Makalah Arsitektur Komputer dan Organisasi Komputer KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusun dapat menyusun makalah ini tepat pada waktunya. Makalah ini membahas Arsitektur dan Organisasi Komputer Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan hambatan akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa teratasi. Olehnya itu, penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan makalah ini, semoga bantuannya mendapat balasan yang setimpal dari Tuhan Yang Maha Esa. Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Kritik konstruktif dari pembaca sangat penyusun harapkan untuk penyempurnaan makalah selanjutnya. Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada kita sekalian. Cirebon, Januari 2015 Penyusun, DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ……………………………………………………………..……. 1 DAFTAR ISI …………………………………………………………………………..… 2 BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………………..……… 3 Latar belakang ………………………………………………………………..……..… 3 Tujuan Dan Manfaat …………………………………………………..…………..… 4 BAB II PEMBAHASAN ……………………………………………….…………….… 4 Pengantar Organisasi Komputer ……………..……………………………….. 4 Komputer ………………….…………………………………..…… 4 Organisasi Komputer ……………. .…………………………….…… 4 Struktu Dan Fungsi Utama Komputer……………………………..…… 5 Evoluasi dan kinerja komputer……….…………………..………………….……. 6 sejarah Singkat Komputer…………………….…………………..…… 6 Unik Masukan Dan Keluaran…………………..………………….………….. 9 Sistem Masukan & Keluaran Komputer…….…………………….…..… 9 Fungsi Modul I/O……………. .…………………………………..…… 9 Memori……………………………………………….…..…………………………. 12 Operasi sel memori…….………………………………..……………..…… 12 Memori Utama Semikonduktor………. .……………………..………… 12 Jenis Memori Random Akses…….………………..……………….….… 14 Cache Memori……………..…. .……………………………..……… 14 Kapasitas Cache……………. .………………………………………..… 14 Pipeline……………………………………………….…..…………………..….…. 15 Pipeline …….…………………………………….…………..…..… 16 Keuntungan Dari Pipeline……. .……………………………….…………. 16 Kerugian Dari Pipeline…….…………………..…………………………… 16 Kesulitan Dalam Pipeline………………………………….…………….. 17 BAB III PENUTUP ………………………………………………………………………… 19 Kesimpulan …………………………………….……………..………… 18 BAB I PENDAHULUAN 1. Latar Belakang Organisasi Komputer membahas bagaimana semua fungsi-fungsi computer tersebut dapat diimplementasikan. Jadi, Organisasi Komputer membahas hal-hal yang berkaitan dengan unit-unit operasional dan interkoneksinya yang mereliasasikan spesifikasi arsitektural. Dengan kata lain, organisasi computer membahas masalah-masalah yang berkaitan dengan struktur computer. Sebagai contoh apakah suatu computer yang memiliki instruksi perkalian merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah persoalan organisasional Dimana instruksi itu akan diimplementasikan dengan unit pengali khusus atau dengan dengan suatu mekanisme yang menggunakan pengulangan dari penambahan unit system merupakan hal organisasional. Kepustusan organisasional mungkin didasarkan pada frekuensi antisipasi dari penggunaan intruksi perkalian, kecepatan relative dari dua buah pendekatan dan harga, serta ukuran fisik dari unit perkalian khusus. Dalam kelompok komputer yang disebut mikro kontroler, hubungan antara arsitektur dan organisasi sangat erat. Perubahan teknologi tidak hanya mempengaruhi organisasi tetapi juga membawa dampak dalam pengenalan kekuatan dan arsitektur yang lebih kompleks. Biasannyam ada kekurangan uang diharapkan kompatibelitas dari generasi ke generasi pada mesin yanglebih ada ketergantungan antara keputusan organisasi dan rancangan arsitektur. Arsitektur dan organisasi komputer adalah salah satu mata kuliah yang bertujuan memberikan dasar pengetahuan arsitektur dan organisasi komputer kepada mahasiswa, yang meliputi arsitektur