingga laku di pasaran.
Gallatin
Prestonia memang hanya dapat digunakan dalam konfigurasi SMP dua prosesor saja, karenanya untuk memenuhi segmen SMP multiprosesor, Intel pun merilis Xeon baru, yang disebut sebagai Gallatin, yang dibuat berdasarkan prosesor Prestonia. Gallatin menawarkan cache level 3 sebesar 1024 KB atau 2048 KB, dan kinerja yang jauh lebih baik dibandingkan dengan Foster MP. Akibatnya prosesor ini pun populer di pasar desktop. Selanjutnya, Intel pun mencoba-coba dengan teknologi proses 130 nanometer dan walhasil Gallatin pun dapat menggunakan cache level 3 sebesar 4096 KB.
Akibat "gagalnya" prosesor Intel Itanium dan Itanium 2 di pasaran, Intel pun membuat Xeon agar berjalan sebagai prosesor 64-bit, yang diimplementasikan dengan menggunakan instruksi EM64T (implementasi instruksi x86-64 milik Intel).
Nocona
Nocona merupakan versi pertama dari Intel Xeon 64-bit berbasis mikroarsitektur Intel NetBurst yang diperkenalkan pertengahan tahun 2004. Prosesor ini didukung oleh chipset E7525 (untuk workstation), E7520 dan E7530 (untuk server), yang menawarkan dukungan terhadap bus PCI Express, DDR2-SDRAM dan Serial ATA. Prosesor ini lebih lambat dibandingkan dengan saingannya, AMD Opteron, meskipun dalam beberapa situasi, prosesor ini lebih cepat berkat teknologi Intel Hyper-Threading.
Irwindale
Pada tahun 2005, Intel memperkenalkan lagi prosesor Intel Xeon yang baru, yang disebut dengan Irwindale, yang menawarkan cache level 2 yang lebih besar (2048 KB) dan dapat menggunakan daya yang lebih rendah dibandingkan dengan Nocona. Tapi, AMD Opteron masih lebih kencang dibandingkan dengan Irwindale.
Cranford
Cranford merupakan versi Xeon MP yang dibuat berbasiskan inti Nocona, yang dirilis pada April 2005.
Potomac
Potomac merupakan versi Xeon MP yang dibuat berbasiskan inti Irwindale, yang memiliki cache 8192 KB.
Intel Pentium III
Pentium III adalah mikroprosesor generasi keenam buatan Intel yang diluncurkan tahun 1999 sebagai penerus prosesor Intel Pentium II. Prosesor berarsitektur 32-bit ini menggunakan mikroarsitektur Intel x86 yang diperluas dengan instruksi RISC seperti Pentium Pro. Adapun sebenarnya prosesor x86 adalah prosesor berinstruksi CISC. Pada masanya, prosesor ini sempat menempatkan diri sebagai prosesor tercepat sebelum AMD meluncurkan prosesor jagoannya, Athlon. Jangkauan kecepatanprosesor ini mulai 450 MHz
(4,5 kali 100 MHz) hingga 1.400 MHz (10,5 kali 133 MHz). Prosesor Pentium III dengan kecepatan 1.400 MHz diluncurkan hampir bersamaan dengan peluncuran prosesor Pentium 4 generasi pertama yang menimbulkan ketimpangan pasar sehingga sempat kalah pamor.
Pentium III menggunakan slot (dikenal sebagai Slot 1) sebagai sarana penyambung dengan papan induk, sama dengan Pentium II sebelum akhirnya berubah menggunakan soket dengan 370 pin (dikenal sebagai soket PGA 370). Prosesor ini awalnya berjalan pada bus berkecepatan 100 MHz sebelum ditingkatkan menjadi 133 MHz.
Pentium III memang hanya diluncurkan untuk komputer desktop dan mobile. Untuk mengatasi kebutuhan komputer server maupun workstation, Intel menyiasatinya dengan meluncurkan Pentium III Xeon. Semua prosesor tersebut mempunyai fitur-fitur antara lain:
Dukungan terhadap instruksi MMX (Multimedia Extension) dan SSE (Streaming SIMD Extension). Dengan menggunakan dua instruksi tersebut, Pentium III dapat menjalankan aplikasi multimedia dan penyuntingan video lebih gegas daripada prosesor yang tidak dilengkapi dengan SSE.
