Cara Kerja Mikroprosesor dan Keunggulan Mikroprosesor
Mikroprosesor adalah seragam chip IC atau lingkaran integral yang merangkum maslahat ikhtisar sari berpokok bagian pemrosesan pusat (CPU) komputer. Chip IC ini, yang bagian dalam tekanan suara Inggris disebut "microprocessor," menemukan mesin multiguna yang bisa diprogram menjelang meyakini keterangan digital seperti input, memprosesnya sepaham tambah perintah yang terpatri bagian dalam memorinya, dan membentuk output.
Mikroprosesor berisi angan-angan kombinasional dan angan-angan digital sekuensial yang menyala hadirat nilai dan emblem yang direpresentasikan bagian dalam susunan nilai biner. Dalam seragam IC mikroprosesor, terselip bagian aritmatika dan angan-angan (ALU), bagian kontrol, register, susunan bus, dan jam (clock) yang digunakan menjelang instansi komputasi. Mikroprosesor bisa dianggap seperti muslihat berpokok semua komputer, dedikasi itu bercorak laptop, desktop, maupun server.
Perkembangan mikroprosesor bisa ditelusuri berpokok hasil elemen IC oleh Fairchild Semiconductor hadirat hari 1959. Pada hari 1968, Gordan Moore (tubuh kimia), Robert Noyce (fisikawan), dan Andrew Grove (investor) memperbaiki perusahaan mencari jalan sendiri, yaitu Intel (Integrated Electronics), setelah menghapuskan selira berpokok Fairchild Semiconductor. Pada hari 1971, mencari jalan bertelur membuat mikroprosesor pertama, yaitu Intel 4004.
Diagram Blok Mikroprosesor pada Komputer
Sebuah mikroprosesor pada dasarnya terdiri dari unit aritmatika dan logika (ALU), satu set register dan unit kontrol. Berikut ini adalah diagram blok mikroprosesor komputer.
Cara Kerja Mikroprosesor
Dari diagram blok mikroprosesor di atas, dapat dilihat bahwa mikroprosesor pada dasarnya terdiri dari tiga bagian utama:
Unit logika aritmatika (ALU), tabel register, dan unit kontrol. Bagian ini terhubung ke bagian INPUT (keyboard, sensor) dan bagian OUTPUT (layar, printer, motor) dan bagian unit memori. Mikroprosesor mengeksekusi perintah atau instruksi dalam urutan berikut:
Search (menemukan atau mengambil perintah dan data yang kompleks), Decode (mendekode) dan Execute (menjalankan perintah).
Instruksi atau perintah pertama kali disimpan secara berurutan di unit penyimpanan. Mikroprosesor mengambil instruksi tersebut dari memori, menerjemahkannya, dan mengeksekusinya hingga mencapai perintah STOP atau STOP. Hasil eksekusi kemudian dikirim ke port OUTPUT dalam bentuk biner. Dalam proses tersebut terdapat table register yang menyimpan data sementara sedangkan ALU dari mikroprosesor digunakan untuk melakukan operasi perhitungan.
Istilah-istilah Umum yang Digunakan dalam Mikroprosesor
Berikut adalah beberapa istilah umum yang sering digunakan dalam mikroprosesor.
1. BUS
Bus adalah serangkaian konduktor yang digunakan untuk mengirimkan data, alamat atau informasi kontrol ke berbagai elemen mikroprosesor. Biasanya, mikroprosesor memiliki tiga jenis bus, yaitu bus data, bus kontrol, dan bus alamat. Prosesor 8-bit menggunakan bus 8-bit.
2. Kelompok Instruksi (Instruction Set)
Set instruksi, atau set instruksi, adalah kumpulan instruksi yang dapat dipahami oleh mikroprosesor. Grup perintah ini adalah antarmuka antara perangkat keras dan perangkat lunak (program). Misalnya, instruksi dapat mengarahkan prosesor untuk menyalakan transistor yang relevan untuk pemrosesan data. Misalnya, instruksi "ADD A,B" digunakan untuk menjumlahkan dua angka yang tersimpan di register A dan B.
3. Panjang Kata (Word Length)
Panjang kata adalah jumlah bit pada bus data internal prosesor, atau berapa banyak bit yang dapat ditangani prosesor sekaligus. Misalnya, prosesor 8-bit memiliki bus data 8-bit dan register 8-bit, dan masing-masing melakukan pemrosesan 8-bit. Untuk melakukan operasi pada bit yang lebih tinggi (32 bit atau 16 bit), mikroprosesor memecahnya menjadi serangkaian operasi 8-bit.
