Perkembangan Perangkat Keras Komputer

Perangkat Keras (Hardware) adalah semua bagian fisik komputer, dibedakan dengan data yang berada di dalamnya atau yang beroperasi di dalamnya, dan dibedakan dengan perangkat lunak (software) yang menyediakan instruksi untuk perangkat keras dalam menyelesaikan tugasnya.

Perangkat keras umumnya terdiri dari :
- Prosesor
- Motherboard
- Printer
- Monitor
- Mouse
- RAM
- Keyboard
- Harddisk


Berdasarkan fungsinya, perangkat keras komputer dibagi menjadi :
1. input divice (unit masukan)
2. Process device (unit Pemrosesan)
3. Output device (unit keluaran)
4. Backing Storage ( unit penyimpanan)
5. Periferal ( unit tambahan)

Komponen dasar komputer terdiri dari input, process, output dan storage. Input device terdiri dari keyboard dan mouse, Process device adalah microprocessor (ALU, Internal Communication, Registers dan control section), Output device terdiri dari monitor dan printer, Storage external memory terdiri dari harddisk, Floppy drive, CD ROM, Magnetic tape. Storage internal memory terdiri dari RAM dan ROM. Sedangkan komponen Periferal Device merupakan komponen tambahan atau sebagai komponen yang belum ada atau tidak ada sebelumnya. Komponen Periferal ini contohnya : TV Tuner Card, Modem, Capture Card.


Perangkat keras komputer mengalami perkembangan yang cepat. Perkembangan sebagian perangkat keras tersebut adalah sebagai berikut:


Prosesor

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.
Setelah IBM memproduksi prosesor untuk PC, intel tak mau kalah dan berusaha membuat prosesor untuk komputer yang kompatibel dengan PC IBM pertama yang mengusung prosesor Intel 80286 dan 80386.
Pada tahun 1986, beberapa jenis prosesor Intel yang kompatibel dengan clone PC IBM bermunculan dan mendominasi pasar. Hingga saat ini, Intel mengeluarkan standar Microprosesor MMX (MultiMedia Extention). SSE (Streaming SIMD Extention), SSE2, SSE3, SSSE3 dan SSE4 untuk perangkat-perangkat prosesornya.
AMD, kompetitor tunggal Intel tak mau ketinggalan. Untuk melawan Intel, pebisnis prosesor ini mengeluarkan seri k-5 nya. Huruf “K” pada prosesor AMD tersebut diambil dari kata “Kryptonite”, batu meteor yang bisa bikin lemah manusia superman. Seri K5 sengaja dilempar ke pasaran untuk 4AMD bisa mengimbangi keandalan Intel melalui rilis seri Athlon miliknya, atau disebut juga K7.
Standar mikroprosesor yang dikeluarkan oleh AMD adalah 3DNow! dan 3Dnow!+. Kedua standar tersebut dibuat untuk menyaingi standar dari Intel, yaitu standar MMX sampai SSE3. Standar AMD 3Dnow! digunakan oleh beberapa pengembang game, namun idSoftware menggunakan standar ini untuk Quake II-nya. Sampai hari ini, Intel dan AMD memegang pangsa pasar terbesar untuk prosesor, dan masing-masing sudah menggunakan standar sistem 64-bit untuk produk-produk mereka yang akan datang.

Intel 4004

Processor 4 bit ini yang direncanakan untuk menjadi otak calculator , pada tahun yang sama (1971), intel membuat revisi ke 4004. Awalnya dipesan oleh sebuah perusahaan Jepang untuk pembuatan kalkulator , ternyata prosesor ini jauh lebih hebat dari yang diharapkan sehingga Intel membeli hak guna dari perusahaan Jepang tersebut untuk perkembangan dan penelitian lebih lanjut. Di sinilah cikal bakal untuk perkembangan ke arah prosesor komputer.

Spesifikasi :
Maximum clock speed adalah 740 kHz
Alamat 12-bit
instruksi 8-bit, tidak ditaruh di memori yang sama dengan
data word 4-bit
Set instruksi yang terdiri dari 46 instruksi (di mana 41 diantaranya memiliki lebar 8 bit dan 5 lebar 16 bit)
Set register terdiri dari 16 register masing-masing 4 bit
tumpukan subroutine internal memiliki kedalaman 3 tingkat

Intel i8008

Berikutnya muncul processor 8 bit pertama i8008 (1972), tapi agak kurang disukai karena multivoltage, disini ada perubahan yaitu jadi triple voltage,menggunakan teknologi NMOS (tidak PMOS lagi

Mengenalkan pertama kali sistem clock generator (menggunakan chip tambahan)
Dikemas dalam bentuk DIP Array 40 pins.
Prosesor i8080 adalah prosesor dengan register internal 8-bit
Bus eksternal 8-bit,
Memori addressing 20-bit (dapat mengakses 1 MB memori total), dan modus operasi REAL.

