Mikroprosesor adalah salah satu komponen terpenting dalam laptop atau komputer. Meskipun komponen ini sudah sangat familiar, banyak pengguna yang masih belum memahami pengertian mikroprosesor secara mendalam.
Mikroprosesor adalah sebuah chip IC yang menggabungkan fungsi utama dari CPU (central processing unit) komputer. Umumnya, chip IC ini dalam bahasa Inggris disebut "Microprocessor". Komponen ini merupakan perangkat serbaguna yang dapat diprogram untuk menerima data digital sebagai input. Selama prosesnya, mikroprosesor bekerja berdasarkan instruksi yang tersimpan dalam memori dan kemudian memberikan hasil sebagai output.
Pengertian Mikroprosesor
Mikroprosesor juga sering disebut sebagai prosesor atau Central Processing Unit (CPU). Mikroprosesor adalah sebuah Integrated Circuit (IC) yang terbuat dari kepingan silikon dan dilengkapi dengan puluhan ribu transistor serta komponen lainnya. Oleh karena itu, penting untuk memahami juga pengertian IC.
Ukuran modul mikroprosesor hanya beberapa milimeter persegi. Karena ukurannya yang kecil, komponen ini disebut sebagai mikroprosesor atau unit pemrosesan berukuran sangat kecil.
Mikroprosesor merupakan elemen yang paling penting dalam sebuah sistem komputer karena berperan layaknya otak pada manusia. Namun, perumpamaan ini tidak sepenuhnya tepat. Prosesor memang bertugas untuk pemrosesan data, tetapi tidak untuk menyimpan ingatan.
Untuk menyimpan ingatan, komputer menggunakan RAM sebagai memori sementara dan ROM sebagai memori permanen.
Di pasaran komputer, terdapat dua merek besar yang bersaing terus-menerus, yaitu Intel dan AMD. Selain kedua merek tersebut, masih ada banyak merek mikroprosesor lainnya seperti berikut:
- IDT
- IBM
- Cyrix VIA
- Apple
Sejarah Singkat Mikroprosesor
Perkembangan mikroprosesor mengikuti konsep Hukum Moore yang menyatakan bahwa performa mikroprosesor akan berlipat ganda setiap 18 bulan. Proses ini telah berlangsung sejak awal tahun 1970-an, dimulai dengan penggunaan driver dalam kalkulator. Setelah itu, mikroprosesor mulai mendominasi seluruh komputer.
Pada tahun 1971, Intel menciptakan mikroprosesor pertama yang dinamakan Intel 4004. Prosesor pertama ini hanya bisa mengoperasikan 4 bit dalam satu waktu, sehingga dianggap sangat sederhana. Prosesor ini diaplikasikan dalam kalkulator elektronik portabel.
Intel 8080 adalah mikroprosesor pertama yang dibuat khusus untuk komputer. Berbeda dengan Intel 4004, Intel 8080 berukuran 8 bit. Mikroprosesor ini dibuat pada tahun 1974 dan diaplikasikan pada Kit Altair buatan MITS pada tahun 1975.
Kit Altair juga menjadi inspirasi bagi terciptanya komputer pribadi (PC) pertama, yaitu IBM PC yang dibuat pada tahun 1982. Meski dibuat pada tahun 1982, PC tersebut menggunakan mikroprosesor Intel 8088 yang telah dibuat 5 tahun sebelumnya.
Sejak saat itu, mikroprosesor untuk komputer terus berkembang. Ukuran fisiknya semakin kecil, namun performanya terus meningkat. Mikroprosesor yang muncul dari tahun 1979 hingga 2002 meliputi:
- Intel 8088
- Intel 80286
- Intel 80386
- Intel 80486
- Intel Pentium II
- Intel Pentium III
- Intel Pentium IV
Jenis-Jenis Mikroprosesor
Dasar teori mikroprosesor mengikuti konsep Hukum Moore. Artinya, seiring dengan perkembangan komponen CPU yang semakin meningkat, harga yang ditawarkan juga akan semakin mahal. Oleh karena itu, penting untuk mengetahui berbagai jenis mikroprosesor yang ada.
Mari kita simak penjelasan mengenai jenis-jenis mikroprosesor di bawah ini.
1. Mikroprosesor 4 Bit
Sesuai dengan namanya, mikroprosesor jenis 4 bit adalah komponen yang memiliki memori sebanyak 4 bit saja. Kapasitas dari mikroprosesor jenis ini tergolong minim. Mikroprosesor jenis ini pertama kali diperkenalkan oleh perusahaan ternama Intel. Alamat lokasi pada jenis ini hanya mencapai 4096.
