PENGERTIAN CPU
Di kalangan awam, CPU dimaknakan
sebagai seperangkat alat yang berada dalam satu kotak komputer. Namun dalam
makna sebenarnya, CPU (Central Processing Unit) adalah otak atau sumber dari
komputer yang mengatur dan memproses seluruh kerja komputer. CPU ini berbentuk
IC yang diberi nama sesuai dengan tipenya, misalnya 8088 untuk PC XT dan 80286
untuk PC AT,Pentium IV dan sebagainya.
FUNGSI CPU
Fungsi utama CPU adalah
menjalankan program-program yang disimpan di memori utama. Hal ini dilakukan
dengan cara mengambil instruksi-instruksi dari memori utama dan mengeksekusinya
satu persatu sesuai dengan alur perintah. Pekerjaan ini dilakukan dalam dua
tahapan yaitu membaca instruksi (fetch) dan melaksanakan instruksi tersebut
(execute). Proses membaca dan melaksanakan ini dilakukan berulang-ulang sampai
semua instruksi yang terdapat di memori utama dijalankan atau komputer
dimatikan. Proses ini dikenal juga sebagai siklus fetch-eksekusi.
Sebagai contoh, saat seseorang
mengetik huruf R di keyboard, maka CPU akan mengolah perintah tersebut menjadi
perintah untuk menampilkan huruf R di desktop, demikian terus pada setiap
pengetikan. Demikian pula saat save, convert,
scan dan lain sebagainya aktifitas kerja yang dilakukan.
1. Siklus fetch-eksekusi bisa
dijelaskan sebagai berikut
- Di awal setiap siklus, CPU akan membaca dari memori utama,
- sebuah register, yang disebut Program Counter (PC), akan mengawasi dan menghitung instruksi selanjutnya,
- ketika CPU membaca sebuah instruksi, Program Counter akan menambah satu hitungannya,
- lalu instruksi-instruksi yang dibaca tersebut akan dimuat dalam suatu register yang disebut register instruksi (IR), dan akhirnya
- CPU akan melakukan interpretasi terhadap instruksi yang disimpan dalam bentuk kode binari, dan melakukan aksi yang sesuai dengan instruksi tersebut
2. Siklus Intruksi
- Instruction Addess Calculation (IAC), yaitu mengkalkulasi atau menentukan alamat instruksi berikutnya yang akan dieksekusi. Biasanya melibatkan penambahan bilangan tetap ke alamat instruksi sebelumnya. Misalnya, bila panjang setiap instruksi 16 bit padahal memori memiliki panjang 8 bit, maka tambahkan 2 ke alamat sebelumnya.
- Instruction Fetch (IF), yaitu membaca atau pengambil instruksi dari lokasi memorinya ke CPU.
- Instruction Operation Decoding (IOD), yaitu menganalisa instruksi untuk menentukan jenis operasi yang akan dibentuk dan operand yang akan digunakan.
- Operand Address Calculation (OAC), yaitu menentukan alamat operand, hal ini dilakukan apabila melibatkan referensi operand pada memori.
- Operand Fetch (OF), adalah mengambil operand dari memori atau dari modul I/O.
- Data Operation (DO), yaitu membentuk operasi yang diperintahkan dalam instruksi.
- Operand store (OS), yaitu menyimpan hasil eksekusi ke dalam memori
Sub Siklus Intruksi
- Fetch : membaca instruksi berikutnya dari memori ke dalam CPU
- Execute : menginterpretasikan opcode dan melakukan operasi yang diindikasikan
- Interrupt : Apabila interrupt diaktifkan dan interrupt telah terjadi, simpan status proses saat itu dan layani interrupt.
3. Aksi – Aksi CPU
- CPU Memori, perpindahan data dari CPU ke memori dan sebaliknya
- CPU – I/0, perpindahan data dari CPU ke modul I/0 dan sebaliknya
- Pengolahan Data, CPU membentuk sejumlah operasi aritmatika dan logika terhadap data
- Kontrol, merupakan instruksi untuk pengontrolan fungsi atau kerja. Misalnya instruksi pengubahan urusan eksekusi
KOMPONEN CPU
1. Control Unit :
- Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.
- Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
- Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
- Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.
- Menyimpan hasil proses ke memori utama.
2. ALU (Arithmatic and Logic Unit) :
- Tugas utama : melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program.
- ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.
- Tugas lainnya adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program.
- Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (¹ ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (³ ).
3. Register :
- Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama.
4. Array Processor :
- Untuk mempercepat proses biasanya dipergunakan unit tambahan yang disebut dengan array processor atau co-processor.
- Unit ini terpisah dari unit lainnya yang dapat ditambahkan pada pemroses utamanya.
- Dengan perkembangan teknologi sekarang, unit pemroses tambahan ini sudah tidak diperlukan lagi karena pemroses mikro yang ada sudah mampu menangani perhitungan dengan kemampuan dan kecepatan yang sangat tinggi.
