Microprocessor Komponen Penting Dalam Motherboard – Mikroprosesor adalah prosesor komputer di mana logika dan kontrol pemrosesan data termasuk dalam satu sirkuit terintegrasi, atau sejumlah kecil sirkuit terintegrasi. Mikroprosesor adalah sirkuit terintegrasi digital multiguna, clock-driven, register-based, yang menerima data biner sebagai masukan, memprosesnya sesuai dengan instruksi yang disimpan dalam memorinya, dan memberikan hasil (juga dalam bentuk biner) sebagai keluaran. Mikroprosesor berisi logika kombinasional dan logika digital sekuensial. Mikroprosesor beroperasi pada angka dan simbol yang direpresentasikan dalam sistem bilangan biner.

Microprocessor Komponen Penting Dalam MotherboardMicroprocessor Komponen Penting Dalam Motherboard

tokyopc.org – Integrasi seluruh CPU ke satu atau beberapa sirkuit terintegrasi menggunakan Very-Large-Scale Integration (VLSI) sangat mengurangi biaya daya pemrosesan. Prosesor sirkuit terintegrasi diproduksi dalam jumlah besar dengan proses fabrikasi metal-oksida-semikonduktor (MOS) yang sangat otomatis, menghasilkan harga satuan yang relatif rendah.

Baca Juga : Sejarah Pengembangan TRS-80, Komputer Mikro Desktop

Prosesor chip tunggal meningkatkan keandalan karena lebih sedikit sambungan listrik yang dapat gagal. Ketika desain mikroprosesor membaik, biaya pembuatan chip (dengan komponen yang lebih kecil dibangun di atas chip semikonduktor dengan ukuran yang sama) umumnya tetap sama menurut hukum Rock.

Dilansir dari kompas.com, Sebelum mikroprosesor, komputer kecil telah dibangun menggunakan rak papan sirkuit dengan banyak sirkuit terpadu skala menengah dan kecil, biasanya tipe TTL. Mikroprosesor menggabungkan ini menjadi satu atau beberapa IC skala besar. Mikroprosesor pertama yang tersedia secara komersial adalah Intel 4004.

Peningkatan berkelanjutan dalam kapasitas mikroprosesor sejak itu membuat bentuk komputer lain hampir sepenuhnya usang (lihat sejarah perangkat keras komputasi), dengan satu atau lebih mikroprosesor digunakan dalam segala hal mulai dari sistem tertanam terkecil dan perangkat genggam hingga mainframe dan superkomputer terbesar.

Kompleksitas sirkuit terintegrasi dibatasi oleh batasan fisik pada jumlah transistor yang dapat dimasukkan ke dalam satu chip, jumlah terminasi paket yang dapat menghubungkan prosesor ke bagian lain dari sistem, jumlah interkoneksi yang memungkinkan untuk dibuat. pada chip, dan panas yang dapat dihilangkan chip tersebut. Kemajuan teknologi membuat chip yang lebih kompleks dan kuat dapat diproduksi.

Suatu mikroprosesor hipotetis minimun bisa jadi cuma melingkupi bagian akal sehat aritmatika( ALU), serta bagian akal sehat pengawasan. ALU melaksanakan enumerasi, penurunan, serta pembedahan semacam AND ataupun OR.

Tiap pembedahan ALU memutuskan satu ataupun lebih bendera dalam register status, yang membuktikan hasil pembedahan terakhir( angka nihil, nilai minus, bualan, ataupun yang lain). Akal sehat pengawasan mengutip isyarat instruksi dari ingatan serta mengawali antrean pembedahan yang dibutuhkan buat ALU buat melakukan instruksi. Isyarat pembedahan tunggal bisa pengaruhi banyak rute informasi orang, register, serta bagian lain dari prosesor.

Bersamaan perkembangan teknologi sirkuit berintegrasi, pembuatan prosesor yang terus menjadi lingkungan bisa dicoba dalam satu chip. Dimensi subjek informasi jadi lebih besar; membolehkan lebih banyak transistor pada suatu chip membolehkan dimensi tutur bertambah dari tutur 4 serta 8- bit sampai perkata 64- bit dikala ini.

Fitur bonus ditambahkan ke arsitektur prosesor; lebih banyak register on- chip memesatkan program, serta instruksi lingkungan bisa dipakai buat membuat program yang lebih singkat. Aritmatika floating- point, misalnya, kerapkali tidak ada pada mikroprosesor 8- bit, namun wajib dicoba dalam fitur lunak. Integrasi bagian floating- point, awal selaku sirkuit berintegrasi terpisah serta setelah itu selaku bagian dari chip mikroprosesor yang serupa, memesatkan kalkulasi floating- point.