Intel 8080

Intel 8080 adalah mikroprosesor awal yang dirancang dan diproduksi oleh Intel

CPU-8bit
Dirilis pada April 1974 dan berjalan pada 2 MHz,
Dianggap menjadi rancangan prosesor mikro (microprocessor) pertama yang benar-benar dapat digunakan.


Intel 8085

Muncul 1977
Menggunakan clock generator onprocessor, cikal bakalnya penggunaan single voltage +5V (implementasi s/d 486DX2, pd DX4 mulai +3.3V dst).

Intel 8088

Untuk menjawab tuntutan pasar muncul i8088 16bit bus internal, 8bit bus external.
i80 88 memakai komponen peripheral 8bit bekas i8008.
Lebih murah daripada i8088.
Chip i8088 ini sangat populer, sampai NEC meluncurkan sebuah chip yang dibangun berdasarkan spesifikasi pin chip ini, yang diberi nama V20 dan V30. NEC V20 dan V30 adalah processor yang compatible dengan intel sampai level bahasa assembly (software).
Chip 8088 dan 8086 kompatibel penuh dengan program yang dibuat untuk chip 8080, walaupun mungkin ada beberapa program yang dibuat untuk 8086 tidak berfungsi pada chip 8088 (perbedaan lebar bus).

Intel 80186 dan i80188

Sejak muncul 80186 dan i80188 prosessor mulai dikemas dalam bentuk PLCC, LCC dan PGA 68 kaki.
i80186 secara fisik berbentuk bujursangkar dengan 17 kaki persisi (PLCC/LCC) atau 2 deret kaki persisi (PGA) dan mulai dari i80186 inilah chip DMA dan interrupt controller disatukan ke dalam processor.
Semenjak menggunakan 286, komputer IBM menggunakan istilah IBM PC-AT (Advanced Technology)dan mulai dikenal pengunaan istilah PersonalSystem (PS/1).
Pada periode ini mulai dikenal penggunaan slot ISA 16 bit yang dikembangkan dari slot ISA 8 bit.
Ada AMD, Harris & MOS yang compatible penuh dengan intel.
Di 286 ini mulai dikenal penggunaan Protected Virtual Adress Mode yang memungkinkan dilakukannya multitasking secara time sharing (via hardware resetting).
Tahun 1986 IBM membuat processor dengan arsitektur RISC 32bit pertama untuk kelas PC. Namun karena kelangkaan software, IBM RT PC ini “melempem” untuk kelas enterprise, RISC ini berkembang lebih pesat, setidaknya ada banyak vendor yang saling tidak kompatibel.

Intel 80286

Untuk meraih momentum yang hilang dari chip i8086, Intel membuat i80286
Register 16-bit
Bus eksternal 16-bit
Mode protected terbatas yang dikenal dengan mode STANDARD yang menggunakan memori addressing 24-bit yang mampu mengakses maksimal 16 MB memori.
Chip 80286 ini tentu saja kompatibel penuh dengan chip-chip seri 808x sebelumnya, dengan tambahan beberapa set instruksi baru.
Sayangnya chip ini memiliki beberapa bug pada desain hardware-nya, sehingga gagal mengumpulkan pengikut.

Intel i80386

Pada tahun 1985, Intel meluncurkan desain prosesor yang sama sekali baru: i80386.
Sebuah prosesor 32-bit , dalam arti memiliki register 32-bit, bus data eksternal 32-bit, dan mempertahankan kompatibilitas dengan prosesor generasi sebelumnya
Dengan tambahan diperkenalkannya mode PROTECTED 32-BIT untuk memori addressing 32-bit
Mampu mengakses maksimum 4 GB
Chip ini mulai dikemas dalam bentuk PGA (pin Grid Array)Prosesor Intel sampai titik ini belum menggunakan unit FPU secara internal.

Intel i80486

Sekitar tahun 1989 Intel meluncurkan i80486DX.
Peningkatan seri ini terhadap seri 80386 adalah kecepatan dan dukungan FPU internal dan skema clock multiplier (seri i486DX2 dan iDX4), tanpa tambahan instruksi baru.
Karena permintaan publik untuk prosesor murah, maka Intel meluncurkan seri i80486SX yang tak lain adalah prosesor i80486DX yang sirkuit FPU-nya telah disabled .
Seperti yang seharusnya, seri i80486DX memiliki kompatibilitas penuh dengan set instruksi chip-chip seri sebelumnya.
AMD dan Cyrix kemudian membeli rancangan prosesor i80386 dan i80486DX untuk membuat prosesor Intel-compatible.

