Evolusi Arsitektur Komputer
EVOLUSI ASITEKTUR KOMPUTER
Dalam
bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan
struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer
ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian
perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya).
Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih
difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara
pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras,
dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur , CISC, RISC, blue Gene, dll.
Arsitektur CISC (Complex Instruction Set Computing)
CISC atau kumpulan instruksi komputasi kompleks adalah suatu arsitektur komputer dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memori (load ), operasi aritmatika, dan penyimpanan kedalam memori (store) yang saling bekerja sama. Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu instruksi cukup denganbeberapa baris bahasa mesin yang relatif pendek sehingga implikasinya hanya sedikit saja RAM yangdigunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi tersebut. Arsitektur CISC menekankan padaperangkat keras karena filosofi dari arsitektur CISC yaitu bagaimana memindahkan kerumitanperangkat lunak ke dalam perangkat keras.
Arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computing)
RICS
singkatan dari Reduced Instruction Set Computer. Merupakan bagian dari
arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi untuk negeset istruksi
dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya. Reduced Instruction Set
Computing (RISC) atau “Komputasi set instruksi yang disederhanakan” pertama
kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada
tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor
ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang
menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an.
Arsitektur Blue Gene
Blue Gene adalah sebuah arsitektur komputer yang dirancang untuk menciptakan beberapa superkomputer generasi berikut, yang dirancang untuk mencapai kecepatan operasi petaflop (1 peta = 10 pangkat 15), dan pada 2005 telah mencapai kecepatan lebih dari 100 teraflop (1 tera = 10 pangkat 12). Blue Gene merupakan proyek antara Departemen Energi Amerika Serikat (yang membiayai projek ini), industri (terutama IBM), dan kalangan akademi. Ada lima projek Blue Gene dalam pengembangan saat ini, di antaranya adalah Blue Gene/L, Blue Gene/C, dan Blue Gene/P.
Komputer pertama dalam seri Blue Gene. Blue Gene/L dikembangkan melalui sebuah “partnership” dengan Lawrence Livermore National Laboratory menghabiskan biaya AS$100 juta dan direncanakan dapat mencapai kecepatan ratusan TFLOPS, dengan kecepatan puncak teoritis 360 TFLOPS. Ini hampir sepuluh kali lebih cepat dari Earth Simulator, superkomputer tercepat di dunia sebelum Blue Gene. Pada Juni 2004, dua prototipe Blue Gene/L masuk dalam peringkat 500 besar superkomputer berada dalam posisi ke-4 dan ke-8.
Komputer pertama dalam seri Blue Gene. Blue Gene/L dikembangkan melalui sebuah “partnership” dengan Lawrence Livermore National Laboratory menghabiskan biaya AS$100 juta dan direncanakan dapat mencapai kecepatan ratusan TFLOPS, dengan kecepatan puncak teoritis 360 TFLOPS. Ini hampir sepuluh kali lebih cepat dari Earth Simulator, superkomputer tercepat di dunia sebelum Blue Gene. Pada Juni 2004, dua prototipe Blue Gene/L masuk dalam peringkat 500 besar superkomputer berada dalam posisi ke-4 dan ke-8.
Arsitektur komputer
juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni
mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat
menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan
target biayanya.
Terdapat 2 (dua) bagian
pokok arsitektur komputer:
1. Instructure Set
Architecture, adalah spesifikasi yang menentukan bagaimana programmer bahasa
mesin berinteraksi dengan komputer.
2. Hardware System
Architacture yaitu subsistem hardware (perangkat keras) dasar yaitu CPU, Memori, serta OS.
FAKTOR FAKTOR YANG BERPENGARUH PADA KEBERHASILAN ASITEKTUR KOMPUTER
Terdapat faator-faktor yang dapat berpengaruh pada keberhasilan arsitektur
komputer, 3 (tiga) diantaranya adalah:
1. Yang pertama manfaat Arsitektural diantaranya yaitu:
- Aplicability.