Teknologi yang digunakan pada mikroprosesor ini adalah P-Channel MOSFET. Mikroprosesor jenis ini diterapkan pada berbagai jenis kalkulator dan permainan video.
2. Mikroprosesor 8 Bit
Mikroprosesor jenis 8 bit mencakup komponen seperti Intel 8008, Intel 8080, dan Intel 8085. Karena penjualan mikroprosesor 4 bit sangat meningkat, generasi terbaru pun diperkenalkan. Dengan kapasitas yang lebih besar, mikroprosesor jenis 8 bit ini juga sangat diminati oleh para pengguna.
3. Mikroprosesor 16 Bit
Keberhasilan mikroprosesor 8 bit di pasaran mendorong Intel untuk mengembangkan produk baru. Kali ini, Intel memperkenalkan mikroprosesor 16 bit. Penambahan jumlah bit ini dilakukan untuk memenuhi kebutuhan memori yang semakin besar. Beberapa mikroprosesor 16 bit yang diperkenalkan adalah:
- Intel 8086
- Intel 8088
- Intel 80286
4. Mikroprosesor 32 Bit
Aplikasi terus berkembang dan menuntut perusahaan mikroprosesor untuk mengembangkan produk yang lebih baru. Akhirnya, pada tahun 1986, Intel berhasil meluncurkan mikroprosesor 80386. Prosesor ini dilengkapi dengan alamat memori 32 bit dan data bus 32 bit.
Tiga tahun kemudian, Intel kembali meluncurkan mikroprosesor 32 bit, kali ini dengan nama Intel 80486. Mikroprosesor ini dikembangkan dari Intel 80386 dengan penambahan 80387 sebagai prosesor numerik. Intel 80486 juga dilengkapi dengan 8 KB cache memory system.
5. Mikroprosesor 64 Bit
Intel meluncurkan prosesor ini pada tahun 1993, namun memutuskan untuk tidak lagi menggunakan nama numerik. Hal ini dikarenakan sulitnya untuk mengucapkan dan mengingat nama-nama numerik yang sudah ada.
Mikroprosesor 64 bit pertama yang diluncurkan oleh Intel diberi nama Pentium. Prosesor ini menggunakan teknologi superscalar, yang berarti terdapat dua mikroprosesor yang digabung sehingga mampu menjalankan dua perintah sekaligus.
Fungsi Mikroprosesor
Setiap komponen dalam komputer memiliki fungsi dan tujuan tertentu. Salah satu fungsi utama mikroprosesor adalah mengatur seluruh proses dalam sistem.
Selain itu, berikut adalah beberapa fungsi dasar dari mikroprosesor yang penting untuk diketahui:
- Menjalankan proses operasi logika dan aritmatika.
- Memberikan sinyal saat terjadi interupsi.
- Melaksanakan perintah yang muncul dari memori sistem.
- Mengatur waktu siklus kerja mikroprosesor.
- Menyimpan atau mengambil data dari memori yang tersedia.
Fungsi-fungsi di atas menjalankan perintah dari program komputer sesuai dengan komponen tambahan yang ada. Dengan demikian, penting untuk memilih mikroprosesor yang sesuai dengan kebutuhan kerja masing-masing.
Macam-macam Mikroprosesor
Sebenarnya terdapat perbedaan antara jenis dan macam mikroprosesor. Macam-macam ini merupakan bagian pelengkap dari jenis mikroprosesor.
Selanjutnya, apa saja yang termasuk dalam mikroprosesor? Mari kita teliti ulasannya secara detail di bawah ini.
1. Sistem Unit Mikroprosesor
Sistem ini dikenal sebagai CPU yang merupakan perangkat utama untuk mengolah data dalam komputer. Hardware ini juga memiliki berbagai komponen kecil lainnya. Komponen tambahan yang terpasang meliputi unit kontrol, unit aritmatika logika, dan unit register.
2. Read Only Memory
Sistem ini sering disingkat sebagai ROM. Komponen ini merupakan inti dari memori program. Sifatnya sangat permanen, dan setiap jenis komputer memiliki kapasitas ROM yang berbeda. Semakin canggih jenisnya, umumnya kapasitas ROM-nya juga semakin besar.
3. Perangkat Random Access Memory
Perangkat RAM berfungsi untuk menyimpan data tertentu. Semakin besar kapasitas RAM atau memori, Anda dapat menyimpan lebih banyak data. Sifat dari instruksi program yang disimpan di RAM hanya bersifat sementara. Akses untuk perangkat ini juga bersifat acak.
4. Perangkat Unit Input atau Output
Unit I/O (input-output) termasuk dalam sistem bus. Sistem ini memiliki tiga saluran utama, yaitu saluran data, alamat, dan kontrol. Cara kerjanya adalah jika sistem bus menyetujui data yang masuk, data akan dipindahkan ke modul.