Seperti Pentium II, generasi pertama dari prosesor ini menggunakan antarmuka Dual Independent Bus (DIB) yang memisahkan antara bus prosesor dengan cache serta busprosesor dengan bus memori. Inilah sebab mengapa kecepatan cache memorinya setengah dari kecepatan prosesor. Generasi kedua dan ketiga dari prosesor ini telah meningkatkan performa DIB yang digunakannya sehingga cache prosesornya menjadi setara dengan kecepatan prosesor.
Meski kontroversial karena masalah privasi, prosesor ini memiliki fitur nomor seri prosesor yang mampu mengidentifikasi nomor seri dari prosesor yang digunakan. Sebenarnya, fitur ini lebih ditujukan bagi mereka yang berada dalam lingkungan korporat dengan tujuan untuk memudahkan mereka dalam proses audit aset perusahaan.
Karena menggunakan kecepatan bus yang lebih tinggi, maka Pentium III tidaklah serta-merta dapat langsung didukung oleh papan induk yang mendukung Pentium II. Papan induk dengan chipset Intel 430 untuk Pentium
II tidak dapat bekerja dengan Pentium III secara langsung, kecuali dengan melakukan proses pembaharuan BIOS. Adapun papan induk dengan chipset Intel 440BX, 440ZX, 440LX, dan Intel 820 sudah mendukung prosesor ini sepenuhnya.
Prosesor ini dapat bekerja berdampingan dengan memori SDRAM PC-100, SDRAM PC-133, RDRAM PC-600, RDRAM PC-700, RDRAM PC-800, DDR-SDRAM PC-1600,DDR-SDRAM PC-2100 (hanya segelintir chipset yang menyertakannya), dan Virtual Channel SDRAM (VC-SDRAM) PC-133 (hanya segelintir chipset yang menyertakannya).
Merk Microarchitektur Desktop Laptop Server Pentium III Katmai (0.25 µm) Coppermine (180 nm) Tanner (0.25 µm) Pentium III Xeon Coppermine (180 nm) Tualatin(130 nm) Cascades (180 nm) Mobile Pentium III Tualatin (130 nm) Pentium III MMX.
Pentium III Katmai (0.25 µm)
Katmai (generasi awal). Prosesor ini masih menggunakan bus berkecepatan 100 MHz yang dibangun menggunakan teknik pabrikasi 250 nm. Adapun kecepatan cacheprosesor setengah kali lipat dari kecepatan prosesor, misalnya apabila prosesor berjalan pada kecepatan 500 MHz, maka kecepatan cache prosesor tersebut adalah 250 MHz. Cache yang digunakan adalah SRAM berkapasitas 512 KB.
Pada tahun 1999 Intel mengenalkan kumpulan MMX2 baru yang ditingkatkan untuk perintayh 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.
KNI diperkenalkan pada Pentium III 500 MHz baru. Prosessor ini sangat mirip dengan Pentium II. Menggunakan Slot 1, dan hanya berbeda pada fitur baru seperti pemakaian Katmai dan SSE. Prosessor ini dipasangkan pada motherboard dengan chip set BX dan slot 1.
Prosesor ini mempunyai beberapa fitur : • Nomer pengenal
• Register baru dan 70 perintah baru
Akhirnya kecepatan clock dinaikkan hingga 500 MHz dengan ruang untuk peningkatan lebih lanjut. Pentium III Xeon (dengan nama sandi Tanner) diperkenalkan 17 Maret 1999. Chip Xeon diperbarui dengan semua fitur baru dari Pentium III. Untuk memanfaatkannya Intel telah mengumumkan chip set Profusion.
Nomer pengenal PSN (Processor Serial Number), unik untuk tiap CPU, telah menyebabkan banyak pembicaraan masalah keamanan. Nomer ini bernilai 96 bit yang diprogram secara elektronik ke dalam tiap chiop. Sesungguhnya ini berarti inisiatif yang sangat bijaksana, yang dapat membuat perdagangan elektronik dan penyandian dalam Internet menjadi aman dan efektif.