Kadang-kadang, keterbatasan fisik sirkuit terintegrasi membuat praktik seperti pendekatan irisan bit diperlukan. Alih-alih memproses semua kata panjang pada satu sirkuit terintegrasi, beberapa sirkuit diproses secara paralel dalam subset setiap kata. Meskipun ini memerlukan logika ekstra untuk menangani, misalnya, membawa dan meluap dalam setiap irisan, hasilnya adalah sistem yang dapat menangani, misalnya, kata 32-bit menggunakan sirkuit terintegrasi dengan kapasitas masing-masing hanya untuk empat bit.

Keahlian buat menaruh transistor dalam jumlah besar pada satu chip buatnya pantas buat menggabungkan ingatan pada edisi yang serupa dengan prosesor. Cache CPU ini mempunyai kelebihan akses yang lebih kilat dari ingatan off- chip serta tingkatkan kecekatan pemrosesan sistem buat banyak aplikasi. Gelombang clock prosesor sudah bertambah lebih kilat dari kecekatan ingatan eksternal, jadi ingatan cache dibutuhkan bila prosesor tidak hendak ditunda oleh ingatan eksternal yang lebih lelet.

Pertimbangan kecepatan dan daya

Mikroprosesor dapat dipilih untuk berbagai aplikasi berdasarkan ukuran katanya, yang merupakan ukuran kerumitannya. Ukuran kata yang lebih panjang memungkinkan setiap siklus clock prosesor untuk melakukan lebih banyak komputasi, tetapi sesuai dengan sirkuit terintegrasi yang lebih besar secara fisik dengan konsumsi daya siaga dan pengoperasian yang lebih tinggi. Prosesor 4, 8, atau 12-bit diintegrasikan secara luas ke dalam sistem tertanam operasi mikrokontroler.

Jika suatu sistem diharapkan menangani volume data yang lebih besar atau memerlukan antarmuka pengguna yang lebih fleksibel, prosesor 16-, 32- atau 64-bit digunakan. Prosesor 8 atau 16-bit dapat dipilih di atas prosesor 32-bit untuk sistem pada chip atau aplikasi mikrokontroler yang memerlukan elektronik berdaya sangat rendah, atau merupakan bagian dari sirkuit terintegrasi sinyal campuran dengan on-chip yang peka terhadap kebisingan elektronik analog seperti konverter analog ke digital resolusi tinggi, atau keduanya.

Menjalankan aritmatika 32-bit pada chip 8-bit dapat menggunakan lebih banyak daya, karena chip tersebut harus menjalankan perangkat lunak dengan banyak instruksi.

Aplikasi yang disematkan

Ribuan item yang biasanya tidak berhubungan dengan komputer termasuk mikroprosesor. Ini termasuk peralatan rumah tangga, kendaraan (dan aksesorinya), perkakas dan instrumen uji, mainan, sakelar lampu / dimmer dan pemutus sirkuit listrik, alarm asap, kemasan baterai, dan komponen audio / visual hi-fi (dari pemutar DVD hingga turntable fonograf) .

Produk-produk seperti telepon seluler, sistem video DVD, dan sistem siaran HDTV pada dasarnya membutuhkan perangkat konsumen dengan mikroprosesor yang bertenaga dan berbiaya rendah. Standar pengendalian polusi yang semakin ketat secara efektif mengharuskan produsen mobil menggunakan sistem manajemen mesin mikroprosesor untuk memungkinkan pengendalian emisi yang optimal di berbagai kondisi pengoperasian mobil. Kontrol yang tidak dapat diprogram akan membutuhkan implementasi yang besar atau mahal untuk mencapai hasil yang mungkin dengan mikroprosesor.

Program kontrol mikroprosesor (perangkat lunak tertanam) dapat disesuaikan agar sesuai dengan kebutuhan lini produk, memungkinkan peningkatan kinerja dengan desain ulang produk yang minimal. Fitur unik dapat diimplementasikan dalam berbagai model lini produk dengan biaya produksi yang dapat diabaikan.

Kontrol mikroprosesor dari suatu sistem dapat memberikan strategi kontrol yang tidak praktis untuk diterapkan menggunakan kontrol elektromekanis atau kontrol elektronik yang dibuat khusus. Misalnya, sistem kontrol engine pembakaran internal dapat menyesuaikan waktu penyalaan berdasarkan kecepatan engine, beban, suhu, dan kecenderungan ketukan yang diamati — memungkinkan engine beroperasi pada berbagai tingkat bahan bakar.

Munculnya komputer berbiaya rendah pada sirkuit terintegrasi telah mengubah masyarakat modern. Mikroprosesor tujuan umum di komputer pribadi digunakan untuk komputasi, pengeditan teks, tampilan multimedia, dan komunikasi melalui Internet.