komputer dasar dan perkembangannya. Makalah dengan tema arsitektur dan organisasi komputer ini ditulis untuk memenuhi tugas pada mata kuliah Arsitektur dan Organisasi Komputer. Makalah ini kami beri judul Arkom Arsitektur komputer dan Orkom Organisasi Komputer. Tujuan Dan Manfaat Tujuan dan manfaat dari penulisan ini adalah Memberikan pengalaman kepada penyusun untuk menerapkan dan memperluas wawasan penerapan teori dan pengetahuan yang telah diterima di dalam perkuliahan pada kegiatan nyata. Meningkatkan kinerja dan pola pikir penyusun. BAB II PEMBAHASAN PENGANTAR ORGANISASI KOMPUTER Makalah ini membahas tentang struktur dan fungsi komputer. Setelah mempelajari buku ini diharapkan dapat memahami sifat dan karakteristik sistem-sistem komputer yang berkembang saat ini. Tantangan yang dihadapi adalah adanya bermacam-macam adanya perkembangan yang pesat dibidang komputer, namun demikian konsep dasar organisasi komputer telahdigunakan secara konsisten secara menyeluruh. Buku ini bermaksud untuk memberikan bahasan lengkap dan mudah tentang dasar-dasar organisasi komputer. Komputer Komputer adalah sebuah mesin hitung elektronik yang secara cepat menerima informasi masukan digital dan mengolah informasi tersebut menurut seperangkat instruksi yang tersimpan dalam komputer tersebut dan menghasilkan keluaran informasi yang dihasilkan setelah diolah. Daftar perintah tersebut dinamakan program komputer dan unit penyimpanannya adalah memori komputer. Dalam bentuk yang paling sederhana komputer terdiri dari lima bagian utama yang mempunyai fungsi sendiri-sendiri. Organisasi Komputer Organisasi Komputer adalah bagian yang terkait erat dengan unit-unit operasional dan interkoneksi antar komponen penyusun sistem komputer dalam merealisasikan aspek arsitekturalnya. Contoh aspek organisasional adalah teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol. Arsitektur Komputer lebih cenderung pada kajian atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer. Contohnya, set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O. Sebagai contoh apakah suatu komputer perlu memiliki instruksi pengalamatan pada memori merupakan masalah rancangan arsitektural. Apakah instruksi pengalamatan akan diimplementasikan secara langsung ataukah melalui mekanisme cache adalah kajian organisasional v perbedaan utama Organisasi Komputer Bagian yang terkait erat dengan unit-unit operasional Contoh teknologi hardware, perangkat antarmuka, teknologi memori, sistem memori, dan sinyal-sinyal kontrol Arsitektur Komputer atribut-atribut sistem komputer yang terkait dengan seorang programmer Contoh set instruksi, aritmetika yang digunakan, teknik pengalamatan, mekanisme I/O Struktu dan fungsi utama komputer Struktur computer Komputer adalah sebuah sistem yang berinteraksi dengan cara tertentu dengan dunia luar. Interaksi dengan dunia luar dilakukan melalui perangkat peripheral dan saluran komunikasi. Dalam buku ini akan banyak dikaji seputar struktur internal komputer. v Central Processing Unit CPU, berfungsi sebagai pengontrol operasi komputer dan pusat pengolahan fungsi – fungsi komputer. Kesepakatan, CPU cukup disebut sebagai processor prosesor saja. v Memori Utama, berfungsi sebagai penyimpan data. v /O, berfungsi memindahkan data ke lingkungan luar atau perangkat lainnya. v System Interconnection, merupakan sistem yang menghubungkan CPU, memori utama dan I/O. EVOLUASI DAN KINERJA KOMPUTER Dalam bab ini mula-mula akan dibahas tentang sejarah singkat komputer karena beberapa diantaranya merupakan dasar dari perkembangan komputer saat ini. Kemudian dibahas mengenai bermacam-macam teknik dan strategi yang digunakan untuk mencapai kinerja yang se imbang dan effesien. Terakhir akan dibahas