Prosesor MMX
Generasi ketiga dari prosesor Pentium adalah prosesor MMX (yang memiliki nama kode P55C) yang dirilis pada tahun 1997. Intel memasukkan tambahan 57 instruksi MMX baru ke dalam prosesor, tanpa melakukan perombakan terhadap desain. karena modul MMX hanya ditambahkan begitu saja ke dalam rancangan Pentium tanpa rancang ulang, Intel terpaksa membuat unit MMX dan FPU melakukan sharing, dalam arti saat FPU aktif MMX non-aktif, dan sebaliknya. Sehingga Pentium MMX dalam mode MMX tidak kompatibel dengan Pentium. Prosesor ini tersedia dalam frekuensi kecepatan/bus 166MHz/66MHz, 200MHz/66MHz, dan 233/66MHz. Selain ditujukan untuk prosesor desktop, prosesor ini juga tersedia untuk prosesor mobile, yang bekerja pada frekuensi 266MHz/66MHz. Ukuran Cache pun ditingkatkan pada prosesor ini: Pentium MMX memiliki 16 KB Data cache yang bersifatwrite-back (yang pada versi Pentium sebelumnya hanya terdapat 8 KB). Chip prosesor Pentium MMX diproduksi dengan menggunakan teknik manufaktur Bipolar CMOS 350 nanometer, dan tegangan yang digunakannya adalah 2.8 Volt. Prosesor untuk komputer portabel (yang dibangun dengan teknologi 250 nanometer) yang begitu membutuhkan penghematan daya bahkan hanya membutuhkan 1.8 Volt.
Lagi-lagi, Intel mengganti dudukan prosesor ke socket baru, Socket-7 321-pin, yang memiliki fitur pengatur voltase secara otomatis (Automatic Voltage Regulator Module). Untuk menggunakan prosesor ini, akhirnya pengguna dipaksa lagi untuk mengganti motherboard-nya.
Prosesor Coppermine
Pada tahun 2000 lalu, Intel meluncurkan Celeron baru bernama Coppermine. Coppermine yang menjadi Celeron generasi II ini memiliki format soket 370 dengan kecepatan clock 533 MHz dan diteruskan menjadi 566, 600, 633, 666, 700, 733, dan 766 MHz. Saat peluncuran Celeron 800 MHz, Intel memutuskan untuk menaikkan FSB menjadi 100 MHz sehingga performanya meningkat tajam. Generasi ini berlanjut dengan kecepatan 800, 850, 900, 950, 1.000, hingga 1.100 MHz. Generasi ini akhirnya digantikan dengan generasi baru bernama Tualatin pada tahun 2002 yang seluruhnya dengan FSB 100 MHz dan 256 kB of L2 cache (dimana saat itu Pentium III bekerja dengan 256 kB /512 kB L2 cache). Tualatin bekerja pada kecepatan 1.2 GHz dan diteruskan dengan 1.3 dan 1.4 GHz. Namun jika dilakukan perbandingan dengan pesaingnya AMD Duron, kinerja Tualatin saat itu masih juga tertinggal jauh.
SIMD (Single Instruction, Multiple Data)
SIMD adalah singkatan dari Single Instruction, Multiple Data, merupakan sebuah istilah dalam komputasi yang merujuk kepada sekumpulan operasi yang digunakan untuk menangani jumlah data yang sangat banyak dalam paralel secara efisien, seperti yang terjadi dalam prosesor vektor atau prosesor larik. SIMD pertama kali dipopulerkan pada superkomputer skala besar, meski sekarang telah ditemukan pada komputer pribadi.
Contoh aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah aplikasi yang memiliki nilai yang sama yang ditambahkan ke banyak titik data (data point), yang umum terjadi dalam aplikasi multimedia. Salah satu contoh operasinya adalah mengubah brightness dari sebuah gambar. Setiap pixel dari sebuah gambar 24-bit berisi tiga buah nilai berukuran 8-bit brightness dari porsi warna merah (red), hijau (green), dan biru (blue). Untuk melakukan
perubahan brightness, nilai R, G, dan B akan dibaca dari memori, dan sebuah nilai baru ditambahkan (atau dikurangkan) terhadap nilai-nilai R, G, B tersebut dan nilai akhirnya akan dikembalikan (ditulis kembali) ke memori. Prosesor yang memiliki SIMD menawarkan dua keunggulan, yakni:
Data langsung dapat dipahami dalam bentuk blok data, dibandingkan dengan beberapa data yang terpisah secara sendiri-sendiri. Dengan menggunakan blok data, prosesor dapat memuat data secara keseluruhan pada waktu yang sama. Daripada melakukan beberapa instruksi "ambil pixel ini, lalu ambil pixel itu, dst", sebuah prosesor SIMD akan melakukannya dalam sebuah instruksi saja, yaitu "ambil semua pixel itu!" (istilah "semua" adalah nilai yang berbeda dari satu desain ke desain lainnya). Jelas, hal ini dapat mengurangi banyak waktu pemrosesan (akibat instruksi yang dikeluarkan hanya satu untuk sekumpulan data), jika dibandingkan dengan desain prosesor tradisional yang tidak memiliki SIMD (yang memberikan satu instruksi untuk satu data saja).
