Abdul Rouf
Organisasi dan Arsitektur Komputer : Perancangan Kinerja (William Stallings)
Chapter 2 Evolusi dan Kinerja Komputer
1
Abdul Rouf
ENIAC aElectronic Numerical Integrator And Computer aEckert and Mauchly aUniversity of Pennsylvania aTabel Lintasan peluru aMulai dibuat 1943 aSelesai 1946 `Terlambat untuk digunakan dlm PD-II
aDipakai sampai 1955 2
Abdul Rouf
ENIAC - details aMenggunakan sistem Decimal (bukan binary) aMemiliki 20 accumulator untuk 10 digits aDiprogram secara manual melalui sakelar aBerisi 18,000 vacuum tubes aBerat 30 tons aLuas 15,000 square feet aDaya 140 kW aKecepatan: 5,000 penambahan per detik 3
Abdul Rouf
von Neumann/Turing aKonsep: Stored Program Computer aMain memory: menyimpan program dan data aALU: mengerjakan operasi data biner aControl unit: interpretasi instruksi dari memory dan meng-eksekusi aPeratan Input/output dikendailkan oleh control unit aPrinceton Institute for Advanced Studies `IAS
aSelesai dibuat 1952 4
Abdul Rouf
Structure Mesin von Nuemann
Arithmetic and Logic Unit
Input Output Equipment
Main Memory
Program Control Unit
5
Abdul Rouf
IAS - details a Kapasitas memori: 1000 x 40 bit words `Menggunakan sistem bilangan Biner `Panjang instruksi 20 bit ( 1 word = 2 instruksi )
a Register-register dalam CPU `MBR (Memory Buffer Register) `MAR (Memory Address Register) `IR (Instruction Register) `IBR (Instruction Buffer Register) `PC (Program Counter) `AC (Accumulator) `MQ (Multiplier Quotient)
6
Abdul Rouf
Structure detail IAS Central Processing Unit Arithmetic and Logic Unit Accumulator
MQ
Arithmetic & Logic Circuits MBR
Input Output Equipment
Instructions & Data Program Control Unit IBR
Main Memory
PC MAR
IR
Control Circuits Address 7
Abdul Rouf
Komputer Komersial a1947 - Eckert-Mauchly Computer Corporation `UNIVAC I (Universal Automatic Computer) `Untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau of Census
aMenjadi divisi dari Sperry-Rand Corporation aUNIVAC II dipasarkan akhir th. 1950-an `Lebih cepat `Kapasitas memori lebih besar
8
Abdul Rouf
IBM aPabrik peralatan Punched-card a1953 – IBM-701 `Komputer pertama IBM (stored program computer) `Untuk keperluan aplikasi Scientific
a1955 – IBM- 702 `Untuk applikasi bisnis
aMerupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan 9
Abdul Rouf
Transistor aMenggantikan vacuum tubes aLebih kecil aLebih murah aDisipasi panas sedikit aMerupakan komponen Solid State aDibuat dari Silicon (Sand) aDitemukan pada th 1947 di laboratorium Bell aOleh William Shockley dkk. 10
Abdul Rouf
Komputer berbasisTransistor aMesin generasi II aNCR & RCA menghasilkan small transistor machines aIBM 7000 aDEC - 1957 `Membuat PDP-1
11
Abdul Rouf
Microelectronics aSecara harafiah berarti “electronika kecil” aSebuah computer dibuat dari gerbang logika (gate), sel memori dan interkoneksi aSejumlah gate dikemas dalam satu keping semikonduktor asilicon wafer
12
Abdul Rouf
Generasi Komputer a 1946-1957 : Vacuum tube a 1958-1964 : Transistor a 1965-1971 : SSI - Small scale integration `Up to 100 devices on a chip
a 1971
: MSI - Medium scale integration (
`100-3,000 devices on a chip
a 1971-1977 : LSI - Large scale integration `3,000 - 100,000 devices on a chip
