Sejarah Perkembangan Processor Intel
PC didesain berdasar generasi-generasi
CPU yang berbeda. Intel bukan satu-satunya perusahaan yang membuat CPU,
meskipun yang menjadi pelopor diantara yang lain. Pada tiap generasi
yang mendominasi adalah chip-chip Intel, tetapi pada generasi kelima
terdapat beberapa pilihan selain chip Intel.
Processor merupakan bagian sangat
penting dari sebuah komputer, yang berfungsi sebagai otak dari komputer.
Tanpa processor komputer hanyalah sebuah mesin dungu yang tak bisa
apa-apa. Processor yang kita pakai saat ini sudah sangat cepat sekali.
Tentu saja untuk mencapai kecepatan sampai saat ini processor tersebut
mengalami perkembangan. Perkembangan processor mulai dari generasi 4004
microprocessor yang di pakai pada mesin penghitung Busicom sampai dengan
Intel Pentium 4.
|
Gambar 4004 Microprocessor |
Pada tahun 1971 prosesor Intel
mengeluarkan processor seri MCS4 yang merupakan cikal bakal dari
prosesor i4040. Processor 4 bit ini yang direncanakan untuk menjadi otak
calculator , pada tahun yang sama (1971), intel membuat revisi ke i440.
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.
Pada tahun 1972 muncul processor 8 bit
pertama i8008, tapi agak kurang disukai karena multivoltage, lalu baru
muncul processor i8080, disini ada perubahan yaitu jadi triple voltage,
pake teknologi NMOS (tidak PMOS lagi), dan mengenalkan pertama kali
sistem clock generator (pake chip tambahan), dikemas dalam bentuk DIP
Array 40 pins. Kemudian muncul juga processor 2: MC6800 dari Motorola
-1974, Z80 dari Zilog -1976 (merupakan dua rival berat), dan
prosessor-prosessor lain seri 6500 buatan MOST, Rockwell, Hyundai, WDC,
NCR, dst. Z80 full compatible dengan i8008 hanya sampai level bahasa
mesin. Level bahasa rakitannya berbeda (tidak kompatibel level
software).
|
Gambar i8008 Micoprocessor |
Prosesor i8080 adalah prosesor dengan
register internal 8-bit, bus eksternal 8-bit, dan memori addressing
20-bit (dapat mengakses 1 MB memori total), dan modus operasi REAL.
Menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair.
Pada tahun 1978 muncul prosessor i8086,
prosesor ini memiliki register 16-bit, bus data eksternal 16-bit, dan
memori addressing 20-bit. Prosessor ini juga dilengkapi dengan teknologi
HMOS, komponen pendukung bus 16 bit sangat langka , sehingga harganya
menjadi sangat mahal.
|
Gambar Prosessor i8086
|
Untuk menjawab tuntutan pasar yang
semakin berkembang, maka Intel mengeluarkan prosessor tipe i8088 16bit
bus internal, 8bit bus external. Sehingga i8088 dapat memakai komponen
peripheral 8bit bekas i8008. IBM memilih chip ini untuk pebuatan IBM PC
karena lebih murah daripada i8086. Kalau saja CEO IBM waktu itu tidak
menyatakan PC hanyalah impian sampingan belaka, tentu saja IBM akan
menguasai pasar PC secara total saat ini. IBM PC first release Agustus
1981 memiliki 3 versi IBM PC, IBM PC-Jr dan IBM PC-XT (extended
technology). 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).
Di tahun selanjutnya Intel mengeluarkan
prosessor tipe i80186 dan i80188. Sejak munculnya prosesor tipe i80186,
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).
Dan juga mulai dikenal penggunaan slot ISA 16 bit yang dikembangkan dari
slot ISA 8 bit , para cloner mulai ramai bermunculan. 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).
Lalu untuk meraih momentum yang hilang
dari chip i8086, Intel membuat i80286, prosesor dengan 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.
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, dan tidak lupa
tambahan beberapa instruksi baru. Chip ini mulai dikemas dalam bentuk
PGA (pin Grid Array). Prosesor Intel sampai titik ini belum menggunakan
unit FPU secara internal.
Sekitar tahun 1989 Intel meluncurkan
i80486DX. Seri yang tentunya sangat populer, 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, dan mereka terbukti
sangat berhasil. Pendapat saya inilah yang disebut proses ‘cloning’,
sama seperti cerita NEC V20 dan V30.