4. Cache Memory
Memori cache adalah memori akses acak yang terpasang di dalam prosesor. Ini memungkinkan prosesor untuk mengakses data yang di-cache lebih cepat daripada dari memori RAM standar. Memori cache juga dikenal sebagai memori CPU. Memori cache digunakan untuk menyimpan informasi atau instruksi yang sering diakses perangkat lunak atau program selama penggunaan. Ini meningkatkan kecepatan operasi secara keseluruhan.
5. Kecepatan Clock (Clock Speed)
Mikroprosesor menggunakan sinyal jam untuk mengontrol kecepatan eksekusi instruksi, untuk menyinkronkan komponen internal lainnya, dan untuk mengontrol transfer data di antara mereka. Kecepatan jam adalah kecepatan di mana mikroprosesor mengeksekusi instruksi. Kecepatan jam biasanya diukur dalam hertz dan dinyatakan dalam megahertz (MHz), gigahertz (GHz), dan sejenisnya.
Keunggulan-keunggulan Mikroprosesor
Berikut adalah beberapa keunggulan mikroprosesor.
1. Biaya Rendah
Mikroprosesor tersedia dengan harga murah karena dikemas dalam teknologi chip sirkuit terpadu (IC). Hal ini membuat biaya sistem komputer lebih rendah dan terjangkau.
2. Kecepatan Tinggi
Karena teknologi yang digunakan, chip mikroprosesor dapat beroperasi dengan kecepatan yang sangat tinggi. Mikroprosesor dapat menjalankan jutaan instruksi per detik.
3. Ukuran Kecil
Berkat teknologi integrasi yang sangat besar dan sangat besar, mikroprosesor dapat dibuat dalam ukuran yang sangat kecil, mengurangi ukuran keseluruhan sistem komputer.
4. Serba Guna
Mikroprosesor sangat fleksibel, chip yang sama dapat digunakan untuk beberapa aplikasi dengan mengubah program (instruksi disimpan di memori).
5. Konsumsi Daya Rendah
Mikroprosesor sering diproduksi menggunakan teknologi semikonduktor oksida logam (MOSFET) yang beroperasi dalam mode saturasi dan interupsi, sehingga konsumsi daya sangat rendah dibandingkan dengan teknologi lainnya.
6. Tidak Menghasilkan Panas Berlebihan
Mikroprosesor tidak menghasilkan panas yang berlebihan dibandingkan dengan perangkat tabung vakum.
7. Andal
Prosesor tersebut sangat andal dengan tingkat kesalahan yang sangat rendah karena penggunaan teknologi semikonduktor.
8. Portabel
Perangkat atau sistem komputer yang menggunakan mikroprosesor dapat bersifat portabel karena ukurannya yang kecil dan konsumsi daya yang rendah.
Mikroprosesor telah menjadi bagian integral dari dunia komputasi modern. Dengan kemampuan menggabungkan fungsi dasar prosesor komputer menjadi chip IC atau sirkuit terintegrasi, mikroprosesor mengubah wajah teknologi informasi dan mengantarkan revolusi digital. Dari evolusinya dari penemuan komponen microchip hingga pembuatan mikroprosesor pertama Intel, teknologi mikroprosesor terus berkembang pesat.
Dalam mikroprosesor terdapat berbagai komponen penting seperti ALU, controller, register, system bus dan clock yang bekerja sama untuk mengeksekusi instruksi dan mengolah data dengan efisiensi tinggi. Dengan keunggulan seperti biaya rendah, kecepatan tinggi, ukuran kecil dan portabilitas, mikroprosesor telah memungkinkan pengembangan sistem komputasi yang lebih fleksibel, efisien, dan terjangkau. Berkat teknologi mikroprosesor, kita dapat menikmati manfaatnya dalam berbagai aspek kehidupan kita, mulai dari laptop dan desktop hingga server yang mendukung infrastruktur lantai digital kita. Kecepatan, efisiensi, dan keserbagunaan mikroprosesor terus memberikan kontribusi besar bagi kemajuan teknologi dan mendorong inovasi yang semakin meningkat.
Dengan peningkatan berkelanjutan dalam kinerja dan evolusi teknologi mikroprosesor, masa depan komputasi dan teknologi informasi menjadi lebih cerah. Kita dapat mengharapkan mikroprosesor untuk terus menjadi tulang punggung pengembangan sistem komputasi yang lebih canggih, efisien, dan terhubung. Dengan cara ini, kita dapat menjelajahi dunia digital secara lebih luas dan memanfaatkan potensi teknologi untuk mencapai inovasi yang luar biasa.