Mikroprosesor: Pengertian, Jenis, Fungsi, Bagian, Contoh dan Cara Kerja

Mikroprosesor

Mikroprosesor telah ada sejak tahun 1972 dan terus mengalami perkembangan hingga sekarang dengan kemunculan Intel Core i7 yang semakin canggih dari pendahulunya. Komponen ini merupakan bagian penting dalam komputer atau CPU yang mampu menjalankan program dengan lebih efektif.

Meskipun cara kerja dan fungsinya sama, terdapat jenis dan karakteristik mikroprosesor yang berbeda-beda. Oleh karena itu, mari kita cari tahu lebih detail tentang mikroprosesor dalam artikel di bawah ini.

Jenis-Jenis Mikroprosesor

Jenis jenis Mikroprosesor

Teori dasar mikroprosesor mengikuti konsep hukum Moore, yang menyatakan bahwa semakin berkembangnya komponen CPU, maka harga yang ditawarkan juga semakin mahal. Selain itu, perlu diketahui bahwa terdapat berbagai jenis mikroprosesor dengan karakteristik yang berbeda-beda.

Berikut ini penjelasan lebih detail mengenai jenis-jenis mikroprosesor yang perlu diketahui.

1. Mikroprosesor Jenis 4 Bit Oleh Intel

Mikroprosesor jenis 4 bit adalah jenis komponen yang memiliki kapasitas memori sebesar 4 bit saja. Walaupun kapasitasnya tergolong kecil, jenis mikroprosesor ini pertama kali dikeluarkan oleh perusahaan ternama, Intel. Alamat lokasi pada jenis ini hanya sebanyak 4096 saja. Teknologi yang digunakan untuk jenis ini adalah P-Channel MOSFET.

Meskipun kapasitasnya tergolong minim, namun mikroprosesor jenis 4 bit masih diterapkan pada berbagai jenis perangkat elektronik seperti kalkulator dan permainan video. Karena kapasitasnya yang kecil, jenis wini dapat digunakan untuk memproses data yang tidak terlalu kompleks namun masih memenuhi kebutuhan dasar perangkat tersebut. Selain itu, penggunaan teknologi P-Channel MOSFET pada jenis ini juga membuatnya lebih hemat energi dan lebih efisien dalam penggunaan daya.

2. Mikroprosesor Jenis 8 Bit Oleh Intel

Mikroprosesor jenis 8 bit adalah generasi terbaru dari komponen Intel setelah sukses dengan penjualan mikroprosesor 4 bit. Komponen ini memiliki kapasitas yang lebih besar dan lebih banyak digunakan oleh para pengguna. Beberapa contoh mikroprosesor jenis 8 bit yang terkenal adalah Intel 8008, Intel 8080, dan Intel 8085.

Mikroprosesor jenis 8 bit ini juga menjadi cikal bakal dari komputer personal. Meski kapasitasnya lebih lega dari 4 bit, namun jenis ini masih digunakan pada perangkat yang memerlukan komputasi sederhana seperti kalkulator dan perangkat game. Teknologi yang digunakan pada jenis ini adalah N-Channel MOSFET.

3. Mikroprosesor Jenis 16 Bit

ikroprosesor 16 bit adalah jenis komponen yang merupakan pengembangan dari mikroprosesor 8 bit. Dalam perkembangannya, perusahaan Intel meluncurkan jenis mikroprosesor ini yang dapat ditemukan dalam produk Intel 8086, Intel 8088, dan Intel 80286. Kapasitas dari mikroprosesor 16 bit ini tentu saja lebih besar dibandingkan dengan jenis 8 bit. Dengan peningkatan kapasitas ini, performa dari komponen ini juga meningkat sehingga mampu menjalankan program dengan lebih baik.

Mikroprosesor 16 bit banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti peralatan kantor, permainan video, dan juga sistem pengendalian industri. Teknologi yang digunakan pada jenis ini adalah HMOS (High-performance Metal Oxide Semiconductor) sehingga dapat meningkatkan kecepatan dan performa dari komponen ini. Dalam perkembangannya, jenis mikroprosesor 16 bit ini terus dikembangkan hingga saat ini, di mana telah banyak varian dan jenis yang tersedia di pasaran.