Intel Pentium

Tahun 1993, dan Intel meluncurkan prosesor Pentium.
Peningkatannya terhadap i80486: struktur PGA yang lebih besar (kecepatan yang lebih tinggi , dan pipelining,tanpa instruksi baru.
Tidak ada yang spesial dari chip ini, hanya fakta bahwa standar VLB yang dibuat untuk i80486 tidak cocok (bukan tidak kompatibel) sehingga para pembuat chipset terpaksa melakukan rancang ulang untuk mendukung PCI. Intel menggunakan istilah Pentium karena Intel kalah di pengadilan paten. alasannya angka tidak bisa dijadikan paten, karena itu intel mengeluarkan Pentium menggunakan TM. AMD + Cyrix tidak ingin tertinggal, mereka mengeluarkan standar Pentium Rating (PR) sebelumnya ditahun 92 intel sempat berkolaborasi degan Sun, namun gagal dan Intel sempat dituntut oleh Sun karena dituduh menjiplak rancangan Sun. Sejak Pentium, Intel telah menerapkan kemampuan Pipelining yang biasanya cuman ada diprocessor RISC (RISC spt SunSparc). Vesa Local Bus yang 32bit adalah pengembangan dari arsitektur ISA 16bit menggunakan clock yang tetap karena memiliki clock generator sendiri (biasanya >33Mhz) sedangkan arsitektur PCI adalah arsitektur baru yang kecepatan clocknya mengikuti kecepatan clock Processor (biasanya kecepatannya separuh kecepatan processor).. jadi Card VGA PCI kecepatannya relatif tidak akan sama di frekuensi MHz processor yang berbeda alias makin cepat MHz processor, makin cepat PCI-nya.

Intel Pentium Pro

Tahun 1995, kemunculan Pentium Pro.
Inovasi disatukannya cache memori ke dalam prosesor menuntut dibuatnya socket 8.
Pin-pin prosesor ini terbagi 2 grup: 1 grup untuk cache memori, dan 1 grup lagi untuk prosesornya sendiri, yang tak lebih dari pin-pin Pentium yang diubah susunannya.
Desain prosesor ini memungkinkan keefisienan yang lebih tinggi saat menangani instruksi 32-bit, namun jika ada instruksi 16-bit muncul dalam siklus instruksi 32-bit, maka prosesor akan melakukan pengosongan cache sehingga proses eksekusi berjalan lambat.
Hanya ada 1 instruksi yang ditambahkan: CMOV (Conditional MOVe).

Intel Pentium MMX

Tahun 1996 muncul prosesor Pentium MMX.
Multi Media eXtension adalah istilah yang digunakan AMD . Ada suatu keterbatasan desain pada chip ini: karena modul MMX hanya ditambahkan begitu saja ke dalam rancangan Pentium tanpa rancang ulang, Intel terpaksa membuat unit MMX dan FPU melakukan sharing, dalam arti saat FPU aktif MMX non-aktif, dan sebaliknya. Sehingga Pentium MMX dalam mode MMX tidak kompatibel dengan Pentium.
Mengenai rancangan AMD K6, tahukah anda bahwa K6 sebenarnya adalah rancangan milik NexGen ? Sewaktu Intel menyatakan membuat unit MMX, AMD mencari rancangan MMX dan menambahkannya ke K6. Sayangnya spesifikasi MMX yang didapat AMD sepertinya bukan yang digunakan Intel, sebab terbukti K6 memiliki banyak ketidakkompatibilitas instruksi MMX dengan Pentium MMX.

Intel Pentium II

Tahun 1997, Intel meluncurkan Pentium II, Pentium Pro dengan teknologi MMX yang memiliki 2 inovasi: cache memori tidak menjadi 1 dengan inti prosesor seperti Pentium Pro , namun berada di luar inti namun berfungsi dengan kecepatan processor. Inovasi inilah yang menyebabkan hilangnya kekurangan Pentium Pro (masalah pengosongan cache) Inovasi kedua, yaitu SEC (Single Edge Cartidge), Kenapa? Karena kita dapat memasang prosesor Pentium Pro di slot SEC dengan bantuan adapter khusus. Tambahan : karena cache L2 onprocessor, maka kecepatan cache = kecepatan processor, sedangkan karena PII cachenya di”luar” (menggunakan processor module), maka kecepatannya setengah dari kecepatan processor.