Pada 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 untuk
meng”hambat” saingannya. Sejak Pentium ini para cloner mulai “rontok”
tinggal AMD, Cyrix . 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.
|
|
Pada 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. Cuma ada 1 instruksi yang ditambahkan: CMOV
(Conditional MOVe).
Pada 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 Pentium II cachenya di”luar” (menggunakan processor module), maka
kecepatannya setengah dari kecepatan processor.
|
Gambar Intel® Pentium® II Processor. |
Disebutkan juga penggunaan Slot 1 pada PII karena beberapa alasan :
1) 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).
2) 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. Beberapa diantaranya adalah efisiensi tempat dan
penyederhanaan bentuk.
3) 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.
|
Gambar Intel® Pentium® II Xeon™. |
Pada tanggal 6 Oktober 1998, Intel
Corporation meliris prosessor rangkap versi tercepat Intel® Pentium® II
Xeon™ dengan kecepatan 450 MHz, dirancang khusus untuk digunakan pada
Prosessor-dual (two-way) Workstation dan servers. Prosessor baru ini di
harapkan mampu membangun sebuah kepercayaan yang kokoh agar Pentium® II
Xeon™ dapat di terima di pasaran dan bisa dijadikan prosessor dasar bagi
semua Workstation dan Servers. Prosessor rangkap
(Dual-processor/two-way) akan membuat para users secara tidak langsung
pindah ke prosessor generasi baru ini, hal ini dikarenakan berbagai
problem yang selama ini pelik di selesaikan oleh prosessor-prosessor
terdahulu seperti Mission-Critical. System Vendor yang mencakup Compaq,
Dell, Fujitsu, Gateway, HP, IBM, Intergraph, NEC, Siemens Nixdorf (SNI),
TriStar dan UMAX telah merencanakan untuk beralih ke Prosessor baru ini
yang konon akan membawa mereka ke tingkat pemrosesan data yang lebih
menakjubkan. “Perkembangan teknologi prosessor Intel terus mendorong
cara kerja komputer ke tingkatan yang lebih tinggi lagi, menghasilkan
perluasan yang sangat pesat pada sektor pemasaran pada Workstation dan
Servers”, jelas Anand Chandrasekher, Divisi Produksi Intel® Workstation.
“Suatu tanda yang sangat menggembirakan bagi kami ketika peluncuran
Prosessor Pentium® II Xeon™ ke pasaran; banyak konsumen baru yang sangat
tertarik pada arsitektur Prosessor ini, oleh karena itu peluncuran
perdana Prosessor pentium® II Xeon™ dengan kecepatan 450 MHz, seharusnya
mampu mempercepat trend pengembangan prosessor yang berkecepatan tinggi
di masa kini”. Seperti anggota keluarga yang lain dari Intel® Inside
microprocessor, hal yang paling menonjol pada prosessor Pentium® II
Xeon™ 450 MHz adalah Chaches Level 2 (L2) yang lebih besar, kecepatan
pemrosesan data, penanganan khusus pada proteksi arus panas, Kemampuan
Multiprosessing, dan 100-MHz Bus sistem. AGPset Intel® 440GX untuk
Workstation dan servers dengan satu atau dua prosessor mampu menyediakan
support memory hingga 20-GB dan Grafik AGP yang lebih halus dan lebih
real. Prosessor ini juga menunjang pengembangan Sistem Operasi seperti
Windows NT(New Technology) untuk Workstation, Windows NT untuk Servers,
Netware dan UNIX.
Pada tahun 1999, Intel mengeluarkan
prosessor dengan tipe Intel® Pentium® III Processor. Processor Pentium
III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang
secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga
dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan
suara.
|
Gambar Intel® Pentium® III Processor |
|
Gambar Intel® Pentium® III Xeon® |
Disamping itu pada tahun yang sama Intel
juga mengeluarkan prosesor tipe Intel® Pentium® III Xeon®. Processor
Intel ini kembali merambah pasaran server dan workstation dengan
mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70
perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah dapat mempercepat
pengolahan informasi dari sistem bus ke processor, yang juga mendongkrak
performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk
dipadukan dengan processor lain yang sejenis.