evolusi dua system yang sangat penting pada komputer saat ini yaitu Pentium dan PowerPC. Sejarah Singkat Komputer Pertama Tabung Vakum 1945 – 1955 ENIAC ENIAC Electronic Numerical Integrator And Computer, pada tahun 1946 dirancang dan dibuat oleh John Mauchly dan John Presper Eckert di Universitas Pennsylvania merupakan komputer digital elektronik untuk kebutuhan umum pertama di dunia. ENIAC dibuat di bawah lembaga Army’s Ballistics Research Laboratory BRL. Sebuah badan yang bertanggung jawab dalam pembuatan jarak dan tabel lintasan peluru kendali senjata baru. Sebelumnya tugas ini dilakukan oleh kurang lebih 200 personil dengan menggunakan kalkulator untuk menyelesaikan persamaan matematis peluru kendali yang memakan waktu lama. ENIAC mempunyai berat 30 ton, bervolume kaki persegi, dan berisi lebih dari tabung vakum. Daya listrik yang dibutuhkan sebesar 140 operasi penambahan per detik. ENIAC masih merupakanmesin desimal, representasi data bilangan dalam bentuk desimal dan arimetiknya dibuat dalam bentuk desimal. Memorinya terdiri atas20 akumulator, yang masingmasing akumulatornya mampu menampung 10 digit desimal. Setiap digit direpresentasikan oleh cincin yang terdiri atas 10 buah tabung vakum. Kekurangan utama mesin ini adalah masih manual pemrogramannya, yaitu dengan menyetel switch – switch, memasang dan menanggalkan kabel – kabelnya. ENIAC selesai pada tahun 1946 sejak proposal diajukan tahun 1943, sehingga tahun 1946 merupakan gerbang bagi zaman baru komputer elektronik. Generasi Kedua Transistor 1955 – 1965 Sejak pesatnya teknologi semikonduktor hingga menghasilkan komponen transistor membawa perubahan besar pada dunia komputer. Komputer era ini tidak lagi menggunakan tabung vakum yang memerlukan daya operasional besar, tabung – tabung itu digantikan komponen kecil bernama transistor. Konsumsi daya listrik amat kecil dan bentuknyapun relatif kecil. Transistor ditemukan di Bell Labs pada tahun 1947 dan tahun 1950 telah meluncurkan revolusi elektronika modern. IBM sebagai perusahaan pertama yang meluncurkan produk komputer dengan transistor sehingga tetap mendominasi pangsa pasar komputer. NCR dan RCA adalah perusahaan yang mengembangkan komputer berukuran kecil saat itu, kemudian diikutiIBM dengan mengeluarkan seri 7000-nya. Dengan adanya transistor membuat hardware komputer saat itu makin cepat prosesnya,Generasi dua ini juga terdapat perubahan perkembangan pada ALU yang makin kompleks, lahirnya bahasa pemrograman tingkat tinggi maupun tersedianya software sistem operasi. Generasi kedua juga ditandai munculnya Digital Equipment Corporation DEC tahun 1957 dan meluncurkan komputer pertamanya, yaitu PDP 1. Komputer ini sangat penting bagi perkembangan komputer generasi ketiga. Generasi Ketiga Integrated Circuits 1965 – 1980 Pada tahun 1958 terjadi revolusi elektronika kembali, yaitu ditemukannya integrated circuit IC yang merupakan penggabungan komponen – komponen elektronika dalam suatu paket. Dengan ditemukan IC ini semakin mempercepat proses komputer, kapasitas memori makin besar dan bentuknya semakin kecil. IBM System/360 Tahun 1964 dikeluarkan IBM System/360 yang telah menggunakan teknologi IC. Dalam satu dekade IBM menguasai 70% pasaran komputer. Sistem 360 merupakan kelompok komputer pertama yang terencana. Banyak model dalam arsitektur 360 ini dan saling kompatibel. Hal ini sangat menguntungkan konsumen, karena konsumen dapat menyesuaikan dengan kebutuhan maupun harganya. Pengembangan upgrading dimungkinkan dalam komputer ini. Karakteristik komputer kelompok ini adalah 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. Generasi Keempat Very Large Scale Integration 1980 – ???? Era keempat perkembangan genarasi komputer ditandai