Arsitektur dan Organisasi Komputer

Transkripsi

1 Arsitektur dan Organisasi Komputer Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Oleh Nama : Sholahuddin Al-Ayubi NIM : Prodi : Teknik Informatika Kelas : 21 FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI UNIVERSITAS MERCUBUANA YOGYAKARTA 2015

2 DAFTAR ISI DAFTAR ISI Sejarah Perkembangan Prosesor Intel Generasi Pertama Generasi Kedua Generasi Ketiga Generasi Keempat Generasi Kelima Generasi Keenam Generasi Ketujuh Generasi Kedelalapan Generasi Corei Generasi Corei Generasi Corei Teknologi QuickPath Interconnect Intel Mengenal Lebih dalam tentang QPI Perbedaan FSB Antara QPI DAFTAR PUSTAKA Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 1

3 A. Sejarah Perkembangan Prosesor Intel Pertama kali, istilah prosesor diperkenalkan di tahun 70-an. Hal tersebut sangat berdampak pada implementasi CPU (Central Processing Unit) yang dipakai pada setiap PC yang beredar saat ini. Penggunaan prosesor pada PC sebagai pusat pemrosesan data membuat perangkat tersebut dikenal dengan istilah CPU. Intel merupakan salah suatu perusahaan mikroprosesor dan prosesor yang terkenal di dunia, dan produk-produknya pun banyak digunakan. Prosesor Intel terkenal akan teknologi-teknologi yang diterapkannya, seperti Dual Core dan lain-lain. Saat ini hampir semua notebook terbaru yang memakai prosesor Intel sudah mulai memakai keluarga Intel Core i, baik itu Core i3, i5 maupun i7. Ketiganya adalah pengganti resmi dari jajaran prosesor Intel Core2 (Core2 solo, duo maupun Quad). Saat pertama kali perusahaan Intel didirikan, Gordon Moore dan Robert Noyce awalnya mengusulkan gabungan nama mereka untuk dijadikan nama perusahaan: Moore Noyce. Namun mereka buru-buru mengurungkan niatnya menggunakan nama itu karena nama Moore Noyce seolah terdengar seperti more noise (lebih berisik), sebuah predikat buruk untuk kelas perangkat elektronik. Mereka kemudian menggunakan nama NM Electronics yang dipertahankan sebagai nama perusahaan dalam jangka waktu hampir setahun, kemudian Moore dan Noyce memutuskan untuk menggunakan sebutan INTegrated ELectronics atau disingkat menjadi Intel sebagai nama perusahaan. Apalah daya, ternyata nama Intel saat itu sudah lebih dahulu dipakai sebagai nama jaringan hotel di AS saat itu. Karena sudah terlanjur kesengsem dengan nama Intel, akhirnya Moore dan Noyce membeli merk Intel dari perusahaan perhotelan tersebut untuk menghindari tuntutan hukum. Intel resmi didirikan pada tanggal 18 Juli 1968, oleh perintis semikonduktor Robert Noyce dan Gordon Moore Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 2

4 Perkembangan Prosesor Intel Dari Tahun Ke Tahun: 1. Generasi Pertama (prosesor 8086 dan 8088). Processor 8086 (1978) merupakan CPU 16 bit pertama Intel yang menggunakan bus sistem 16 bit. Tetapi perangkat keras 16 bit seperti motherboard saat itu terlalu mahal, dimana komputer mikro 8 bit merupakan standart. Pada 1979 Intel merancang ulang CPU sehingga sesuai dengan perangkat keras 8 bit yang ada. PC pertama (1981) mempunyai CPU 8088 ini merupakan CPU 16 bit, tetapi hanya secara internal. Lebar bus data eksternal hanya 8 bit yang memberi kompatibelan dengan perangkat keras yang ada. Sesungguhnya 8088 merupakan CPU 16/8 bit. Secara logika prosesor ini dapat diberi nama 8086SX merupakan CPU pertama yang benar-benar 16 bit di keluarga ini. 2. Generasi Kedua (prosesor 80286). Pada tahun 1982, prosessor juga merupakan prosessor 16 bit. Prosessor ini mempunyai kemajuan yang relatif besar dibanding chip-chip generasi pertama. Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah. 286 menghasilkan kerja lebih banyak tiap tik clock daripada 8088/8086. Pada kecepatan awal (6 MHz) berunjuk kerja empat kali lebih baik dari 8086 pada 4.77 MHz. Belakangan diperkenalkan dengan kecepatan clock 8,10,dan 12 MHz yang digunakan pada IBM PC-AT (1984). Pembaharuan yang lain ialah kemampuan untuk bekerja pada protected mode/mode perlindungan mode kerja baru dengan 24 bit virtual address mode /mode pengalamatan virtual 24 bit, yang menegaskan arah perpindahan dari DOS ke Windows dan multitasking. Tetapi anda tidak dapat berganti dari protected kembali ke real mode / mode riil tanpa mere-boot PC, dan sistem operasi yang menggunakan hal ini hanyalah OS/2 saat itu. 3. Generasi Ketiga (prosesor DX). Pada 17 Oktober tahun 1985, merupakan CPU 32 bit pertama. Dari titik pandang PC DOS tradisional, bukan sebuah revolusi. 286 yang bagus bekerja secepat 386SX pertama-walaupun menerapkan mode 32 bit. Prosessor ini dapat mengalamati memori hingga 4 GB dan mempunyai cara pengalamatan yang lebih baik daripada bekerja pada kecepatan clock 16,20, dan 33 MHz. Belakangan Cyrix dan AMD membuat clones/tiruan-tiruan yang bekerja pada 40 MHz. 386 mengenalkan mode kerja baru disamping mode real dan protected pada 286. Mode baru itu disebut virtual 8086 Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 3