Sistem SIMD umumnya hanya mencakup instruksi-instruksi yang dapat diaplikasikan terhadap semua data dalam satu operasi. Dengan kata lain, sistem SIMD dapat bekerja dengan memuat beberapa titik data secara sekaligus, dan melakukan operasi terhadap titik data secara sekaligus.
Sayangnya, beberapa desainer SIMD terbentur dengan beberapa pertimbangan desain yang berada di luar kontrol mereka. Salah satu pertimbangan tersebut adalah harus menambahkan banyak register untuk menampung data yang akan diproses. Idealnya, hal ini dapat dilakukan dengan menambahkan unit SIMD ke dalam prosesor agar memiliki registernya sendiri, tetapi beberapa desainer terpaksa menggunakan register yang telah ada, umumnya yang digunakan adalah register floating-point. Register floating-point umumnya memiliki ukuran 64-bit, yang lebih kecil daripada yang dibutuhkan oleh SIMD agar bekerja secara optimal, meskipun hal ini dapat mendatangkan masalah jika kode hendak mencoba untuk menggunakan instruksi floating-point dan SIMD secara bersamaan.
Pada pendesainan awal SIMD, terdapat beberapa prosesor yang khusus disiapkan untuk melakukan tugas ini, yang seringnya disebut sebagai Digital Signal Processor (DSP). Perbedaan utama antara SIMD dan DSP adalah DSP
merupakan prosesor yang komplit dengan set instruksinya sendiri (yang meskipun lebih sulit digunakan), sementara SIMD hanya bergantung pada register general-purpose untuk menangani detail program, dan instruksi SIMD hanya menangani manipulasi data.
Penggunaan instruksi SIMD pertama kali dilakukan dalam superkomputer vektor dan dipopulerkan oleh Cray pada tahun 1970-an. Akhir-akhir ini, SIMD skala kecil (64-bit atau 128-bit) telah menjadi populer dalam CPU yang bersifat general purpose, yang dimulai pada tahun 1994 dengan set instruks MAX yang diaplikasikan pada Hewlett-Packard PA-RISC. Instruksi SIMD, saat ini dapat ditemukan dalam kebanyakan prosesor, seperti halnya AltiVec dalam prosesor PowerPC; Intel MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, AMD 3DNow!dalam prosesor Intel x86; VIS dalam prosesor prosesor SPARC; MAX dalam Hewlett-Packard PA-RISC; MDMX serta MIPS-3D dalam MIPS serta MVI dalam prosesor DEC Alpha. Meskipun demikian, perangkat lunak pada umumnya tidak mengeksploitasi instruksi, dan bahkan instruksi ini hanya digunakan dalam aplikasi yang khusus, seperti pengolahan grafik.
Meskipun hal ini secara umum telah membuktikan bahwa sulitnya mencari aplikasi komersial yang dikhususkan untuk prosesor SIMD, ada beberapa kesuksesan yang terjadi seperti halnya aplikasi GAPP yang dikembangkan oleh Lockheed Martin. Versi yang lebih baru dari GAPP bahkan menjadi aplikasi yang dapat memproses video secara waktu-nyata (real-time) seperti halnya konversi antar bermacam-macam standar video yang (seperti konversi NTSC ke PAL atau sebaliknya, NTSC ke HDTV atau sebaliknya dan lain-lain), melakukan deinterlacing, pengurangan noise (noise
reduction), kompresi video, dan perbaikan citra gambar (image enhancement). D. PROSESOR SINGLE CORE AMD K8 ATHLON 64 (VERSI DESKTOP) Seluruh varian prosesor Athlon 64 single core memiliki L1 Cache sebesar 128 KB yang terdiri dari 64 KB untuk cache data dan 64 KB untuk cache instruksi.Kapasitas L2 Cache bervariasi, 512 KB atau 1024 KB (1 MB) bergantung variannya.Prosesor versi Athlon 64 FX ditawarkan untuk kalangan
penggemar komputer (enthusiast) atau orang-orang yang menyukai performa tinggi.