adanya VLSI. Paket VLSI dapat menampung komponen lebih per kepingnya dengan kecepatan operasi mencapai 100juta operasi per detiknya. masa – masa ini diawali peluncuran mikroprosesor Intel seri 4004. Mikroprosesor 4004 dapat menambahkan dua bilangan 4 bit dan hanya dapat mengalikan dengan cara pengulangan penambahan. memang masih primitif, namun mikroprosesor ini tonggak perkembangan mikroprosesor mikroprosesor canggih saat ini. Tidak ada ukuran pasti dalam melihatmikroprosesor, namun ukuran terbaik adalah lebar bus data jumlah bit data yang dapat dikirim -diterima mikroprosesor. Ukuran lain adalah jumlah bit dalam register. Tahun 1972 diperkenalkan dengan mikroprosesor 8008 yang merupakan mikroprosesor8 bit. Mikroprosesor ini lebih kompleks instruksinya tetapi lebihcepat prosesnya dari pendahulunya. Kemudian Bells dan HP menciptakan mikroprosesor 32 bit pada 1981, sedangkan Intel baru mengeluarkan tahun 1985 dengan mikroprosesor 80386. UNIT MASUKAN DAN KELUARAN Sistem komputer memiliki tiga komponen utama, yaitu CPU, memori primer dan sekunder, dan peralatan masukan/keluaran I/O devices seperti printer, monitor, keyboard, mouse, dan modem. Beberapa bab sebelumnya telah membahas CPU dan memori, sekarang akan kita jelaskan tentang peralatan atau modul I/O pada bab ini. Modul I/O merupakan peralatan antarmuka interface bagi sistem bus atau switch sentral dan mengontrol satu atau lebih perangkat peripheral. Modul I/O tidak hanya sekedar modul penghubung, tetapi sebuah piranti yang berisi logika dalam melakukan fungsi komunikasi antara peripheral dan bus komputer. Ada beberapa alasan kenapa piranti – piranti tidak langsung dihubungkan dengan bus sistem komputer, yaitu Bervariasinya metode operasi piranti peripheral, sehingga tidak praktis apabila sistem komputer herus menangani berbagai macam sisem operasi piranti peripheral tersebut. Kecepatan transfer data piranti peripheral umumnya lebih lambat dari pada laju transfer data pada CPU maupun memori. Format data dan panjang data pada piranti peripheral seringkali berbeda dengan CPU, sehingga perlu modul untuk menselaraskannya. Dari beberapa alasan diatas, modul I/O memiliki dua buah fungsi utama, yaitu ü Sebagai piranti antarmuka ke CPU dan memori melalui bus sistem. ü Sebagai piranti antarmuka dengan peralatan peripheral lainnya dengan menggunakan link data terten tu. Sistem Masukan & Keluaran Komputer Bagaimana modul I/O dapat menjalankan tugasnya, yaitu menjembatani CPU dan memori dengan dunia luar merupakan hal yang terpenting untuk kita ketahui. Inti mempelajari sistem I/O suatu komputer adalah mengetahui fungsi dan struktur modul I/O. Fungsi Modul I/O Modul I/O adalah suatu komponen dalam sistem komputer yang bertanggung jawab atas pengontrolan sebuah perangkat luar atau lebih dan bertanggung jawab pula dalam pertukaran data antara perangkat luar tersebut dengan memori utama ataupun dengan register – register CPU. Dalam mewujudkan hal ini, diperlukan antarmuka internal dengan komputer cpu CPU dan memori utama dan antarmuka dengan perangkat eksternalnya untuk menjalankan fungsi-fungsi pengontrolan Fungsi dalam menjalankan tugas bagi modul I/O dapat dibagi menjadi beberapa katagori, yaitu Kontrol dan pewaktuan. Komunikasi CPU. Komunikasi perangkat eksternal. Pem-buffer-an data. Deteksi kesalahan. Fungsi kontrol dan pewaktuan control & timing merupakan hal yang penting untuk mensinkronkan kerja masing – masing komponen penyusun komputer. Dalam sekali waktu CPU berkomunikasi dengan satu atau lebih perangkat dengan pola tidak menentu dan kecepatan transfer komunikasi data yang beragam, baik dengan perangkat internal seperti register – register, memori utama, memori sekunder, perangkat peripheral. Proses