4. Mikroprosesor Jenis 32 Bit

Mikroprosesor jenis 32 bit adalah jenis komponen yang memiliki memori dan data bus sebesar 32 bit. Awalnya, jenis mikroprosesor ini mulai dikembangkan pada tahun 1986 dengan diluncurkannya Intel 80386. Selanjutnya, Intel 80486 dan 80387 hadir dengan sistem memori cache sebesar 8 KB.

Mikroprosesor jenis 32 bit ini merupakan generasi yang lebih canggih dari jenis sebelumnya, yaitu mikroprosesor dengan kapasitas 16 bit. Dengan kapasitas yang lebih besar, komponen ini mampu memproses data secara lebih efisien dan efektif. Selain itu, keberadaan sistem memori cache juga membuat kinerjanya semakin cepat dan efisien. Mikroprosesor jenis 32 bit biasanya digunakan pada komputer desktop, laptop, dan server untuk mempercepat proses pengolahan data.

5. Mikroprosesor Jenis 64 Bit Oleh Intel

Mikroprosesor jenis 64 bit merupakan generasi terbaru dari produk-produk mikroprosesor Intel. Dalam jenis ini, memori dan data bus yang digunakan berukuran 64 bit. Salah satu produk yang menggunakan jenis mikroprosesor ini adalah Pentium, yang dilengkapi dengan teknologi superscalar untuk menjalankan perintah secara cepat. Teknologi ini memungkinkan adanya dua mikroprosesor dalam satu komponen yang dapat bekerja secara bersamaan.

Pengembangan mikroprosesor jenis 64 bit dimulai pada tahun 1993 dan terus mengalami perkembangan seiring waktu. Kelebihan dari jenis ini adalah kemampuannya dalam memproses data yang lebih banyak dan kompleks. Hal ini sangat berguna dalam aplikasi yang membutuhkan kinerja tinggi seperti komputer pribadi untuk gaming, editing video, dan pengolahan data yang kompleks.

Fungsi Mikroprosesor

Fungsi Mikroprosesor

Setiap komponen di dalam komputer memiliki fungsi dan tujuan tertentu. Salah satu fungsi yang paling utama dari mikroprosesor adalah mengatur seluruh proses sistem.

Selain itu, berikut ini beberapa fungsi dasar dari komponen mikroprosesor yang penting untuk diketahui:

  1. Melakukan operasi logika dan aritmatika.
  2. Memberikan sinyal ketika terjadi interupsi.
  3. Menjalankan perintah yang muncul dari memori sistem.
  4. Memberikan waktu siklus kerja mikroprosesor.
  5. Menyimpan atau mengambil data pada memori yang tersedia.

Berbagai fungsi di atas akan mengeksekusi perintah dari program komputer sesuai dengan komponen tambahan yang ada. Oleh karena itu, kapasitas mikroprosesor dapat disesuaikan dengan kebutuhan kerja masing-masing.

Macam-Macam Mikroprosesor

Macam-Macam Mikroprosesor

Sebenarnya ada perbedaan antara jenis dan macam mikroprosesor. Karena macam-macam ini merupakan pelengkap bagian mikroprosesor.

Lalu, mikroprosesor terdiri atas apa saja, ya? Mari simak pembahasan selengkapnya di bawah ini.

1. Sistem Unit Mikroprosesor

Sistem ini bernama CPU atau Central Processing Unit yang  merupakan komponen utama dalam sistem komputer yang bertanggung jawab untuk melakukan pengolahan data dan menjalankan instruksi program. Namun, CPU juga terdiri dari beberapa komponen kecil lainnya yang bekerja bersama untuk mengoptimalkan kinerja CPU. Tiga komponen utama tersebut adalah Control Unit, Arithmetic Logic Unit, dan Register Unit.

2. Read Only Memory

ROM (Read-Only Memory) adalah salah satu jenis memori pada sebuah komputer yang digunakan untuk menyimpan program atau data yang bersifat permanen. Berbeda dengan RAM (Random Access Memory) yang bersifat volatile, data pada ROM tidak dapat diubah atau dihapus oleh pengguna. Oleh karena itu, ROM sering disebut sebagai memori non-volatile.