1. Prosesor Athlon 64
Seperti telah diketahui bahwa varian prosesor Athlon 64 cukup banyak.Sampai dengan kuartal pertama tahun 2008 tercatat sebelas varian prosesor Athlon 64 yang telah diproduksi oleh AMD.Prosesor-prosesor tersebut memiliki spesifikasi yang berbeda satu dengan lainnya.Sebagian diantaranya merupakan prosesor-prosesor hemat energi.Berikut ini gambaran satu per satu mengenai kesebelas varian prosesor tadi.
a. Prosesor Athlon 64 nama core ClawHammer (C0 & CG)
Athlon 64 ClawHammer adalah varian pertama dari prosesor keluarga Athlon 64 yang dirilis oleh AMD. Model pertama yang dilepas ke pasaran adalah Athlon 64 3200+ yang dirancang menggunakan soket 754 dan dirilis pada tanggal 23 September 2003.
Pada tanggal 1 Juni 2004, AMD mengeluarkan lagi prosesor model baru (yaitu Athlon 64 3500+) yang merupakan revisi dari model yang lama. Revisi tersebut meliputi perubahan tipe soket yang semula menggunakan soket 754 diubah menjadi tipe soket 939 dan peningkatan bus HyperTransport yang semula 800 MHz, mejadi 1000 MHz.Varian prosesor ini, seluruhnya diproduksi dengan basis teknologi manufaktur 130 nm, sebagian didesain menggunakan soket 754 dan sebagian lainnya menggunakan soket 939.Prosesor yang didesain menggunakan soket 754, memiliki 754 pin tipe OµPGA dan didukung 800 MHz HyperTransport sedangkan prosesor yang didesain menggunakan soket 939, memiliki 939 pin tipe OµPGA dan didukung 1000 MHz HyperTransport.Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 1.50 Volt dengan TDP 89 Watt.
Prosesor Athlon 64 ClawHammer yang diproduksi oleh AMD, memiliki clok rate (frekuensi) berkisar 1800 MHz hingga 2600 MHz dengan L2 Cache 512 KB atau 1024 KB full speed (kecepatanannya sama dengan kecepatan prosesornya).
b. Prosesor Athlon 64 nama core Newcastle (CG)
Beberapa bulan setelah merilis prosesor ClawHammer,AMD merilis lagi varian baru yang diberi nama Newcastle.Prosesor Athlon 64 Newcastle mirip dengan ClawHammer. Prosesor Newcastrle diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 130 nm.Pada awalnya, didesain menggunakan soket 754, dan model selanjutnya didesain menggunakan soket 939.Prosesor yang didesain menggunakan soket 754, memiliki 754 pin tipe OµPGA,sedangkan prosesor yang didesain menggunakan soket 939, memiliki 939 pin tipe OµPGA.Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 1.50 Volt dengan TDP 89 Watt.
Prosesor Athlon 64 Newcastle yang diproduksi oleh AMD, memiliki clok rate (frekuensi) berkisar 1800 MHz hingga 2400 MHz dengan L2 Cache 512 KB full speed.Dirilis pertama kali pada tanggal 15 Desember 2003.
c. Prosesor Athlon 64 nama core Winchester (DO)
Tak lama setelah merilis prosesor Newcastle soket 939, AMD merilis lagi varian prosesor baru yang diberi nama Athlon 64 Winchester.Berbeda dengan prosesor pendahulunya, prosesor Athlon 64 Winchester diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, memiliki 939 pin tipe OµPGA,didesain menggunakan soket 939, didukung 1000 MHz HyperTransport, L2 Cache 512 KB.
Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 1.40 Volt dengan TDP 67 Watt.Berdasar data tersebut, jelas bahwa prosesor Winchester
membutuhkan daya (power) yang lebih rendah, lebih hemat energi dibanding kedua versi prosesor pendahulunya.