tersebut bisa berjalan apabila,ada fungsi kontrol dan pewaktuan yang mengatur sistem secara keseluruhan. Contoh kontrol pemindahan data dari peripheral ke CPU melalui sebuah modul I/O dapat meliputi langkah -langkah berikut ini Permintaan dan pemeriksaan status perangkat dari CPU ke modul I/O. Modul I/O memberi jawaban atas permintaan CPU. Apabila perangkat eksternal telah siap untuk transfer data, maka CPU akan mengirimkan perintah ke modul I/O. Modul I/O akan menerima paket data dengan panjang tertentu dari peripheral. Selanjutnya data dikirim ke CPU setelah diadakan sinkronisasi panjang data dan kecepatan transfer oleh modul I/O sehingga paket – paket data dapat diterima CPU dengan baik. Transfer data tidak akan lepas dari penggunaan sistem bus, maka interaksi CPU dan modul I/O akan melibatkan kontrol dan pewaktuan sebuah arbitrasi bus atau lebih. Adapun fungsi komunikasi antara CPU dan modul I/O meliputi proses – proses berikut Command Decoding, yaitu modul I/O menerima perintah – perintah dari CPU yang dikirimkan sebagai sinyal bagi bus kontrol. Misalnya, sebuah modul I/O untuk disk dapat menerima perintah Read sector, Scan record ID, Format disk. Data, pertukaran data antara CPU dan modul I/O melalui bus data. Status Reporting, yaitu pelaporan kondisi status modul I/O maupun perangkat peripheral, umumnya berupa status kondisi Busy atau Ready. Juga status bermacam – macam kondisi kesalahan error. Address Recognition, bahwa peralatan atau komponen penyusun komputer dapat dihubungi atau dipanggil maka harus memiliki alamat yang unik, begitu pula pada perangkat peripheral, sehingga setiap modul I/O harus mengetahui alamat peripheral yang dikontrolnya. Pada sisi modul I/O ke perangkat peripheral juga terdapat komunikasi yang meliputi komunikasi data, kontrol maupun status. Perhatikan gambar berikut. MEMORI Memori adalah bagian dari komputer tempat program – program dan data-data disimpan. Bebarapa pakar komputer terutama dari Inggris menggunakan istilah store atau storage untuk memori, meskipun kata storage sering digunakan untuk menunjuk ke penyimpanan disket. Tanpa sebuah memori sebagai tempat untuk mendapatkan informasi guna dibaca dan ditulis oleh prosesor maka tidak akan ada komputer – komputer digital dengan sistem penyimpanan program. Walaupun konsepnya sederhana, memori komputer memiliki aneka ragam jenis, teknologi, organisasi, unjuk kerja dan harganya. Dalam bab ini akan dibahas mengenai memori internal dan bab selanjutnya membahas memori eksternal. Perlu dijelaskan sebelumnya perbedaan keduanya yang sebenarnya fungsinya sama untuk penyimpanan program maupun data. Memori internal adalah memori yang dapat diakses langsung oleh prosesor. Sebenarnya terdapat beberapa macam memori internal, yaitu register yang terdapat di dalam prosesor, cache memori dan memori utama berada di luar prosesor. Sedangkan memori eksternal adalah memori yang diakses prosesor melalui piranti I/O, seperti disket dan hardisk. Operasi sel memori Elemen dasar memori adalah sel memori. Walaupun digunakan digunakan sejumlah teknologi elektronik, seluruh sel memori memiliki sifat – sifat tertentu Sel memori memiliki dua keadaan stabil atau semi-stabil, yang dapat digunakan untuk merepresentasikan bilangan biner 1 atau 0. Sel memori mempunyai kemampuan untuk ditulisi sedikitnya satu kali. Sel memori mempunyai kemampuan untuk dibaca. Memori Utama Semikonduktor Pada komputer lama, bentuk umum random access memory untuk memori utama adalah sebuah piringan ferromagnetik berlubang yang didikenal sebagai core, istilah yang tetap dipertahankan hingga saat ini. Jenis Memori Random Akses Semua jenis memori yang dibahas pada bagian ini adalah berjenis random akses, yaitu data secara