5 yang terbuka untuk multitasking karena CPU dapat membuat beberapa 8086 virtual di tiap lokasi memorinya sendiri-sendiri merupakan CPU pertama berunjuk kerja baik dengan Windows versi- versi awal. 4. Generasi Keempat (prosesor DX). Prosesor dikeluarkan 10 April 1989 dan bekerja dua kali lebih cepat dari pendahulunya. Hal ini dapat terjadi karena penanganan perintah-perintah x86 yang lebih cepat, lebih-lebih pada mode RISC. Pada saat yang sama kecepatan bus dinaikkan, tetapi 386DX dan 486DX merupakan chip 32 bit. Sesuatu yang baru dalam 486 ialah menjadikan satu math coprocessor/prosesor pembantu matematis. Sebelumnya, math co-processor yang harus dipasang merupakan chip 387 yang terpisah, 486 juga mempunyai cache L1 8 KB. 5. Generasi Kelima Prosesor Pentium Klasik P54C dan P55C. Chip ini dikembangkan oleh Intel dan dikeluarkan pada 22 Maret Prosessor Pentium merupakan super scalar, yang berarti prosessor ini dapat menjalankan lebih dari satu perintah tiap tik clock. Prosessor ini menangani dua perintah tiap tik, sebanding dengan dua buah 486 dalam satu chip. Terdapat perubahan yang besar dalam bus sistem : lebarnya lipat dua menjadi 64 bit dan kecepatannya meningkat menjadi 60 atau 66 MHz. Sejak itu, Intel memproduksi dua macam Pentium yang bekerja pada sistem bus 60 MHz (P90, P120, P150, dan P180) dan sisanya, bekerja pada 66 MHz(P100, P133,P166, dan P200). Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 4

6 6. Generasi Keenam Prosesor Pentium Pro. Pengembangan Pentium Pro dimulai 1991, di Oregon. Diperkenalkan pada 1 November, Pentium Pro merupakan prosessor RISC murni, dioptimasi untuk pemrosesan 32 bit pada Windows NT atau OS/2. Fitur yang baru ialah bahwa cache L2 yang menjadi satu Chip raksasa, dengan chip empat persegi panjang dan Socket-8nya. Unit CPU dan cache L2 merupakan unit yang terpisah di dalam chip ini. 7. Generasi Ketujuh Prosesor Pentium III, Celeron. Berdasarkan pada mikro arsitektur P6, merupakan media Intel MMX yang ditingkatkan dengan penyediaan Streaming SIMD Extensions. Diaman terdapat 70 instruksi baru yang memungkinkan penggambaran image tingkat lanjut, grafik 3D, audio dan video, dan pengenalan percakapan. Fitur barunya adalah processor serial number, yaitu suatu nomer elektronik yang ditambahkan ke setiap Processor Pentium III, yang dapat digunakan oleh departement IT untuk manajemen informasi/asset. Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 5

