arsikom

Arsitektur & OrganisasiArsitektur & Organisasi KomputerKomputer

Evolusi dan Kinerja Evolusi dan Kinerja KomputerKomputer

Teknik Informatika Teknik Informatika Univ.Tama Jagakarsa Univ.Tama Jagakarsa ..

04/17/23 Arsitektur & Organisasi Komputer 1

TUJUANTUJUAN1. Menjelaskan tentang sejarah teknologi komputer2. Menjelaskan trend teknologi yang telah

membuatunjuk kerja yang menjadi fokus rancangan sistemkomputer

3. Meninjau bermacam-macam teknik dan strategi yangdigunakan untuk mencapai unjuk kerja yang seimbang dan efisien

4. Menjelaskan perkembangan pentium dan PowerPC


ENIAC – Latar belakangENIAC – Latar belakangElectronic Numerical Integrator And

ComputerEckert and MauchlyUniversity of PennsylvaniaPembuatan jarak dan tabel lintasan peluru

kendali senjata baruDimulai tahun 1943Selesai tahun 1946

◦ Too late for war effortDigunakan sampai tahun 1955

04/17/23 Teknik Digital 3

ENIAC - detailENIAC - detailDecimal (not binary)20 akumulator masing-masing

menampung 10digit desimal

Diprogram secara manual dengan switch18,000 tabung vakum30 tons15,000 meter persegi140 kW konsumsi dayanya5,000 operasi penambahan / detik


von Neumann/Turingvon Neumann/TuringMemori Utama, untuk menyimpan data

maupun instruksi.Arithmetic Logic Unit (ALU), untuk mengolah

data biner.Control Unit, untuk melakukan kontrol

terhadap instruksi–instruksi di dalam memori.I/O, untuk berinteraksi dengan lingkungan

luar.Princeton Institute for Advanced Studies

◦ IAS (Computer of Institute for Advanced Studies).Completed 1952


von Neumann/Turingvon Neumann/TuringAhli matematika : konsultan pembuatan

ENIAC1945 memperbaiki kelemahan ENIAC :

EDVACEDVAC (Electronic Discrete Variable

Computer)Konsep: stored-program concept1946 dipublikasikasikanDikenal :Komputer IAS (Computer of

Institute for Advanced Studies).


Struktur dari von NuemannStruktur dari von Nuemannmachinemachine


IAS - detailIAS - detail1000 lokasi penyimpanan x 40 bit

words◦Binary number◦2 x 20 bit instructions

Format Memori IAS


Struktur dari IAS - detailStruktur dari IAS - detail


ALU-IAS(Computer of Institute ALU-IAS(Computer of Institute for Advanced Studies)for Advanced Studies)Memory Buffer Register (MBR), berisi sebuah word

yang akan disimpan di dalam memori atau digunakan untuk menerima word dari memori.

Memory Address Register (MAR), untuk menentukan alamat word di memori untuk dituliskan dari MBR atau dibaca oleh MBR.

Instruction Register (IR), berisi instruksi 8 bit kode operasi yang akan dieksekusi.

Instruction Buffer Register (IBR), digunakan untuk penyimpanan sementara instruksi sebelah kanan word di dalam memori.

Program Counter (PC), berisi alamat pasangan instruksi berikutnya yang akan diambil dari memori.


ALU-IAS(Computer of Institute ALU-IAS(Computer of Institute for Advanced Studies)for Advanced Studies) Accumulator (AC) dan Multiplier Quotient (MQ), digunakan untuk

penyimpanan sementara operand dan hasil ALU. Misalnya, hasil perkalian 2 buah bilangan 40 bit adalah sebuah

bilangan 80 bit; 40 bit yang paling berarti (most significant bit) disimpan dalam AC dan 40 bit lainnya (least significant bit) disimpan dalam MQ.

IAS beroperasi secara berulang membentuk siklus instruksi. Komputer IAS memiliki 21 instruksi, yang dapat dikelompokkan seperti berikut ini :◦ Data tranfer, memindahkan data di antara memori dengan register – register ALU

atau antara dua register ALU sendiri.

◦ Unconditional branch, perintah – perintah eksekusi percabangan tanpa syarat tertentu.

◦ Conditional branch, perintah – perintah eksekusi percabangan yang memerlukan syarat tertentu agar dihasilkan suatu nilai dari percabangan tersebut.

◦ Arithmetic, kumpulan operasi – operasi yang dibentuk oleh ALU.