Disebutkan juga penggunaan Slot 1 pada PII karena beberapa alasan :
Pertama, memperlebar jalur data (kaki banyak – Juga jadi alasan Socket 8), pemrosesan pada PPro dan PII dapat paralel. Karena itu sebetulnya Slot 1 lebih punya kekuatan di Multithreading / Multiple Processor. ( sayangnya O/S belum banyak mendukung, benchmark PII dual processorpun oleh ZDBench lebih banyak dilakukan via Win95 ketimbang via NT)
Kedua, memungkinkan upgrader Slot 1 tanpa memakan banyak space di Motherboard sebab bila tidak ZIF socket 9 , bisa seluas Form Factor(MB)nya sendiri konsep hemat space ini sejak 8088 juga sudah ada .Mengapa keluar juga spesifikasi SIMM di 286? beberapa diantaranya adalah efisiensi tempat dan penyederhanaan bentuk.
Ketiga, memungkinkan penggunaan cache module yang lebih efisien dan dengan speed tinggi seimbang dengan speed processor dan lagi-lagi tanpa banyak makan tempat, tidak seperti AMD / Cyrix yang “terpaksa” mendobel L1 cachenya untuk menyaingi speed PII (karena L2-nya lambat) sehingga kesimpulannya AMD K6 dan Cyrix 6×86 bukan cepat di processor melainkan cepat di hit cache! Sebab dengan spec Socket7 kecepatan L2 cache akan terbatas hanya secepat bus data / makin lambat bila bus datanya sedang sibuk, padahal PII thn depan direncanakan beroperasi pada 100MHz (bukan 66MHz lagi). Point inilah salah satu alasan kenapa intel mengganti chipset dari 430 ke 440 yang berarti juga harus mengganti Motherboard.

Pentium III

Pentium III adalah mikroprosesor generasi keenam buatan Intel yang diluncurkan tahun 1999 sebagai penerus prosesor Intel Pentium II. Prosesor berarsitektur 32-bit ini menggunakan mikroarsitektur Intel x86 yang diperluas dengan instruksi RISC seperti Pentium Pro. Adapun sebenarnya prosesor x86 adalah prosesor berinstruksi CISC.
Pada masanya, prosesor ini sempat menempatkan diri sebagai prosesor tercepat sebelum AMD meluncurkan prosesor jagoannya, Athlon. Jangkauan kecepatan prosesor ini mulai 450 MHz (4,5 kali 100 MHz) hingga 1.400 MHz (10,5 kali 133 MHz). Prosesor Pentium III dengan kecepatan 1.400 MHz diluncurkan hampir bersamaan dengan peluncuran prosesor Pentium 4 generasi pertama yang menimbulkan ketimpangan pasar sehingga sempat kalah pamor.
Pentium III menggunakan slot (dikenal sebagai Slot 1) sebagai sarana penyambung dengan papan induk, sama dengan Pentium II sebelum akhirnya berubah menggunakan soket dengan 370 pin (dikenal sebagai soket PGA 370). Prosesor ini awalnya berjalan pada bus berkecepatan 100 MHz sebelum ditingkatkan menjadi 133 MHz.
Prosesor ini sempat berevolusi beberapa kali sebelum akhirnya digantikan oleh Pentium 4. Evolusinya dapat dijabarkan sebagai berikut:
Katmai (generasi awal). Prosesor ini masih menggunakan bus berkecepatan 100 MHz yang dibangun menggunakan teknik pabrikasi 250 nm. Adapun kecepatan cache prosesor setengah kali lipat dari kecepatan prosesor, misalnya apabila prosesor berjalan pada kecepatan 500 MHz, maka kecepatan cache prosesor tersebut adalah 250 MHz. Cache yang digunakan adalah SRAM berkapasitas 512 KB.
Coppermine (generasi kedua). Prosesor ini mulai menggunakan bus berkecepatan 133 MHz walaupun masih ada yang masih berkecepatan 100 MHz. Peningkatan yang paling menonjol pada generasi ini adalah pada kecepatan cache yang setara dengan kecepatan prosesor, meski ukurannya dipotong menjadi setengahnya. Prosesor ini tersedia dalam desain Slot 1 maupun soket PGA 370.
Tualatin (generasi ketiga). Prosesor ini dibangun memakai teknologi pabrikasi 180 nm dan sudah menggunakan kecepatan bus 133 MHz.