Setiap tipe komputer memiliki kapasitas ROM yang berbeda-beda tergantung pada kebutuhan dan tingkat kompleksitasnya. Semakin canggih sebuah komputer, umumnya kapasitas ROM yang disediakan juga semakin besar. Pada umumnya, ROM digunakan untuk menyimpan sistem operasi, firmware, dan program-program yang diperlukan untuk menjalankan suatu perangkat keras tertentu seperti keyboard, mouse, atau printer.

3. Random Access Memory

Perangkat RAM memiliki fungsi penting dalam menyimpan data pada komputer. Semakin besar kapasitas RAM, semakin banyak data yang dapat disimpan. Namun, perlu diketahui bahwa sifat instruksi program pada RAM bersifat sementara dan tidak permanen. Selain itu, akses pada perangkat RAM bersifat random, yang memungkinkan pengguna untuk mengakses data secara cepat dan efisien.

Dalam mengoperasikan komputer, RAM juga berperan penting dalam mempercepat kinerja sistem. Dengan memiliki kapasitas RAM yang memadai, pengguna dapat menjalankan aplikasi dan program yang lebih berat dengan lebih lancar. Oleh karena itu, penting untuk memilih RAM dengan kapasitas yang sesuai dengan kebutuhan dan spesifikasi sistem yang digunakan.

4. Perangkat Unit Input atau Output

Unit I/O (input-output) merupakan salah satu komponen dari sistem bus pada komputer. Komponen ini berfungsi sebagai jembatan penghubung antara perangkat input dan output dengan CPU. Sistem bus terdiri dari tiga saluran utama yaitu saluran data, alamat, dan kontrol. Ketika data masuk ke dalam sistem bus dan disetujui, maka data tersebut akan dipindahkan ke modul yang dituju.

Dalam sebuah sistem komputer, Unit I/O memainkan peran penting dalam memastikan terjadinya interaksi antara perangkat keras dengan perangkat lunak. Unit I/O ini memungkinkan perangkat input dan output seperti keyboard, mouse, printer, dan lainnya dapat berkomunikasi dengan CPU dan mengirimkan data ke dalam sistem. Dengan adanya Unit I/O, perangkat input dan output dapat beroperasi dengan baik dan memudahkan penggunaan komputer.

Bagian-Bagian dari Mikroprosesor

Bagian-bagian dari mikroprosesor tidak terdiri dari satu jenis saja. Setidaknya ada 6 komponen yang paling umum dan penting untuk menjalankan fungsi utama dari mikroprosesor.

  1. Ukuran data bus internal untuk menginformasikan jumlah bit yang mampu ditransfer.
  2. Ukuran data bus eksternal untuk proses transfer data yang ada pada komponen bagian luar.
  3. Ukuran alamat memori agar jumlah alamat memori mikroprosesor juga bisa diketahui secara pasti.
  4. Kecepatan clock untuk mengatur proses kerja dari komponen.
  5. Fitur spesial untuk multimedia dan aplikasi lainnya.
  6. Proses pada data utama.

Setiap komponen akan terhubung ke saluran pada mikroprosesor dan secara keseluruhan dapat meningkatkan fungsi utama dari mikroprosesor itu sendiri.

Saluran Mikroprosesor

Mikroprosesor memiliki beragam jenis saluran dengan fungsi dasar yang berbeda-beda. Berikut ini adalah penjelasan lebih detail mengenai jenis dan fungsi dari masing-masing saluran pada komponen mikroprosesor.

1. Saluran Alamat atau Address Bus

Saluran pertama pada mikroprosesor adalah saluran alamat memori. Saluran ini bertanggung jawab dalam menentukan alamat memori serta antarmuka input/output atau I/O pada sistem. Dalam menjalankan fungsinya, saluran ini akan secara otomatis menentukan jumlah besar memori yang tersedia pada sistem. Komponen kecil yang terdapat pada saluran ini adalah memory address dan I/O address.