AMD memproduksi prosesor Athlon 64 Winchester dengan clock rate berkisar 1800 MHz hingga 2200 MHz.Pertama kali dirilis pada tanggal 14 Oktober 2004.
d. Prosesor Athlon 64 nama core Venice (E3 & E6)
Prosesor Athlon 64 Venice diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, sebagian didesain menggunakan soket 754 dan sebagian lainnya menggunakan soket 939.Prosesor yang didesain
menggunakan soket 754, memiliki 754 pin tipe OµPGA,sedangkan prosesor yang didesain menggunakan soket 939, memiliki 939 pin tipe OµPGA.Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 0.90 Volt hingga 1.40 Volt dengan TDP 9 Watt hinggs 89 Watt.Ke dalam prosesor ini ditambahkan fitur baru, yaitu SSE3.Fitur ini belum ada pada prosesor-prosesor versi sebelumnya.
Di sisi lain, perusahaan Intel yang menjadi pesaing AMD, setahun sebelumnya telah mendahului memasukkan fitur SSE3 ke dalam prosesor buatannya, yaitu Pentium 4 Prescott.Dalam hal teknologi, AMD seringkali kalah dan ketinggalan melawan Intel.
Prosesor Athlon 64 yang diproduksi oleh AMD, memiliki clok rate (frekuensi) berkisar 1000 MHz hingga 2400 MHz dengan L2 Cache 512 KB full speed dan didukung 800 MHZ hingga 1000 MHz HyperTransport.Dirilis pertama kali pada tanggal 4 April 2005.
e. Prosesor Athlon 64 nama core Manchester (E4)
Prosesor ini selangkah lebih bagus dibandingkan prosesor Athlon 64 Venice. Seluruh model prosesornya diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, luasan chip silikonnya 147 mm2 yang
mengandung 154 juta transistor, memiliki 939 pin tipe dirancang menggunakan soket 939, dan didukung 1000 MHz HyperTransport. Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 1.35 Volt dengan TDP 67 Watt.Sama seperti prosesor Venice, ke dalam prosesor ini juga ditambahkan fitur SSE3.
Prosesor Athlon 64 Manchester sebenarnya adalah prosesor dual core Athlon 64 X2 yang satu buah core-nya di-disable.
Prosesor yang telah diproduksi, memiliki frekuensi 2000 MHz hingga 2200 MHz dengan L2 Cache 512 KB full speed.Dirilis pertama kali pada tanggal 31 Mei 2005.
f. Prosesor Athlon 64 nama core San Diego (E4)
Prosesor Athlon 64 San Diego diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, luasan chip silikonnya 115 mm2 yang mengandung
114 juta transistor, memiliki 939 pin tipe OµPGA, dirancang menggunakan soket 939, dan didukung 1000 MHz HyperTransport.
Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 1.35 Volt hingga 1,40 Volt dengan TDP 67 Watt hingga 89 Watt.Sama seperti prosesor Venice ataupun Manchester, ke dalam prosesor ini juga ditambahkan fitur SSE3.
Prosesor yang telah diproduksi, memiliki frekuensi 2000 MHz hingga 2200 MHz dengan L2 Cache 512 KB atau 1024 KB, tergantung modelnya.L2 Cache ini berjalan full speed.Peningkatan L2 Cache hingga 1024 KB ini dapat meningkatkan performa prosesor San Diego.Pertama kali dirilis pada tanggal 4 Mei 2005.
g. Prosesor Athlon 64 nama core Toledo (E6)
Seperti halnya prosesor Athlon 64 Manchester,prosesor Athlon 64 Toledo sebenarnya adalah prosesor dual core Athlon 64 X2 yang satu buah core-nya di-disable.Seluruh model prosesornya diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, memiliki 939 pin tipe OµPGA,dirancang menggunakan soket 939, dan didukung 1000 MHz HyperTransport.Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 1.35 Volt dengan TDP 89 Watt.Sama seperti prosesor Athlon 64 Manchester, ke dalam prosesor ini juga ditambahkan fitur SSE3.
Prosesor yang telah diproduksi, memiliki frekuensi 2200 MHz hingga 2400 MHz dengan L2 Cache 1024 KB (dua kali lipat L2 Cache Athlon 64 Manchester).
h. Prosesor Athlon 64 nama core Orleans (F2, F3)
AMD mendapatkan suatu kritikan karena jajaran prosesor Athlon 64 tidak mampu mendukung penggunaan DDR2 SDRAM.Sementara itu, perusahaan Intel telah lebih dulu mengadopsi teknologi ini.AMD pun merespon kekurangan ini.Pada tanggal 23 Mei 2006, AMD merilis prosesor baru yaitu Athlon 64 bernama core Orleans yang mampu mendukung penggunaan DDR2 SDRAM.