◦ Address Modify, instruksi – instruksi yang memungkinkan pengubahan alamat saat di komputasi sehingga memungkinkan fleksibilitas alamat yang tinggi pada program.


Komputer KomersialKomputer Komersial 1947 - Eckert-Mauchly mendirikan Eckert-

Mauchly Computer Corporation UNIVAC I (Universal Automatic Computer) UNIVAC I menjadi tulang punggung perhitungan

sensus di USA Tahun kelahiran industri komputer dengan

munculnya 2 buah perusahaan yang saat itu mendominasi pasar, yaitu Sperry dan IBM

Tahun 1950 diluncurkan UNIVAC II, karakteristik :◦ Lebih cepat◦ Memory lebih besar


IBMIBMPunched-card processing equipment1953 - the 701

◦IBM’s first stored program computer◦Scientific calculations

1955 - the 702◦Applikasi bisnis

Mengeluarkan seri 700/7000


TransistorsTransistorsPengganti tabung vakumLebih kecilLebih ringanDisipasi daya lebih rendahSolid State deviceTerbuat dari silikon Silicon (Sand)Ditemukan tahun 1947 di Lab.BellWilliam Shockley et al.


Konfigurasi IBM 7094Konfigurasi IBM 7094


Transistor Based ComputersTransistor Based ComputersMesin generasi keduaNCR & RCA membuat small

transistor machinesIBM 7000DEC - 1957

◦Dibuat PDP-1


MicroelectronicsMicroelectronicsLiterally - “small electronics”Komputer terbentuk dari kumpulan

gate,kumpulan memori dan interkoneksinya

Dapat dibuat dengan semikonduktorContoh : silicon wafer (wafer silikon)


Generasi dari KomputerGenerasi dari Komputer Tabung Vakum - 1946-1957 Transistor - 1958-1964 Small scale integration - 1965 on

Up to 100 devices on a chip Medium scale integration - to 1971

100-3,000 devices on a chip Large scale integration - 1971-1977

3,000 - 100,000 devices on a chip Very large scale integration - 1978 to date

100,000 - 100,000,000 devices on a chip Ultra large scale integration

Over 100,000,000 devices on a chip


Moore’s LawMoore’s Law Kepadatan komponendalam sebuah chip meningkat Gordon Moore - cofounder of Intel Jumlah transistor dalam chip menjadi dua kali lipat tiap

tahun Sejak 1970 perkembangan agak lambat Jumlah transitor menjadi 2 kali dalam sebuah chip

berkembang

tiap 18 bulan Harga dari chip rata-rata tetap / tidak berubah Higher packing density berarti jalur elektronik lebih pendek,

kemampuan makin meningkat Ukuran yang mengecil meningkatkan flexebilitas Mengurangi daya dan membutuhkan pendinginan Beberapa Interkoneksi meningkatkan reliabilitas


Grafik jumlah transistor dalam Grafik jumlah transistor dalam chips Pentiumchips Pentium


Seri IBM 360Seri IBM 360 1964 Set Instruksi Mirip atau Identik, dalam kelompok komputer ini

berbagai model yang dikeluarkan menggunakan set instruksi yang sama sehingga mendukung kompabilitas sistem maupun perangkat kerasnya.

Sistem Operasi Mirip atau Identik, ini merupakan feature yang menguntungkan konsumen sehingga apabila kebutuhan menuntut penggantian komputer tidak kesulitan dalam sistem operasinya karena sama.

Kecepatan yang meningkat, model – model yang ditawarkan mulai dari kecepatan rendah sampai kecepatan tinggi untuk penggunaan yang dapat disesuaikan konsumen sendiri.

Ukuran Memori yang lebih besar, semakin tinggi modelnya akan diperoleh semakin besar memori yang digunakan.

Harga yang meningkat, semakin tinggi modelnya maka harganya semakin mahal.


DEC PDP-8DEC PDP-8 1964 Minicomputer pertama kali (setelah miniskirt!) Tidak memerlukan air conditioned room Embedded applications & OEM Arsitektur PDP-8 sangat berbeda dengan IBM

terutama bagian sistem bus. Pada komputer ini menggunakan omnibus system

Sistem ini terdiri atas 96 buah lintasan sinyal yang terpisah, yang digunakan untuk membawa sinyal – sinyal kontrol, alamat maupun data

Arsitektur bus seperti PDP-8 ini nantinya digunakan oleh komputer – komputer modern


Struktur Bus DEC - PDP-8Struktur Bus DEC - PDP-8


Memori SemikonduktorMemori Semikonduktor1970FairchildSize of a single core

◦i.e. 1 bit of magnetic core storageHolds 256 bitsNon-destructive readMuch faster than coreCapacity approximately doubles

each year04/17/23 Teknik Digital 24

KesimpulanKesimpulan Sejarah singkat komputer dimulai dari

Tabung Vakum, Transistor, IC dan VLSI.

Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral.


Arsitektur & OrganisasiArsitektur & Organisasi

KomputerKomputer

BAB II BAB II Evolusi dan Kinerja Evolusi dan Kinerja Komputer LanjutanKomputer Lanjutan

Oleh :Oleh : GENTUR PRIGUNA S. MT,MM. GENTUR PRIGUNA S. MT,MM.


TujuanTujuan1. Menjelaskan tentang sejarah teknologi komputer2. Menjelaskan trend teknologi yang telah membuat

unjuk kerja yang menjadi fokus rancangan sistemkomputer

3. Meninjau bermacam-macam teknik dan strategi yangdigunakan untuk mencapai unjuk kerja yang seimbangdan efisien

4. Menjelaskan perkembangan pentium dan PowerPC


IntelIntel1971 - 4004

◦ Microprocessor pertama◦ Semua komponen CPU adalah single chip◦ 4 bit

Diikuti dengan munculnya 8008 tahun 1972◦ 8 bit◦ Mikroposessor dengan desain applikasi khusus

1974 - 8080◦ Intel adalah mikroprosessor dengan kegunaan

umum


Evolusi mikroprosesor IntelEvolusi mikroprosesor Intel


Peningakatan KecepatanPeningakatan KecepatanPipeliningOn board cacheOn board L1 & L2 cacheBranch predictionData Flow AnalisysSpeculative Execution


KemampuanKemampuanKecepatan prosessor meningkatKapasitas memori meningkatKecepatan memori tertinggal

dibandingkecepatan prosessor


Karakteristik DRAM danKarakteristik DRAM danProsessorProsessor


Penggunaan DRAMPenggunaan DRAM


Generasi PentiumGenerasi Pentium 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor

pertama keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan bus data ke memori juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan kemampuan pengalamatan16KB.

8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi. Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori 64KB.

80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan 133 instruksi.

80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada masa itu.


Generasi PentiumGenerasi Pentium 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada

teknologi cache memori dan pipelining instruksi. Sudah dilengkapi dengan math co-processor.

Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi secara paralel.

Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasi superscalar untuk proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori yang makin canggih.

Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi RISC.


Generasi PentiumGenerasi Pentium Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point untuk menangani grafis 3D.

Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia semakin canggih.

Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet

streaming, 128 interger register.04/17/23 Teknik Digital 36

PowerPCPowerPC Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM

pada komputer muni seri 801.

Seri pertama ini hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986.

Tahun 1990 IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang merupakan mesin RISC superskalar workstation.

Setelah ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur POWER


Power PCPower PCIBM menjalin kerja sama dengan

Motorolamenghasilkan mikroprosesor seri 6800

Apple menggunakan keping Motorola dalamMacintoshnya. Saat ini terdapat 4 kelompokPowerPC


Kelompok Power PCKelompok Power PC 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur

PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat. 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel.

Kelompok ini sama dengan seri 601 namun lebih murah untuk

keperluan efisien. 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer lowend

server dan komputer desktop. 620, ditujukan untuk penggunaan high-end server. Mesin

dengan arsitektur 64 bit. 740/750, seri dengan cache L2. G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan

8 instruksi paralel


Beberapa SolusiBeberapa Solusi Meningkatkan jumlah bits yang diterima tiap

proses◦ Make DRAM “wider” rather than “deeper”

Mengubah DRAM interface◦ Cache

Mengurangi frekuensi dari akses memori◦ More complex cache and cache on chip

Meningkatkan interconnection bandwidth◦ High speed buses◦ Hierarchy of buses


KesimpulanKesimpulan Pentium Intel mampu mendominasi

pasaran dan secara teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya.

PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers).


Soal - SoalSoal - Soal

1. Jelaskan struktur detail dari komputer IAS?

2. Jelaskan metode untuk mengatasi perbedaanperkembangan antara Processor dengan komponenkomputer lainnya?

3. Jelaskan perbedaan utama teknologi CISC dan RIS?


arsikom

Documents