Banyak lagi mikroprosesor yang merupakan bagian dari sistem tertanam, memberikan kontrol digital atas berbagai objek mulai dari peralatan hingga mobil hingga telepon seluler dan kontrol proses industri. Mikroprosesor melakukan operasi biner berdasarkan Boolean Logic, dinamai menurut George Boole. Kemampuan mengoperasikan sistem komputer menggunakan Boolean Logic pertama kali dibuktikan dalam Tesis 1938 oleh Mahasiswa Magister Claude Shannon, yang kemudian menjadi Profesor. Shannon dianggap sebagai “Bapak Teori Informasi”.

Mikroprosesor berawal dari pengembangan MOSFET( transistor dampak area logam- oksida- semikonduktor, ataupun transistor MOS), yang awal kali didemonstrasikan oleh Mohamed Meter. Atalla serta Dawon Kahng dari Bell Labs pada tahun 1960. Menjajaki kemajuan MOS berintegrasi chip sirkuit pada dini 1960- an, chip MOS menggapai kepadatan transistor yang lebih besar serta bayaran penciptaan yang lebih kecil dari sirkuit berintegrasi bipolar pada tahun 1964.

Chip MOS terus menjadi bertambah dalam kerumitan pada tingkatan yang diprediksi oleh hukum Moore, yang membidik ke integrasi rasio besar( LSI) dengan ratusan transistor pada satu chip MOS pada akhir 1960- an. Aplikasi chip MOS LSI buat komputasi merupakan dasar dari mikroprosesor awal, sebab para insinyur mulai mengidentifikasi kalau prosesor pc yang komplit bisa ada pada sebagian chip MOS LSI. Para dalang di akhir 1960- an berupaya keras buat menggabungkan guna bagian pemrosesan pusat( CPU) pc ke sebagian chip MOS LSI, yang diucap chipset bagian mikroprosesor( MPU).

Mikroprosesor yang diproduksi secara komersial pertama adalah Intel 4004, dirilis sebagai chip MOS LSI tunggal pada tahun 1971. Mikroprosesor chip tunggal dimungkinkan dengan pengembangan teknologi gerbang silikon MOS (SGT). Transistor MOS paling awal memiliki gerbang logam aluminium, yang digantikan oleh fisikawan Italia Federico Faggin dengan gerbang selaras silikon untuk mengembangkan chip MOS gerbang silikon pertama di Fairchild Semiconductor pada tahun 1968.

Faggin kemudian bergabung dengan Intel dan menggunakan teknologi MOS gerbang silikonnya untuk mengembangkan 4004, bersama dengan Marcian Hoff, Stanley Mazor dan Masatoshi Shima pada tahun 1971. 4004 dirancang untuk Busicom, yang sebelumnya mengusulkan desain multi-chip pada tahun 1969, sebelumnya Tim Faggin di Intel mengubahnya menjadi desain chip tunggal yang baru. Intel memperkenalkan mikroprosesor komersial pertama, 4-bit Intel 4004, pada tahun 1971. Segera diikuti oleh mikroprosesor 8-bit Intel 8008 pada tahun 1972.

Penggunaan tertanam lainnya dari mikroprosesor 4-bit dan 8-bit, seperti terminal, printer, berbagai jenis otomatisasi, dll., Segera menyusul. Mikroprosesor 8-bit yang terjangkau dengan pengalamatan 16-bit juga menghasilkan mikrokomputer tujuan umum pertama dari pertengahan 1970-an.

Penggunaan pertama dari istilah “mikroprosesor” dikaitkan dengan Sistem Komputer Viatron yang menggambarkan sirkuit terintegrasi khusus yang digunakan dalam sistem komputer kecil System 21 mereka yang diumumkan pada tahun 1968.

Sejak awal 1970-an, peningkatan kapasitas mikroprosesor mengikuti hukum Moore; ini awalnya menyarankan bahwa jumlah komponen yang dapat dipasang ke chip berlipat ganda setiap tahun. Dengan teknologi saat ini, sebenarnya terjadi setiap dua tahun, dan akibatnya Moore kemudian mengubah periode tersebut menjadi dua tahun.

Proyek pertama

Proyek-proyek ini menghasilkan mikroprosesor pada waktu yang hampir bersamaan: Garrett AiResearch’s Central Air Data Computer (CADC) (1970), Texas Instruments ‘TMS 1802NC (September 1971) dan Intel 4004 (November 1971, berdasarkan desain Busicom 1969 sebelumnya). Bisa dibilang, mikroprosesor Four-Phase Systems AL1 juga dikirim pada tahun 1969.

Sistem Empat Fase AL1 (1969)

Sistem Empat-Fase AL1 adalah chip irisan 8-bit yang berisi delapan register dan ALU. Ini dirancang oleh Lee Boysel pada tahun 1969. Pada saat itu, ia merupakan bagian dari CPU 24-bit sembilan chip dengan tiga AL1, tetapi kemudian disebut mikroprosesor ketika, sebagai tanggapan atas litigasi tahun 1990-an oleh Texas Instruments, sebuah demonstrasi sistem dibangun di mana AL1 tunggal merupakan bagian dari sistem komputer demonstrasi ruang sidang, bersama dengan RAM, ROM, dan perangkat input-output.