Prosesor tersebut diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, luasan chip silikonnya 126 mm2 yang mengandung 129 juta
transistor, memiliki 940 pin tipe OµPGA,dirancang menggunakan soket AM2, dan didukung 1000 MHz HyperTransport.Prosesor ini beroperasi pada tegangan (VCore) 1.25 Volt hingga 1,40 Volt dengan TDP 62 Watt.Fitur teknologi yang terkandung dalam prosesor Athlon 64 Orleans lebih banyak, yang mengakibatkan performansi prosesor ini menjadi lebih baik daripada produk Athlon 64 sebelumnya.Ke dalam prosesor ini ditambahkan fitur SSE3 dan AMD Virtualization. Fitur AMD Virtualization adalah tambahan fitur baru yang belum ada
pada prosesor pendahulunya.Prosesor yang telah diproduksi, memiliki frekuensi 1800 MHz hingga 2600 MHz dengan L2 Cache 512 KB full speed.
i. Prosesor Athlon 64 nama core Orleans (Energy Efficient, F3) Perbedaan menonjol antara prosesor Athlon 64 Orleans versi Energy Efficient dengan versi Orleans sebelumnya, terletak pada besarnya konsumsi energi (nilai TDP) yang dibutuhkan prosesor dan besarnya L2 Cache yang dimilikinya. Prosesor Athlon 64 Orleans versi Energy Efficient membutuhkan energi yang lebih rendah, nilai TDP-nya 45 Watt yang beroperasi pada voltase 1.25 Volt hingga 1,40 Volt, dan tergolong prosesor hemat energi.
Prosesor ini diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, memiliki 940 pin tipe OµPGA, dirancang menggunakan soket AM2, dan didukung 1000 MHz HyperTransport, sama seperti versi pendahulunya.Begitu juga fitur-fitur teknologi yang ditambahkan ke dalam prosesornya juga tidak berbeda, yaitu SSE3 dan AMD Virtualization.
Prosesor yang telah diproduksi, memiliki frekuensi 2200 MHz hingga 2600 MHz dengan L2 Cache 1024 KB, dua kali lebih besar dari versi pendahulunya.Pertama kali dirilis pada tanggal 8 Oktober 2007.
j. Prosesor Athlon 64 nama core Orleans (Energy Efficient Small Form Factor, F2)
Diantara ketiga versi prosesor Athlon 64 Orleans,versi Energy Efficient Small Form Factor merupakan versi yang paling hemat terhadap konsumsi energi, nilai TDPnya paling rendah, yaitu 35 Watt, yang beroperasi pada voltase 1.20 Volt hingga 1,25 Volt.
Prosesor ini diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, memiliki 940 pin tipe OµPGA, dirancang menggunakan soket AM2, dan didukung 1000 MHz HyperTransport, secara umum tidak berbeda dengan versi pendahulunya.Luasan chip silikonnya 126 mm2 yang
ditambahkan ke dalam prosesornya juga tidak berbeda, yaitu SSE3 dan AMD Virtualization.
Prosesor yang telah diproduksi, berfrekuensi 2200 MHz dengan L2 Cache 512 KB. Pertama kali dirilis pada tanggal 23 Mei 2006.
k. Prosesor Athlon 64 nama core Lima (Energy Efficient G1, G2) Sampai dengan bulan Mei 2008, prosesor Athlon 64 Lima adalah satu-satunya prosesor single core golongan Athlon 64 yang diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 65 nm, memiliki 940 pin tipe OµPGA,dirancang menggunakan soket AM2, dan didukung 1000 MHz HyperTransport, bekerja pada voltase 1.20 Volt hingga 1,25 Volt dengan TDP 45 Watt.
Fitur-fitur teknologi yang ditambahkan ke dalam prosesornya tidak berbeda dengan prosesor Athlon 64 Orleans , yaitu SSE3 dan AMD Virtualization.
Prosesor yang telah diproduksi, berfrekuensi 2200 MHz hingga 2700 MHz dengan L2 Cache 512 KB.Pertama kali dirilis pada tanggal 20 Februari 2007.