Bagian–Bagian dari Mikroprosesor
Bagian-bagian mikroprosesor tidak hanya terdiri dari satu jenis saja. Setidaknya terdapat enam bagian komponen mikroprosesor yang paling umum.
Penting untuk diketahui bahwa beberapa komponen tersebut merupakan komponen paling penting agar mikroprosesor dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
- Ukuran data bus internal untuk menginformasikan jumlah bit yang dapat ditransfer.
- Ukuran data bus eksternal untuk proses transfer data dengan komponen luar.
- Ukuran alamat memori untuk mengetahui jumlah alamat memori mikroprosesor.
- Kecepatan clock untuk mengatur proses kerja komponen.
- Fitur spesial untuk multimedia dan aplikasi lainnya.
- Proses pada data utama.
Setiap bagian ini akan terhubung dengan saluran pada mikroprosesor dan pada akhirnya dapat mengoptimalkan fungsi utama dari komponen mikroprosesor itu sendiri.
Saluran Mikroprosesor
Mikroprosesor memiliki berbagai jenis saluran, dan setiap saluran tersebut memiliki fungsi dasar yang berbeda-beda.
Berikut adalah penjelasan lebih detail mengenai jenis dan fungsi dari setiap saluran yang terdapat pada komponen mikroprosesor.
1. Saluran Alamat (Address Bus)
Saluran ini bertanggung jawab untuk menentukan alamat memori (input/output/I/O interface) untuk sistem. Secara otomatis, saluran akan menentukan jumlah memori yang tersedia. Saluran ini terdiri dari dua komponen kecil, yaitu alamat memori dan alamat I/O.
Alamat memori berfungsi untuk mengatur proses dan menghubungkan ke perangkat pendukung lainnya. Sedangkan alamat I/O digunakan untuk menopang data (buffer). Fungsi lainnya adalah untuk memasukkan dan mengeluarkan alamat memori. Saluran ini direpresentasikan oleh angka 00-FF dalam kode heksadesimal.
2. Saluran Data Bus
Saluran data bus berperan dalam mengirim dan menerima data antara memori, I/O (input-output), dan CPU. Proses ini dilakukan dalam dua arah, sehingga sambungannya menggunakan sistem paralel. Oleh karena itu, saluran data bus sering disebut sebagai saluran bidirectional.
3. Saluran Kendali Bus
Saluran kendali bus bertugas mengendalikan komponen data pendukung sistem. Terdapat dua jenis saluran ini dengan tugas masing-masing. Pertama, saluran kendali untuk data langsung masuk ke perangkat pendukung. Kedua, mengendalikan data dari luar mikroprosesor agar masuk ke perangkat pendukung.
Cara Kerja Mikroprosesor
Cara kerja mikroprosesor sebenarnya sangatlah sederhana, yaitu:
- Pertama, yakni proses mengambil data.
- Kedua, decode atau membaca kata sandi data.
- Lalu tahapan ketiga yakni execute atau menjalankan perintah dari data.
Sedangkan unit memory memberikan instruksi (sequental order) – diterjemahkan mikroprosesor – berhenti (stop). Hasil biner atau binary dikirim ke dalam port output. Unit memory memberikan komunikasi mikroprosesor. Unit I/O menggunakan saluran (Bus) apalagi ketika menambahkan prototype mikroprosesor.
Prototype mikroprosesor merupakan rancangan yang menjalankan program di dalam komputer. Anda pun perlu menggunakan rancangan pengujian dan mengamati hasil akhirnya. Hasil ini akan bisa digunakan untuk membuat program baru yang berbasis data. Terlebih, prototype mampu menjalankan program di jaringan lokal dan jaringan internet.
Contoh Penerapan Mikroprosesor
Contoh-contoh mikroprosesor yang digunakan dalam perangkat komputer antara lain:
- Plastic Gull Wing Quad Flat Package (TQFP),
- Plastic Dual Inline Package (PDIP),
- Plastic Gull wing Small Outline (SOIC),
- Plastic J-Lieded Chip Carrier (PLCC).
Selain itu, terdapat juga berbagai perangkat sehari-hari yang menggunakan mikroprosesor, seperti komputer, laptop, MacBook, iPad, kalkulator, serta berbagai perangkat digital dan elektronik lainnya.
Kesimpulan
Demikianlah pembahasan mengenai mikroprosesor yang dapat Anda pelajari. Mulai dari berbagai jenis hingga contoh penggunaannya dalam kehidupan sehari-hari dapat dipelajari dengan seksama. Kesimpulannya, mikroprosesor memiliki peranan yang sangat penting dalam menjalankan program dan perintah pada komputer maupun perangkat lainnya.