langsung diakses melalui logik pengalamatan wired-in. Hal yang membedakan karakteristik RAM Random Access Memory adalah dimungkinkannya pembacaan dan penulisan data ke memori secara cepat dan mudah. Aspek lain adalah RAM bersifat volatile, sehingga RAM hanya menyimpan data sementara. Teknologi yang berkembang saat ini adalah statik dan dinamik. RAM dinamik disusun oleh sel – sel yang menyimpan data sebagai muatan listrik pada kapasitor. Karena kapasitor memiliki kecenderungan alami untuk mengosongkan muatan, maka RAM dinamik memerlukan pengisian muatan listriksecara periodik untuk memelihara penyimpanan data. Pada RAM statik, nilai biner disimpan dengan menggunakan konfigurasi gate logika flipflop tradisional. RAM statik akan menyimpan data selama ada daya listriknya. RAM statik maupun dinamik adalah volatile, tetapi RAM dinamik lebih sederhana dan rapat sehingga lebih murah. RAM dinamik lebih cocok untuk kapasitas memori besar, namun RAM statik umumnya lebih cepat. Read only memory ROM sangat berbeda dengan RAM, seperti namanya, ROMberisipola data permanen yang tidak dapat diubah. Data yang tidak bisa diubah menimbulkan keuntungan dan juga kerugian. Keuntungannya untuk data yang permanen dan sering digunakan pada sistem operasi maupun sistem perangkat keras akan aman diletakkan dalam ROM Kerugiaannya apabila ada kesalahan data atau adanya perubahan data sehingga perlu penyisipan -penyisipan. Kerugian tersebut bisa diantisipasi dengan jenis programmable ROM, disingkat PROM. ROM dan PROM bersifat non-volatile. Proses penulisan PROm secara elektris dengan peralatan khusus. Variasi ROM lainnya adalah read mostly memory, yang sangat berguna untuk aplikasi operasi pembacaan jauh lebih sering daripada operasi penulisan. Terdapat tiga macam jenis, yaitu EPROM, EEPROM dan flash memory. EEPROM electrically erasable programmable read only memory merupakan memori yang dapat ditulisi kapan saja tanpa menghapus isi sebelumnya. EEPROM menggabungkan kelebihan non-volatile dengan fleksibilitas dapat di-update. Bentuk memori semikonduktor terbaru adalah flash memory. Memori ini dikenalkan tahun 1980-an dengan keunggulan pada kecepatan penulisan programnya. Flash memory menggunakan teknologi penghapusan dan penulisan elektrik. Seperti halnya EPROM, flash Cache Memori Cache memori difungsikan mempercepat kerja memori sehingga mendekati kecepatan prosesor. Dalam organisasi komputer, memori utama lebih besar kapasitasnya namun lambat operasinya, sedangkan cache memori berukuran kecil namun lebih cepat. Cache memori berisi salinan memori utama. Pada saat CPU membaca sebuah word memori, maka dilakukan pemeriksaan untuk mengetahui apakah word tersebut berada dalam cache memori. Bila ada dalam cache memori maka dilakukan pengiriman ke CPU, bila tidak dijumpai maka dicari dalam memori utama, selanjutnya blok yang berisi sejumlah word tersebut dikirim ke cache memori dan word yang diminta CPU dikirimkan ke CPU dari cache memori. Karena fenomena lokalitas referensi, ketika blok data diberikan ke dalam cache memori, terdapat kemungkinan bahwa word-word berikutnya yang berada dalam satu blok akan diakses oleh CPU. Konsep ini yang menjadikan kinerja memori lebih baik. Cache Menentukan ukuran memori cache sangatlah penting untuk mendongkrak kinerja komputer. Dari segi harga cache sangatlah mahal tidak seperti memori utama. Semakin besar kapasitas cache tidak berarti semakin cepat prosesnya, dengan ukuran besar akan terlalu banya gate pengalamatannya sehingga akan memperlambat proses. Kita bisa melihat beberapa merek prosesor di pasaran beberapa waktu lalu. AMD mengeluarkan prosesor K5 dan K6 dengan cache yang besar 1MB tetapi kinerjanya tidak bagus. Kemudian Intel pernah mengeluarkan