- Maleability.
- Expandibility.
- Comptible.
2. Kinerja Sistem.
Yaitu untuk mengukur kinerja dari sistem, ada serangkaian program yang
standard yang dijalankan yang dapat di sebut Benchmark pada komputer yang akan
diuji ukuran kinerja CPU:
- MIPS (Million Instruction PerSecond)
- MFLOP (Million Floating Point PerSecond)
- VUP (VAX Unit of Performance)
Ukuran Kinerja I/O sistem:
- Sistem Operasi Bandwith
- Operasi I/O Perdetik
Ukuran Kinerja Memori:
- Memoy Bandwith.
- Waktu Akses Memori.
- Ukuran Memori.
3. Biaya Sistem, Biaya dapat diukur dalam banyak cara diantaranya, yaitu :
- Reliabilitas.
- Kemudahan Perbaikan.
- Konsumsi daya.
- Berat.
- Kekebalan.
- Interface Sistem Software.
Arsitektur komputer merupakan suatu hal yang sangatlah penting karena dapat
memberikan berbagai atribut-atribut pada sistem komputer, hal tersebuti
tentunya sangat dibutuhkan bagi perancang ataupun user software sistem dalam
mengembangkan suatu program.
SEJARAH KOMPUTER
Generasi pertama komputer
Perkembangan komputer
lain pada masa kini adalah Electronic Numerical Integrator and Computer
(ENIAC), yang dibuat atas kerja sama antara pemerintah Amerika Serikat dan
University of Pennsylvania. Terdiri dari 18.000 tabung vakum, 70.000 resistor,
dan 5 juta titik solder, komputer tersebut merupakan mesin yang sangat besar
dan mengonsumsi daya sebesar 160 kW.
Komputer ini dirancang
oleh John Presper Eckert (1919-1995) dan John W. Mauchly (1907-1980), ENIAC
merupakan komputer serbaguna (general purpose computer) yang bekerja 1000 kali
lebih cepat dibandingkan Mark I.
Pada pertengahan
1940-an, John von Neumann (1903-1957) bergabung dengan tim University of
Pennsylvania dalam usaha membangun konsep desain komputer yang hingga 40 tahun
mendatang masih dipakai dalam teknik komputer. Von Neumann mendesain Electronic
Discrete Variable Automatic Computer (EDVAC) pada tahun 1945 dengan sebuah
memori untuk menampung baik program ataupun data. Teknik ini memungkinkan
komputer untuk berhenti pada suatu saat dan kemudian melanjutkan pekerjaannya kembali.
Kunci utama arsitektur von Neumann adalah unit pemrosesan sentral (CPU), yang
memungkinkan seluruh fungsi komputer untuk dikoordinasikan melalui satu sumber
tunggal. Tahun 1951, UNIVAC I (Universal Automatic Computer I) yang dibuat oleh
Remington Rand, menjadi komputer komersial pertama yang memanfaatkan model
arsitektur Von Neumann tersebut.
Generasi kedua
Pada tahun 1948,
penemuan transistor sangat memengaruhi perkembangan komputer. Transistor
menggantikan tube vakum di televisi, radio, dan komputer. Akibatnya, ukuran
mesin-mesin elektrik berkurang drastis.
Transistor mulai
digunakan di dalam komputer mulai pada tahun 1956. Penemuan lain yang berupa
pengembangan memori inti-magnetik membantu pengembangan komputer generasi kedua
yang lebih kecil, lebih cepat, lebih dapat diandalkan, dan lebih hemat energi
dibanding para pendahulunya. Mesin pertama yang memanfaatkan teknologi baru ini
adalah superkomputer. IBM membuat superkomputer bernama Stretch, dan
Sprery-Rand membuat komputer bernama LARC. Komputer-komputer ini, yang
dikembangkan untuk laboratorium energi atom, dapat menangani sejumlah besar
data, sebuah kemampuan yang sangat dibutuhkan oleh peneliti atom. Mesin
tersebut sangat mahal dan cenderung terlalu kompleks untuk kebutuhan komputasi
bisnis, sehingga membatasi kepopulerannya. Hanya ada dua LARC yang pernah
dipasang dan digunakan: satu di Lawrence Radiation Labs di Livermore,
California, dan yang lainnya di US Navy Research and Development Center di
Washington D.C. Komputer generasi kedua menggantikan bahasa mesin dengan bahasa
assembly. Bahasa assembly adalah bahasa yang menggunakan singkatan-singakatan
untuk menggantikan kode biner.