Keterangan:
- Prosesor kelas bisnis AMD, garansi 24 bulan setelah dirilis 2. Prosesor Athlon 64 FX
Athlon 64 FX adalah prosesor dengan performa tinggi yang diproduksi oleh AMD yang terutama ditujukan untuk para penggemar komputer (kaum ‘enthusiast’) dan gamers.. Sampai dengan bulan Mei 2008, AMD
telah memproduksi tiga varian Athlon 64 FX single core. Varian yang paling awal diproduksi diberi nama core SledgeHammer, berbasis arsitektur prosesor Opteron generasi pertama yang juga dikenal dengan nama core SledgeHammer, yang diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 130 nm. Model prosesor Athlon 64 FX SledgeHammer yang pertama kali diproduksi adalah Athlon 64 FX-51 yang didesain menggunakan soket 940 dan dilepas ke pasaran pada tanggal 23 September 2003.
Kedua varian lainnya, berturut-turut adalah Athlon 64 FX ClawHammer dan San Diego yang diproduksi setelah Athlon 64 FX SledgeHammer. a. Prosesor Athlon 64 FX nama core SledgeHammer (C0,CG)
Prosesor Athlon 64 FX SledgeHammer adalah varian prosesor Athlon 64 FX pertama yang dibuat oleh AMD, diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 130 nm, memiliki 940 pin tipe CµPGA, dirancang menggunakan soket 940, dan didukung 800 MHz HyperTransport, VCore 1,5 Volt dengan TDP 89 Watt. Luasan chip silikonnya 193 mm2 yang mengandung 105,9 juta transistor, dilengkapi fitur teknologi MMX, SSE, SSE2, Enhanced 3DNow!, NX bit, dan AMD64 (implementasi AMD’s x86-64).
Prosesor yang telah diproduksi, berfrekuensi 2200 MHz hingga 2400 MHz dengan L2 Cache 1024 KB. Pertama kali dirilis pada tanggal 23 September 2003.
b. Prosesor Athlon 64 FX nama core ClawHammer (CG)
Setelah merilis prosesor Athlon 64 FX SledgeHammer, tak lama kemudian merilis lagi prosesor varian prosesor yang baru dan diberi nama Athlon 64 FX ClawHammer yang diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 130 nm, memiliki 939 pin tipe OµPGA, dirancang menggunakan soket 939, dan didukung 1000 MHz HyperTransport, VCore 1,5 Volt dengan TDP 89 Watt hingga 104 Watt. Luasan chip silikonnya 193 mm2 yang mengandung 105,9 juta transistor, dilengkapi fitur teknologi MMX, SSE, SSE2, Enhanced 3DNow!, NX bit, AMD64 (implementasi AMD’s x86-64) dan Cool’n'Quiet.
Prosesor yang telah diproduksi, berfrekuensi 2400 MHz dan 2600 MHz dengan L2 Cache 1024 KB. Pertama kali dirilis pada tanggal 1 Juni 2004.
AMD64 (implementasi AMD’s x86-64) dan Cool’n'Quiet.
Prosesor yang telah diproduksi, berfrekuensi 2400 MHz dan 2600 MHz dengan L2 Cache 1024 KB. Pertama kali dirilis pada tanggal 1 Juni 2004.
c. Prosesor Athlon 64 FX nama core San Diego (E4)
Prosesor Athlon 64 FX San Diego diproduksi menggunakan teknologi manufaktur 90 nm, memiliki 939 pin tipe OµPGA, dirancang menggunakan soket 939, dan didukung 1000 MHz HyperTransport, VCore 1,35 Volt hingga 1,40 Volt dengan TDP 104 Watt. Luasan chip silikonnya 115 mm2 yang mengandung 114 juta transistor, dilengkapi fitur teknologi yang sama dengan Athlon 64 FX ClawHammer yaitu
MMX, SSE, SSE2, Enhanced 3DNow!, NX bit, AMD64 (implementasi AMD’s x86-64) dan Cool’n'Quiet.
Prosesor yang telah diproduksi, berfrekuensi 2600 MHz dan 2800 MHz dengan L2 Cache 1024 KB. Tampaknya prosesor ini dibangun dengan fitur yang lebih bagus daripada Athlon 64 FX pendahulunya