a 1978-
: VLSI - Very large scale integration
`100,000 - 100,000,000 devices on a chip
a Ultra large scale integration `Over 100,000,000 devices on a chip 13
Abdul Rouf
Moore’s Law a Gordon Moore - cofounder of Intel a Meningkatkan kerapatan komponen dalam chip a Jumlah transistors/chip meningkat 2 x lipat per tahun a Sejak 1970 pengembangan agak lambat `Jumlah transistors 2 x lipat setiap 18 bulan
a Harga suatu chip tetap / hampir tidak berubah a Kerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkat a Ukuran semakin kecil, flexibilitas meningkat a Daya listrik lebih hemat, panas menurun a Sambungan sedikit berarti semakin handal / reliable 14
Abdul Rouf
Jumlah Transistor dalam CPU
15
Abdul Rouf
IBM seri 360 a1964 aPengganti seri 7000 (tidak kompatibel) aRancangan awal suatu “keluarga” komputer `Memiliki set instruksi yang sama atau identik `Menggunakan O/S yang sama atau identik `Kecepatan meningkat `Jumlah I/O ports bertambah (i.e. terminal tambah banyak) `Kapasitas memori bertambah `Harga meningkat 16
Abdul Rouf
DEC PDP-8 a1964 aMinicomputer pertama aTidak mengharuskan ruangan ber-AC aUkurannya kecil aHarga $16,000 `$100k+ untuk IBM 360
aEmbedded applications & OEM aMenggunakan BUS STRUCTURE 17
Abdul Rouf
Struktur Bus pada DEC - PDP-8
Console Controller
CPU
Main Memory
I/O Module
I/O Module
OMNIBUS
18
Abdul Rouf
Memori Semiconductor a1970 aFairchild aUkuran kecil ( sebesar 1 sel core memory) aDapat menyimpan 256 bits aNon-destructive read aLebih cepat dari core memory aKapasitas meningkat 2 x lipat setiap tahun
19
Abdul Rouf
Intel a1971 - 4004 `Microprocessor pertama, CPU dalam 1 chip, 4 bit
a1972 - 8008 `8 bit, Digunakan untuk aplikasi khusus
a1974 - 8080 `Microprocessor general purpose yang pertama dari Intel
a1978 - 8086, 80286 a1985 - 80386 a1989 - 80486 20
Abdul Rouf
Meningkatkan kecepatan aPipelining aOn board cache aOn board L1 & L2 cache aBranch prediction aData flow analysis aSpeculative execution
21
Abdul Rouf
Performance Mismatch aKecepatan Processor meningkat aKapasitas memory meningkat aKecepatan memory tertinggal dari prosesor
22
DRAM and Processor Characteristics
Abdul Rouf
23
Abdul Rouf
Trends in DRAM use
24
Abdul Rouf
Solusi aMeningkatkan jumlah bit per akses aMengubah interface DRAM `Cache
aMengurangi frekuensicy akses memory `Cache yg lebih kompleks dan cache on chip
aMeningkatkan bandwidth interkoneksi `Bus kecepatan tinggi - High speed buses `Hierarchy of buses
25
Abdul Rouf
Pentium aCISC aMenggunakan teknik-teknik superscalar aEksekusi instruksi secara parallel aP6 : menggunakan: `Brach prediction `Data flow analisys `Specultive execution
aP7 : menggunakan teknologi berbasis RISC 26
Abdul Rouf
PowerPC aSistem RISC superscalar aHasil kerjasama IBM – Motorolla - Apple aDiturunkan dari arsitektur POWER (IBM RS/6000) aKeluarga PowerPC: `601: `603: `604: `620:
32-bit low-end desktop dan komputer portabel desktop dan low-end user 64-bit penuh, high-end user
27
Abdul Rouf
Internet Resources ahttp://www.intel.com/ `Search for the Intel Museum
ahttp://www.ibm.com ahttp://www.dec.com aCharles Babbage Institute aPowerPC aIntel Developer Home
28