Garrett AiResearch CADC (1970)

Pada tahun 1968, Garrett AiResearch (yang mempekerjakan desainer Ray Holt dan Steve Geller) diundang untuk memproduksi komputer digital untuk bersaing dengan sistem elektromekanis yang kemudian sedang dikembangkan untuk komputer kontrol penerbangan utama di pesawat tempur F-14 Tomcat Angkatan Laut AS yang baru. Desainnya selesai pada tahun 1970, dan menggunakan chipset berbasis MOS sebagai CPU inti.

Desainnya secara signifikan (kira-kira 20 kali) lebih kecil dan jauh lebih dapat diandalkan daripada sistem mekanis yang bersaing dengannya, dan digunakan di semua model Tomcat awal. Sistem ini berisi “multi-mikroprosesor paralel 20-bit, pipelined, paralel”. Angkatan Laut menolak untuk mengizinkan publikasi desain sampai tahun 1997. Dirilis pada tahun 1998, dokumentasi tentang CADC, dan chipset MP944, terkenal. Kisah otobiografi Ray Holt tentang desain dan pengembangan ini disajikan dalam buku: The Accidental Engineer.

Ray Holt lulus dari California Polytechnic University pada tahun 1968, dan memulai karir desain komputernya dengan CADC. Sejak awal, dokumen ini dirahasiakan hingga tahun 1998 ketika atas permintaan Holt, Angkatan Laut AS mengizinkan dokumen tersebut masuk ke domain publik. Holt telah mengklaim bahwa tidak ada yang membandingkan mikroprosesor ini dengan yang datang kemudian. Menurut Parab et al. (2007),

Makalah ilmiah dan literatur yang diterbitkan sekitar tahun 1971 mengungkapkan bahwa prosesor digital MP944 yang digunakan untuk pesawat F-14 Tomcat milik Angkatan Laut AS memenuhi syarat sebagai mikroprosesor pertama. Meskipun menarik, itu bukan prosesor satu chip, seperti juga bukan Intel 4004 – keduanya lebih seperti satu set blok penyusun paralel yang dapat Anda gunakan untuk membuat formulir untuk keperluan umum. Ini berisi CPU, RAM, ROM, dan dua chip pendukung lainnya seperti Intel 4004.

Itu dibuat dari teknologi saluran-P yang sama, dioperasikan dengan spesifikasi militer dan memiliki chip yang lebih besar – desain teknik komputer yang sangat baik menurut standar apa pun. Desainnya menunjukkan kemajuan besar atas Intel, dan dua tahun sebelumnya. Ini benar-benar berfungsi dan terbang di F-14 ketika Intel 4004 diumumkan. Ini menunjukkan bahwa tema industri saat ini dari arsitektur mikrokontroler DSP konvergen dimulai pada tahun 1971.

Konvergensi arsitektur DSP dan mikrokontroler ini dikenal sebagai pengontrol sinyal digital.

Pico / Umum

Instrumen

Pada tahun 1971, Pico Electronics and General Instrument (GI) memperkenalkan kolaborasi pertama mereka dalam IC, IC kalkulator chip tunggal lengkap untuk kalkulator Monroe / Litton Royal Digital III. Chip ini juga bisa dibilang mengklaim sebagai salah satu mikroprosesor atau mikrokontroler pertama yang memiliki ROM, RAM, dan set instruksi RISC pada chip. Tata letak untuk empat lapisan proses PMOS digambar tangan pada skala x500 pada film mylar, tugas penting pada saat itu mengingat kompleksitas chip.

Baca Juga : SYSPRO ERP Company Menyediakan Solusi Bisnis End-to-End dan Terintegrasi

Pico adalah hasil dari lima insinyur desain GI yang memiliki visi untuk membuat IC kalkulator chip tunggal. Mereka memiliki pengalaman desain sebelumnya yang signifikan pada beberapa chipset kalkulator dengan GI dan Marconi-Elliott. Anggota tim utama awalnya ditugaskan oleh Elliott Automation untuk membuat komputer 8-bit di MOS dan telah membantu mendirikan Laboratorium Riset MOS di Glenrothes, Skotlandia pada tahun 1967.

Kalkulator menjadi pasar tunggal terbesar untuk semikonduktor sehingga Pico dan GI kemudian meraih kesuksesan yang signifikan di pasar yang sedang berkembang ini. GI terus berinovasi dalam mikroprosesor dan mikrokontroler dengan produk termasuk CP1600, IOB1680 dan PIC1650. Pada tahun 1987, bisnis Mikroelektronika GI dikembangkan menjadi bisnis mikrokontroler Microchip PIC.