- Teknologi pemroses tambahan ini diperlukan untuk komputer-komputer mikro lama, misalnya yang masih menggunakan pemroses utama seri 8088 hingga 80486.
5. BUS :
- Bus merupakan suatu sirkuit yang merupakan jalur transportasi informasi antara dua atau alat-alat dalam sistem komputer.
- Bus yang menghubungkan antara CPU dengan memori utama disebut dengan internal bus, sedang yang menghubungkan CPU dengan alat-alat I/O disebut external bus.
CARA KERJA CPU
CPU akan bekerja jika ada masukan
data atau instruksi. Pertama kali yaitu ketika kita memasukkan data
melalui Input Device (contoh Mouse, keyboard) mengirim data ke MAIN
STORAGE seperti RAM (Random Access Memory). Di dalam RAM instruksi dikirim
ke Control Unit. Dalam Proses Instruksi, ALU mulai bekerja karena ALU adalah
instruksi itu tetapi dengan kecepatan tinggi ALU memproses. Setelah ALU selesai
Memproses data dan data cocok kemudian dikirim ke Control Unit. Dalam Control
Unit akan mengeluarkan sinyal operasi kerja yang akan dsebarkan ke seluruh
perangkat keras. Hasil dari Proses operasi ini akan ditampilkan ke dalam Output
Device (seperti Monitor, printer.)
Data bisa diambil dari instruksi dari input device bisa juga melalui AUXILIARY STORAGE (penyimapan tambahan seprti Hardisk) tetapi sebelum mengambil data dari auxiliary storage akan ada instruksi dari input device kepada ke Main Storage untuk mengambil data dari auxiliary storage (seperti hardisk). Setelah data berhasil diambil maka data tersebut dikriim ke Control Unit melewati proses ALU, jika dikehendaki dan oke data dikirim ke Control Unit. Control Unit akan menyebar data instruksi tersebut.
KECEPATAN KERJA CPU
CPU sangat berpengaruh pada
kecepatan komputer, semakin cepat kemampuan CPU dalam memproses perintah maka
semakin cepat kinerja komputer dalam melakukannya. CPU tidak memiliki ukuran
penyimpanan, tapi memiliki ukuran kecepatan proses berdasarkan rentang waktu yang
disebut clock speed. Clock speed diukur dengan satuan hertz (hz). Pada saat ini
sudah samapai pada megahertz (Mhz) bahkan gigahertz (Ghz). Satu Mhz dapat berarti
kemampuan menyelesaikan satu juta siklus proses per detiknya. Prakteknya, Satuan
pengukur waktu dalam proses digital yang disebut dengan clock akan
berdetak untuk tiap-tiap siklus yang dilakukan, misalnya CPU 16 Mhz berarti
clock akan berdetak sebanyak 16 juta kali tiap detiknya.
TYPE CPU
Untuk type/jenis CPU dikenal
istilah Core. Ada Single-Core, Dual-Core, Quad-Core, Hexa-Core dan sekarang
sudah ada yang sampai Okta-Core.
Core merupakan inti dari CPU atau bisa disebut pusat pengolahan pada CPU. Jadi jika CPU dengan type Single-Core artinya otak/inti yang ada pada CPU itu hanya satu. Dual-Core artinya pada satu CPU memiliki dua inti/otak atau pusat pengolahan. Quad-Core artinya pada satu CPU memiliki empat inti/otak atau pusat pengolahan. Hexa-Core dan Okta-Core juga sama, untuk Hexa memiliki enam inti, sedangkan untuk Okta miliki delapan inti.
Bila menggunakan single core, untuk meningkatkan kecepatan kerja dan jumlah kerja yang lebih, maka dinaikkan clock speednya. Kenaikan clock speed ini berefek kenaikan panas. Cara lain untuk menaikkan kecepatan kerja adalah menggunakan beberapa core dengan clock speed yang lebih rendah. Dengan beberapa core, maka pekerjaan dibagi kepada core-core tersebut. Logikanya adalah melakukan pengiriman bolak-balik dengan satu mobil berkecepatan tinggi atau dengan beberapa mobil yang dengan kecepatan yang lebih lambat tapi satu kali jalan bersama-sama. Bila dibanding, seakan single core 16 MHz setara dengan double core yang masing-masing 8 MHz.
Kebaikan dalam penggunaan core
ini tergantung kepada kebutuhan kerja. Untuk yang menggunakan komputer hanya
untuk satu pekerjaan, seperti mengetik saja, maka cukup dengan single core.
Namun untuk yang melakukan banyak pekerjaan sekaligus, seperti dalam waktu
relatif bersamaan melakukan aktifitas mengetik, nyetel musik, buka tab
internet, maka lebih baik menggunakan core yang lebih banyak, agar kerja
terbagi kepada beberapa core. Satu pekerjaan cukup oleh satu orang. Beberapa
pekerjaan sekaligus selayaknya dikerjakan oleh beberapa orang.
Semoga berkah dan bermanfaat