Pentium IV

Pentium VI adalah mikroprosesor generasi ketujuh yang dibuat oleh Intel Corporation dan dirilis pada bulan November 2000 meneruskan prosesor Intel Pentium III. Nama perkenalan generasi awalnya adalah Willamette, kemudian dikembangkan kembali dengan nama perkenalan Northwood, Prescott, dan Cedar-Mill.

Intel Pentium M

Intel Pentium M adalah sebuah mikroprosesor Intel x86 yang didesain oleh Intel untuk digunakan secara eksklusif untuk komputer portabel, semacam Notebook atau PC Tablet. Pentium M pertama kali dirilis pada bulan Maret 2003, bersamaan dengan chipset Intel 855, dan kartu adapter jaringan Intel PRO/Wireless 2100 Mini PCI, yang kemudian lazim dikenal dengan sebutan Intel Centrino jika ketiga komponen tersebut disatukan dalam satu sistem.
Inti dari Pentium M merupakan desain dari para pengembang mikroarsitektur prosesor Pentium III yang efisien dan Pentium 4 yang gegas. Tentu saja, Pentium M juga menawarkan sesuatu yang lebih dari pada kedua pendahulunya itu, seperti hal-hal berikut ini:
Penggabungan micro-operation (oleh Intel disebut dengan Micro-operation fusion). Hal ini akan mengakibatkan throughput yang lebih tinggi dengan menggunakan daya yang rendah.
Hasil desain tersebut, menjadikan Pentium M menawarkan performa yang sebanding, atau bahkan lebih cepat dibandingkan dengan prosesor Pentium 4, dengan tetap menekan penggunaan daya dan juga menekan terjadinya panas berlebih.

R.Pentium D

Pentium D merupakan jajaran mikroprosesor Intel yang memiliki dua buah inti (dual core) dalam prosesornya. Ada dua buah jenis Pentium D yang beredar di pasaran, antara lain Pentium D yang berbasiskan inti Prescott (90 nanometer), yang diberi nama Smithfield dan satu lagi prosesor Pentium D yang berbasiskan inti Cedar-Mill (65 nanometer), yang diberi nama Presler.

Pentium Extreme Edition

Pentium Etreme Edition merupakan prosesor Pentium 4 keluaran Intel Corporation yang ditujukan untuk pasar khusus, yakni pasar gamer dan antusias terhadap kinerja. Saat AMD bangga karena akan meluncurkan prosesor AMD Athlon 64 untuk komputer desktop, Intel secara diam-diam meluncurkan prosesor baru, dengan nama Intel Pentium 4 Extreme Edition ketika Intel Developer Forum sedang berlangsung, delapan hari sebelum AMD meluncurkan AMD Athlon 64. Pentium 4 Extreme Edition dibangun berdasarkan core Gallatin (Intel Xeon MP) dengan dikurangi dukungan multiprocessor, dan ditambah cache L3 sebesar 2048 KB.

Dukungan HyperThreading seperti prosesor Pentium 4 biasa pun terdapat dalam prosesor ini. Dengan Hyper Threading pada prosesor ini membuatnya dikenali oleh sistem operasi yang bersifat SMP-capable (sistem operasi yang mendukung multiprocessor seperti Windows NT, 2000, XP dan GNU/Linux) selayaknya dua prosesor, satu prosesor fisik dan satu prosesor logis.

Intel Core 2 Duo

Intel Core 2 Duo adalah sebuah mikroprosesor yang dirilis oleh Intel Corporation pada tanggal 27 Juli 2006. Pada saat pengembangannya, prosesor ini memiliki nama kode Conroe dan Allendale. Kinerja prosesor ini menang telak cukup jauh jika dibandingkan dengan prosesor Intel Pentium D seri Presler apalagi Pentium D seri Smithfield yang masih menggunakan mikroarsitektur Intel NetBurst. Jika dibandingkan dengan seterunya, AMD Athlon FX 60, sebuah prosesor Intel Core 2 Duo berkecepatan 2400 MHz mengungguli prosesor tersebut dengan perbedaan kinerja kira-kira 15%. Jika prosesor AMD Athlon FX tersebut di-overclock menjadi 3.4 GHz, prosesor tersebut unggul tipis dibandingkan Core 2 Duo 2400 MHz. Ini berarti prosesor Intel Core 2 Duo jauh lebih efisien dibandingkan dengan pendahulunya dalam rangka mengeksekusi instruksi.

Intel Quad-core Xeon X3210/X3220

Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP).

Bersambung ke bag 2
Perkembangan Perangkat Keras Komputer Bag 2