Pada awal 1960-an,
mulai bermunculan komputer generasi kedua yang sukses di bidang bisnis, di
universitas, dan di pemerintahan. Komputer-komputer generasi kedua ini
merupakan komputer yang sepenuhnya menggunakan transistor. Mereka juga memiliki
komponen-komponen yang dapat diasosiasikan dengan komputer pada saat ini:
printer, penyimpanan dalam disket, memory, sistem operasi, dan program.
Generasi ketiga
Walaupun transistor
dalam banyak hal mengungguli tube vakum, namun transistor menghasilkan panas
yang cukup besar, yang dapat berpotensi merusak bagian-bagian internal
komputer. Batu kuarsa (quartz rock) menghilangkan masalah ini. Jack Kilby,
seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC:
integrated circuit) pada tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen
elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa.
Pada ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke
dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi
semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip. Kemajuan
komputer generasi ketiga lainnya adalah penggunaan sistem operasi (operating
system) yang memungkinkan mesin untuk menjalankan berbagai program yang berbeda
secara serentak dengan sebuah program utama yang memonitor dan mengkoordinasi
memori komputer.
Generasi keempat
Perkembangan yang
demikian memungkinkan orang-orang biasa untuk menggunakan komputer biasa.
Komputer tidak lagi menjadi dominasi perusahaan-perusahaan besar atau lembaga
pemerintah. Pada pertengahan tahun 1970-an, perakit komputer menawarkan produk
komputer mereka ke masyarakat umum. Komputer-komputer ini, yang disebut
minikomputer, dijual dengan paket peranti lunak yang mudah digunakan oleh
kalangan awam. Peranti lunak yang paling populer pada saat itu adalah program
word processing dan spreadsheet. Pada awal 1980-an, video game seperti Atari
2600 menarik perhatian konsumen pada komputer rumahan yang lebih canggih dan
dapat diprogram.
Pada tahun 1981, IBM
memperkenalkan penggunaan Personal Computer (PC) untuk penggunaan di rumah,
kantor, dan sekolah. Jumlah PC yang digunakan melonjak dari 2 juta unit pada
tahun 1981 menjadi 5,5 juta unit pada tahun 1982. Sepuluh tahun kemudian, 65
juta PC digunakan. Komputer melanjutkan evolusinya menuju ukuran yang lebih
kecil, dari komputer yang berada di atas meja (desktop computer) menjadi
komputer yang dapat dimasukkan ke dalam tas (laptop), atau bahkan komputer yang
dapat digenggam (palmtop).
Generasi kelima
Beberapa komputer dapat
menerima instruksi secara lisan dan mampu meniru nalar manusia. Kemampuan untuk
menterjemahkan bahasa asing juga menjadi mungkin. Fasilitas ini tampak
sederhana. Namun fasilitas tersebut menjadi jauh lebih rumit dari yang diduga
ketika programmer menyadari bahwa pengertian manusia sangat bergantung pada
konteks dan pengertian ketimbang sekadar menterjemahkan kata-kata secara
langsung.
Banyak kemajuan di
bidang desain komputer dan teknologi yang semakin memungkinkan pembuatan
komputer generasi kelima. Dua kemajuan rekayasa yang terutama adalah kemampuan
pemrosesan paralel, yang akan menggantikan model non Neumann. Model non Neumann
akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk
bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang
memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat
mempercepat kecepatan informasi.
refrensi :
Komentar
Posting Komentar