Memory address berfungsi untuk mengatur dan menyambungkan perangkat pendukung lainnya pada sistem. Sementara itu, I/O address berfungsi sebagai buffer untuk menampung data. Saluran ini juga memungkinkan penginputan dan pengeluaran alamat memori pada sistem. Alamat memori yang digunakan dalam saluran ini biasanya ditulis dalam kode hexadesimal antara 00 hingga FF. Dengan adanya saluran alamat memori, sistem mikroprosesor dapat berfungsi dengan lebih baik dan optimal.

2. Saluran Data Bus

Saluran data bus memiliki fungsi utama dalam mengirim dan menerima data antara memori, I/O (input-output), dan CPU. Saluran ini beroperasi dalam dua arah sehingga memungkinkan proses pengiriman dan penerimaan data. Sistem yang digunakan dalam saluran data bus adalah sistem paralel, sehingga saluran ini sering disebut sebagai saluran "bidirectional".

Dalam pengoperasiannya, saluran data bus akan mengirimkan sinyal data dalam bentuk paralel dari satu komponen ke komponen yang lain. Hal ini memungkinkan transfer data dalam jumlah yang besar dan dalam waktu yang singkat. Selain itu, saluran data bus juga memiliki berbagai ukuran bit yang berbeda, tergantung pada jenis dan kapasitas dari mikroprosesor itu sendiri.

3. Saluran Kendali Bus

Saluran kendali bus pada mikroprosesor berperan penting dalam mengendalikan komponen data pendukung sistem. Terdapat dua jenis saluran kendali yang memiliki tugas yang berbeda-beda.

Pertama, saluran kendali bus untuk mengendalikan data yang langsung masuk ke perangkat pendukung. Kedua, saluran kendali bus untuk mengendalikan data dari luar mikroprosesor agar bisa masuk ke perangkat pendukung. Kedua jenis saluran kendali bus ini memiliki peran yang krusial dalam memastikan kinerja sistem berjalan dengan baik.

Cara Kerja Mikroprosesor

Cara Kerja Mikroprosesor

Cara kerja mikroprosesor sebenarnya sangat sederhana, yaitu terdiri dari tiga tahap:

  • Tahap pertama adalah mengambil data.
  • Tahap kedua adalah decode atau membaca kode data.
  • Tahap ketiga adalah execute atau menjalankan perintah dari data.

Unit memory memberikan instruksi secara sekuensial yang diterjemahkan oleh mikroprosesor, dan ketika instruksi tersebut berakhir (stop), hasil biner atau data biner dikirim ke dalam port output. Unit memory juga memungkinkan komunikasi antara mikroprosesor dengan unit I/O melalui saluran (bus), terutama ketika menambahkan prototipe mikroprosesor.

Prototipe mikroprosesor merupakan rancangan yang menjalankan program di dalam komputer. Anda perlu menggunakan rancangan pengujian dan mengamati hasilnya. Hasil pengujian ini bisa digunakan untuk membuat program baru berbasis data. Selain itu, prototipe mikroprosesor mampu menjalankan program di jaringan lokal maupun jaringan internet.

Contoh Penerapan Mikroprosesor

Ada empat contoh mikroprosesor yang digunakan dalam perangkat komputer, yaitu:

  1. Plastic Gull Wing Quad Flat Package (TQFP),
  2. Plastic Dual Inline Package (PDIP),
  3. Plastic Gull Wing Small Outline (SOIC),
  4. Plastic J-Lieded Chip Carrier (PLCC).

Namun, tidak hanya perangkat komputer saja yang menggunakan mikroprosesor dalam kehidupan sehari-hari. Ada juga alat-alat kerja lainnya yang menggunakan mikroprosesor, seperti laptop, Macbook, iPad, kalkulator, serta alat-alat digital dan elektronik lainnya.

Kesimpulan

Itulah pembahasan mengenai mikroprosesor yang dapat dipelajari. Mulai dari penjelasan jenis hingga contoh penggunaan sehari-hari dapat dibaca secara lengkap. Dapat disimpulkan bahwa mikroprosesor memainkan peran yang sangat penting dalam menjalankan program dan perintah pada komputer atau perangkat elektronik lainnya.