prosesor tanpa cache untuk alasan harga yang murah, yaitu seri Intel Celeron pada tahun 1998-an hasil kinerjanya sangat buruk terutama untuk operasi data besar, floating point, 3D. Intel Celeron versi berikutnya sudah ditambah cache sekitar 128KB. Pipeline pipeline adalah satu set dari elemen pemrosesan data dihubungkan secara seri, sehingga hasil keluaran dari satu elemen adalah masukkan bagi elemen berikutnya. Elemen – elemen dari sebuah pipeline sering dijalankan secara paralel. Contoh pipeline dalam komputer adalah pipeline instruksi Biasanya digunakan di unit pemroses sentralagar istruksi – instruksi dapat dijalankan dalam satu waktu dalam satusirkuit digital. Biasanya sirkuitnya dibagi dalam beberapa tahap, termasuk decode instruksi, aritmatika dan tahap – tahap penjemputan data dari register, dimana setiap tahap melakukan satu instruksi dalam satu waktu. pipeline grafis, sering ditemukan dalam sebagian besar unit pemrosesan grafis, yang terdiri dari berbagai unit aritmatik atau unit pemroses sentrallengkap, yang menerapkan berbagai macam tahap dari operasi render yang umum seperti proyeksi perspektif, kalkulasi warna dan pencahayaan, primitif gambar, dan sebagainya. pipeline perangkat lunak. Dimana keluaran dari suatu programlangsung dipakai oleh program lain sebagai masukkan sehingga dapat langsung diproses. Konsep Pipeline Konsep pemrosesan pipeline dalam suatu komputer mirip dengan suatu baris perakitan dalam suatu pabrik industri. Ambil contoh, suatu proses pembuatan sebuah mobil anggaplah bahwa langkah-langkah tertentu di jalur perakitan adalah untuk memasang mesin, memasang kap mesin, dan memasang roda dalam urutan tersebut, dengan langkah arbitrary interstitial. Sebuah mobil di jalur perakitan hanya dapat memiliki salah satu dari tiga tahap yang dilakukan sekaligus. Setelah mobil memiliki mesin yang terpasang, bergerak ke bagian pemasangan kap, meninggalkan fasilitas pemasangan mesin yang tersedia untuk mobil berikutnya. Mobil pertama kemudian pindah ke pemasangan roda, mobil kedua untuk pemasangan kap, dan mobil ketiga dimulai untuk pemasangan mesin. Jika instalasi mesin membutuhkan waktu 20 menit, instalasi kap mobil memakan waktu 5 menit, dan instalasi roda membutuhkan waktu 10 menit, kemudian menyelesaikan semua tiga mobil ketika hanya satu mobil dapat dioperasikan sekaligus akan memakan waktu 105 menit. Di sisi lain, dengan menggunakan jalur perakitan, total waktu untuk menyelesaikan ketiga adalah 75 menit. Pada titik ini, mobil selanjutnya akan datang dari jalur perakitan pada kenaikan 20 menit. Keuntungan Dari Pipeline Waktu siklus prosesor berkurang, sehingga meningkatkan tingkat instruksi-isu dalam kebanyakan kasus. Beberapa combinational sirkuit seperti penambah atau pengganda dapat dibuat lebih cepat dengan menambahkan lebih banyak sirkuit. Pemrosesan dapat dilakukan lebih cepat, dikarenakan beberapa proses dilakukan secara bersamaan dalam satu waktu. Jika pipeline digunakan sebagai pengganti, hal itu dapat menghemat sirkuit vs combinational yang lebih kompleks sirkuit Kerugian Dari Pipeline Prossesor non-pipeline hanya menjalankan satu instruksi pada satu waktu. Hal ini untuk mencegah penundaan cabang yang berlaku, setiap cabang tertunda dan masalah dengan serial instruksi dieksekusi secara bersamaan. Akibatnya desain lebih sederhana dan lebih murah untuk diproduksi. Instruksi latency di prossesor non-pipeline sedikit lebih rendah daripada dalam pipeline setara. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sandal jepit ekstra harus ditambahkan ke jalur data dari prossesor pipeline. Prossesor non-pipeline akan memiliki instruksi bandwidth yang stabil. Kinerja prossesor yang pipeline jauh lebih sulit untuk meramalkan dan dapat bervariasi lebih luas di antara program yang berbeda. Karena beberapa instruksi diproses secara bersamaan ada kemungkinan instruksi tersebut sama-sama memerlukan resource yang sama, sehingga diperlukan adanya pengaturan yang tepat agar proses tetap berjalan dengan benar. Sedangkan ketergantungan terhadap data, bisa muncul, misalnya instruksi yang berurutan memerlukan data dari instruksi yang sebelumnya. Kasus Jump, juga perlu perhatian, karena ketika sebuah instruksi meminta untuk melompat ke suatu lokasi memori tertentu, akan terjadi perubahan program counter, sedangkan instruksi yang sedang berada dalam salah satu tahap proses yang berikutnya mungkin tidak mengharapkan terjadinya perubahan program counter. Kesulitan Dalam Pipeline Untuk menerapkan prinsip multi-stage atau mulai saat ini kita namakan pipelining di prosesor, diperlukan organisasi prosesor khusus. Pada dasarnya, prosesor dipartisi menjadi sejumlah unit-unit kecil dengan fungsi spesifik. Setiap unit berperan untuk menyelesaikan sebagian dari instruksi-intruksi berikut Instruction fetch, decode, operand address calculation, operand fetch, execute dan store result. Dalam proses di atas terkadang sering terjadi kendala/conflict seperti Terjadinya pause Pi, karena adanya data conflict dalam program tersebut Terjadinya data error dikarenakan banyaknya proses yang dilakukan bersamaan Terjadinya pengambilan data secara bersamaan, sehingga salah satu proses tertunda Terjadinya penumpukan data di salah satu intruksi sehingga ada beberapa proses yg di tunda Dengan terjadinya conflict tadi, speed-up yang diperoleh menjadi lebih kecil lambat dibandingkan dengan tanpa conclict. BAB III PENUTUP Kesimpulaan Komputer PC terdiri dari tiga bagian utama, yaitu bagian input, proses, dan output. Setiap bagian terdiri dari beberapa komponen yang saling mendukung. Setiap komponen pada PC mempunyai spesifikasi tertentu dan kegunaan/fungsi khusus. Evolusi computer telah ditandai dengan peningkatan kecepatan prossesor, pengurangan ukuran komponen, peningkatan kapasitas memori, dan peningkatan kapasitas dan kecepatan I/O. Satu factor yang berpengaruh besar dalam dalam peningkatan kecepatan prossesor adalah dengan peyusutan ukuran komponen prossesor mikro, hal ini mengurangi jarak antara komponen dan karenanya dapat meningkatkan kecepatan. Bagaimanapun, keuntungan sebenarnya dalam kecepatan terakhir ini telah datang di organisasi prossesor termasuk penggunaan yang berat dalam pipelining dan teknik eksekusi pararel dan penggunaan teknik eksekusi yang bersifat spekulasi yang mengakibatkan eksekusi berikutnya bersifat sementara yang mungkin diperlukan. Selanjutnya didalam suatu permasalahan kritis dalam merancang system computer adalah menjaga keseimbangan kinerja dar berbagai unsur-unsur,sehingga menghasilkan kinerja dalam datu bidang tidaklah mempengaruhi suatu bidang yang lain. Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. Dari segi perkembangan program aplikasipun sangat menakjubkan.

Pujisyukur kehadirat Tuhan yang Maha ESA, karena berkatNYA saya bisa menyusun dan menyajikan Makalah Arsitektur dan Organisasi Komputer ini yang berisi tentang seluk beluk prosesor Intel sebagai salah satu tugas kuliah. Tak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah memberikan dorongan dan motivasi.

MakalahOrganisasi dan Arsitektur Komputer Rabu, 21 Oktober 2015 PENG. ORG. & ARSITEKTUR PENG. ORG. & ARSITEKTUR NAMA KELOMPOK; ANANTO UMAR (11114000) ASTRID NABILA (114763) DIMMAS RAKA SETTI (13114119) HELMI STYA PUTRO (14114880) MOCH ABDUL GONI R (1C114740) PUTRI DWI HANDAYANI (18114592) 2KA04 UNIVERSITAS GUNADARMA TAHUN 2015/2016 Kata Pengantar

makalah organisasi komputer dan arsitektur komputer