7 8. Generasi Kedelapan Prosesor Intel Core 2 Duo (Conroe, Conroe XE, Core i3, i5, i7). Processor generasi ke 8 adalah Core 2 Duo yang di luncurkan pada juli Processor ini memakai microprocessor dengan arsitektur x86. Arsitektur tersebut oleh Intel dinamakan dengan Intel Core Microarchitecture, di mana arsitektur tersebut menggantikan arsitektur lama dari Intel yang disebut dengan NetBurst sejak tahun 2000 yang lalu. Penggunaan Core 2 ini juga menandai era processor Intel yang baru, di mana brand Intel Pentium yang sudah digunakan sejak tahun 1993 diganti menjadi Intel Core. Pada desain kali ini Core 2 sangat berbeda dengan NetBurst. Pada NetBurst yang diaplikasikan dalam Pentium 4 dan Pentium D, Intel lebih mengedepankan clock speed yang sangat tinggi. Sedangkan pada arsitektur Core 2 yang baru tersebut, Intel lebih menekankan peningkatan dari fitur-fitur dari CPU tersebut, seperti cache size dan jumlah dari core yang ada dalam processor Core Core i3 terdapat dua tipe yang diluncurkan oleh Intel Core i3 ini, yaitu untuk desktop processor dan mobile processor (notebook). Terkadang, banyak orang salah paham akan pengertian dari embel-embel core i3, yang berarti memiliki 3 inti core (tergantung nilai di belakang huruf i). Itu semua salah besar. Core i hanyalah sebuah penamaan saja yang diberikan untuk pabrikan processor yang diluncurkan baru-baru ini. Sampai sekarang ini inti core paling banyak hanya baru sampai sebanyak 4 inti core untuk satu processor. Hanya saja semakin ditingkatkan peforma kecepatan frekuensinya dan juga memory cache-nya yang sudah mencapai L3 cache. Intel Core i3 untuk tipe desktop menggunakan microachitecture yang diberi codename Clarkdale, yang memilki L3 cache sebesar 4 Mb, dengan Thermal Design Power (TDP) sebesar 74 watt. Core i3 memiliki core processor sebanyak dua. Socket yang digunakan masih socket LGA 1156, sama dengan yang digunakan untuk processor Intel i5. Teknologi tambahan yang diinjeksikan pada processor Intel i3 ini adalah di dalam processornya sudah terdapat atau dengan kata lain sudah terintegrasi dengan GPU (Graphical Processing Unit). Jadi komputer akan tetap bisa menyala dan menghasilkan Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 6

8 gambar tanpa adanya VGA card. Dan bahkan mungkin bisa memainkan game-game 3D tanpa perlu kerja keras GPU dari VGA Card. 10. Intel Core i5 adalah seri value dari Core i7 yang akan berjalan di socket baru Intelyaitu socket LGA Core i5 akan dipasarkan dengan harga sekitar US$186.Kelebihan Core i5 ini adalah ditanamkannya fungsi chipset Northbridge pada inti prosesor (dikenal dengan nama MCH pada Motherboard). Maka motherboard Core i5 yang akan menggunakan chipset Intel P55 (dikelas mainstream) ini akan terlihat lowong tanpa kehadiran chipset northbridge. Jika Core i7 menggunakan Triple Channel DDR 3, maka di Core i5 hanya menggunakan Dual Channel DDR 3. Intel Core i5 juga memiliki kode nama lain, yaitu Clarkdale. Processor ini hanya memiliki 2 buah core di dalamnya. Speed yang dimiliki diantaranya 3.2 GHz sampai dengan 3.46 GHz, dengan dukungan terhadap Hyperthreading dan TurboBoost. Clarkdale memiliki L3 cache sebesar 4 MB, dan TDP yang diperlukan adalah 73 W. Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 7

9 11. Intel Core i7 sendiri merupakan prosesor pertama dengan teknologi Nehalem. Nehalem menggunakan platform baru yang betul-betul berbeda dengan generasi sebelumnya. Salah satunya adalah mengintegrasikan chipset MCH langsung di processor, bukan motherboard. Nehalem juga mengganti fungsi FSB menjadi QPI (Quick Path Interconnect)yang lebih revolusioner. Nama kode untuk Core i7 adalah Bloomfield. Prosesor Intel Core i7 diklaim dapat mempercepat proses komputasi untuk bermain game, edit video, dan melakukan aktivitas komputasi populer lainnya hingga 40 persen lebih cepat tanpa meningkatkan konsumsi energi. Intel mengklaim prosesor Core i7 ini merupakan keajaiban teknologi industri komputer yang meraih nilai 177 untuk tes SPECint_base_rate2006 yang mensimulasikan beberapa tugas untuk mengukur kecepatan prosesor. Prosesor Intel Core i7 ini mempunyai dua teknologi unggul yaitu Turbo Boost Intel dan Hyper-Threading Technology. Teknologi Turbo Boost Intel dengan transistor power gate berbagis teknologi proses manufaktur 45 nanometer, high-k metal gate, yang akan membuat kinerja komputer lebih cepat lagi dengan empat individual processing cores untuk aplikasi single dan multi threaded. Prosesor Intel Core i7 meningkatkan bandwidth memori lebih dari dua kali lipat dibandingkan platform prosesor Intel Extreme sehingga mampu mempercepat transfer bits dan bites baik keluar maupun masuk dari dan ke prosesor dengan Intel Quickpath Technology. Sedangkan Hyper-Threading Technology yang memungkinkan multiple computing threads untuk dapat bekerja secara simultan dan secara efektif memungkinkan prosesor melakukan dua hal secara bersamaan. Prosesor Core i7 dan Intel Desktop Board DX58SO Extreme Series yang berbasiskan Intel X58 Express Chipset akan dijual segera oleh beberapa perusahaan manufaktur computer. Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 8