Pada tahun 2000, Intel mengeluarkan
prosessor dengan tipe Intel® Pentium® 4 Processor. Processor Pentium IV
merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan
hingga 3,06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5 GHz
dengan form factor pin 423, setelah itu intel merubah form factor
processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor
Intel Pentium 4 berkecepatan 1,3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini
mampu menembus kecepatannya hingga 3,4 GHz.
|
Gambar Intel® Pentium® 4 Processor. |
Perbedaan Processor Antar Generasi
Generasi 1 (Processor 8088 dan 8086)
Processor 8086 (1978) merupakan CPU 16
bit pertama Intel yang menggunakan bus sistem 16 bit. Tetapi perangkat
keras 16 bit seperti motherboard saat itu terlalu mahal, dimana komputer
mikro 8 bit merupakan standart. Pada 1979 Intel merancang ulang CPU
sehingga sesuai dengan perangkat keras 8 bit yang ada. PC pertama (1981)
mempunyai CPU 8088 ini. 8088 merupakan CPU 16 bit, tetapi hanya secara
internal. Lebar bus data eksternal hanya 8 bit yang memberi kompatibelan
dengan perangkat keras yang ada.
Generasi 2 Processor 80286
286 (1982) juga merupakan prosessor 16
bit. Prosessor ini mempunyai kemajuan yang relatif besar dibanding
chip-chip generasi pertama. Frekuensi clock ditingkatkan, tetapi
perbaikan yang utama ialah optimasi penanganan perintah. 286
menghasilkan kerja lebih banyak tiap tik clock daripada 8088/8086. Pada
kecepatan awal (6 MHz) berunjuk kerja empat kali lebih baik dari 8086
pada 4.77 MHz. Belakangan diperkenalkan dengan kecepatan clock 8,10,dan
12 MHz yang digunakan pada IBM PC-AT (1984). Pembaharuan yang lain ialah
kemampuan untuk bekerja pada protected mode/mode perlindungan – mode
kerja baru dengan “24 bit virtual address mode”/mode pengalamatan
virtual 24 bit, yang menegaskan arah perpindahan dari DOS ke Windows dan
multitasking. Tetapi anda tidak dapat berganti dari protected kembali
ke real mode / mode riil tanpa mere-boot PC, dan sistem operasi yang
menggunakan hal ini hanyalah OS/2 saat itu.
Generasi 3 Processor 80386 DX
386 diluncurkan 17 Oktober 1985. 80386
merupakan CPU 32 bit pertama. Dari titik pandang PC DOS tradisional,
bukan sebuah revolusi. 286 yang bagus bekerja secepat 386SX
pertama-walaupun menerapkan mode 32 bit. Prosessor ini dapat mengalamati
memori hingga 4 GB dan mempunyai cara pengalamatan yang lebih baik
daripada 286. 386 bekerja pada kecepatan clock 16,20, dan 33 MHz. 80386
merupakan CPU pertama berunjuk kerja baik dengan Windows versi- versi
awal.
Generasi 4 Processor 80486 DX
80486 dikeluarkan 10 April 1989 dan
bekerja dua kali lebih cepat dari pendahulunya. Hal ini dapat terjadi
karena penanganan perintah-perintah x86 yang lebih cepat, lebih-lebih
pada mode RISC. Pada saat yang sama kecepatan bus dinaikkan, tetapi
386DX dan 486DX merupakan chip 32 bit. Sesuatu yang baru dalam 486 ialah
menjadikan satu math coprocessor/prosesor pembantu matematis.
Generasi 5 Pentium Classic
Chip ini dikembangkan oleh Intel dan
dikeluarkan pada 22 Maret 1993. Prosessor Pentium merupakan super
scalar, yang berarti prosessor ini dapat menjalankan lebih dari satu
perintah tiap tik clock. Prosessor ini menangani dua perintah tiap tik,
sebanding dengan dua buah 486 dalam satu chip. Terdapat perubahan yang
besar dalam bus sistem : lebarnya dua lipat menjadi 64 bit dan
kecepatannya meningkat menjadi 60 atau 66 MHz.
Generasi 6 Pentium Pro
Pengembangan Pentium Pro dimulai 1991,
di Oregon. Diperkenalkan pada 1 November, 1995 . Pentium Pro merupakan
prosessor RISC murni, dioptimasi untuk pemrosesan 32 bit pada Windows NT
atau OS/2. Fitur yang baru ialah bahwa cache L2 yang menjadi satu Chip
raksasa, dengan chip empat persegi panjang dan Socket-8nya. Unit CPU dan
cache L2 merupakan unit yang terpisah di dalam chip ini.