10 B. Teknologi QuickPath Interconnect Intel Sejak awal, CPU Intel menggunakaneksternal bus yang dikenal dengan nama Front Side Bus (FSB), yang terbagiantara memory dan I/O request. Generasi selanjutnya dari CPU Intel memiliki memorycontroller tertanam (embed), yang menyediakan dua bus eksternal. Bus baru inibernama QuickPath Interconnect (QPI). Secara teknis, QPI sesungguhnya bukanlah bus, melainkan koneksipoint-to-point. Bus adalah satu set kawat (kabel) yang memungkinkan beberapakomponen terhubung pada saat yang bersamaan, sementara koneksi point-to-pointadalah jalur yang menghubungkan dua perangkat saja. Meski secara teknispenyebutan bus tidak tepat, dalam artikel kali ini kita akan tetapmenggunakannya semata-mata untuk memudahkan pemahaman. Mengenal lebih dalam tentang QPI QPI menyediakan dua jalur terpisah untuk komunikasi antara CPUdan chipset. Hal ini memungkinkan CPU untuk mengirimkan (menulis), dan menerima (membaca) data I/O pada saat yang bersamaan (secara paralel). Padaarsitektur tradisional yang menggunakan satu bus eksternal, operasi input danoutput tidak dapat dilakukan pada saat yang bersamaan. Setiap jalur mentransfer data 20-bitdalam satu waktu. Dari 20-bit ini, 16-bit digunakan untuk data, dan sisanya bit digunakan untuk mengoreksi kode yang disebut dengan CRC (CyclicalRedundancy Check), yang memungkinkan penerima (receiver) untuk memeriksakeutuhan data yang diterima. Versi pertama dari QPI bekerja dengan clock rate 3,2 GHz, yang mentransfer data dua per siklus (sebuahteknik yang disebut DDR, Double Data Rate). Hal ini membuat bus seolah-olahbekerja dengan clock rate 6,4 GHz (Intel menggunakan satuan GT/ s, yang berartigiga transfers per second). Karena 16-bit yang dikirim dalam satu waktu, secarateori terdapat transfer rate 12,8 GB/s pada setiap jalur (6,4 GHz x 16 bit/8). Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 9

11 Banyak orang mengatakan bahwa secarateori, QPI memiliki transfer rate maksimum 25,6 GB/s hanya denganmenjumlahkan transfer rate maksimum kedua jalur. Penyederhanaan seperti initentu saja tidak tepat; sama halnya dengan mengatakan bahwa laju maksimumkendaraan di jalan dalam kota adalah 80 km per jam, hanya karena terdapat duaarah jalan dengan batas kecepatan 40 km per jam di setiap arah. Perbedaan FSB Antara QPI Jadi, dibandingkan dengan FSB, QPImentransfer lebih sedikit bit per siklus, tetapi bekerja pada clock rate yangjauh lebih tinggi. Saat ini, FSB tercepat yang tersedia pada processor Inteladalah 1600 MHz (sebenarnya 400 MHz yang mentransfer empat data per siklus; QPIbekerja dengan clock delapan kali lebih tinggi), yang secara teori memilikitransfer rate maksimum 12,8 GB/s, sama seperti QPI. Meski demikian, QPImenawarkan 12,8 GB/s pada setiap arah, sementara FSB 1600 MHz menyediakanbandwidth untuk kedua operasi (membaca dan menulis), yang keduanya tidak dapatdijalankan pada saat yang bersamaan. Selain itu, karena FSB mentransfer keduamemory dan I/O request, selalu ada lebih banyak data yang ditransfer pada busini dibandingkan dengan QPI yang hanya membawa I/O request. Turun ke transmisi listrik, setiapbit yang ditransfer menggunakan pasangan diferensial pasangan (differentialpair). Jadi, untuk setiap bit digunakan dua kawat. QPI menggunakan total 84kabel (termasuk kedua jalur), yang kira-kira setengah jumlah kawat yangdigunakan pada FSB CPU Intel saat ini (150 kawat). Jadi, keuntungan ketiga dariqpi dibandingkan FSB adalah penggunaan kabel yang lebih sedikit. Keuntungan pertama dan kedua,seperti yang telah dijelaskan di bagian awal artikel ini, pertama adalah jalurdata yang terpisah untuk memory dan I/O request, dan kedua adalah pemisahan jalurdata untuk membaca dan menulis. Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 10

12 DAFTAR PUSTAKA Google. (Diakses 08 April 2015) Google. (Diakses 10 April 2015) Google. (Diakses 10 April 2015) Perkembangan Prosesor Intel dan Teknologi QuickPath Interconnect (QPI) Halaman 11