Abdul Rouf
1
Organisasi dan Arsitektur Komputer : Perancangan Kinerja(William Stallings)
Chapter 2Evolusi dan Kinerja Komputer
Abdul Rouf
2
ENIAC
Electronic Numerical Integrator And ComputerEckert and MauchlyUniversity of PennsylvaniaTabel Lintasan peluruMulai dibuat 1943Selesai 1946
Terlambat untuk digunakan dlm PD-II
Dipakai sampai 1955
Abdul Rouf
3
ENIAC - details
Menggunakan sistem Decimal (bukan binary)Memiliki 20 accumulator untuk 10 digitsDiprogram secara manual melalui sakelarBerisi 18,000 vacuum tubesBerat 30 tonsLuas 15,000 square feetDaya 140 kWKecepatan: 5,000 penambahan per detik
Abdul Rouf
4
von Neumann/Turing
Konsep: Stored Program ComputerMain memory: menyimpan program dan dataALU: mengerjakan operasi data binerControl unit: interpretasi instruksi dari memory danmeng-eksekusiPeratan Input/output dikendailkan oleh control unitPrinceton Institute for Advanced Studies
IASSelesai dibuat 1952
Abdul Rouf
5
Structure Mesin von Nuemann
MainMemory
Arithmetic and Logic Unit
Program Control Unit
InputOutputEquipment
Abdul Rouf
6
IAS - detailsKapasitas memori: 1000 x 40 bit words
Menggunakan sistem bilangan BinerPanjang instruksi 20 bit ( 1 word = 2 instruksi )
Register-register dalam CPUMBR (Memory Buffer Register)MAR (Memory Address Register)IR (Instruction Register)IBR (Instruction Buffer Register)PC (Program Counter)AC (Accumulator)MQ (Multiplier Quotient)
Abdul Rouf
7
Structure detail IAS
MainMemory
Arithmetic and Logic Unit
Program Control Unit
InputOutputEquipment
MBR
Arithmetic & Logic Circuits
MQAccumulator
MARControlCircuits
IBR
IR
PC
Address
Instructions& Data
Central Processing Unit
Abdul Rouf
8
Komputer Komersial
1947 - Eckert-Mauchly Computer CorporationUNIVAC I (Universal Automatic Computer)Untuk kalkulasi sensus 1950 oleh US Bureau of Census
Menjadi divisi dari Sperry-Rand CorporationUNIVAC II dipasarkan akhir th. 1950-an
Lebih cepatKapasitas memori lebih besar
Abdul Rouf
9
IBM
Pabrik peralatan Punched-card 1953 – IBM-701
Komputer pertama IBM (stored program computer)Untuk keperluan aplikasi Scientific
1955 – IBM- 702Untuk applikasi bisnis
Merupakan awal dari seri 700/7000 yang membuat IBM menjadi pabrik komputer yang dominan
Abdul Rouf
10
Transistor
Menggantikan vacuum tubesLebih kecilLebih murahDisipasi panas sedikitMerupakan komponen Solid StateDibuat dari Silicon (Sand)Ditemukan pada th 1947 di laboratorium BellOleh William Shockley dkk.
Abdul Rouf
11
Komputer berbasisTransistor
Mesin generasi IINCR & RCA menghasilkan small transistor machinesIBM 7000DEC - 1957
Membuat PDP-1
Abdul Rouf
12
Microelectronics
Secara harafiah berarti “electronika kecil”Sebuah computer dibuat dari gerbang logika (gate), sel memori dan interkoneksiSejumlah gate dikemas dalam satu keping semikonduktorsilicon wafer
Abdul Rouf
13
Generasi Komputer
1946-1957 : Vacuum tube 1958-1964 : Transistor 1965-1971 : SSI - Small scale integration
Up to 100 devices on a chip1971 : MSI - Medium scale integration (
100-3,000 devices on a chip1971-1977 : LSI - Large scale integration
3,000 - 100,000 devices on a chip1978- : VLSI - Very large scale integration
100,000 - 100,000,000 devices on a chipUltra large scale integration
Over 100,000,000 devices on a chip
Abdul Rouf
14
Moore’s LawGordon Moore - cofounder of IntelMeningkatkan kerapatan komponen dalam chipJumlah transistors/chip meningkat 2 x lipat per tahunSejak 1970 pengembangan agak lambat
Jumlah transistors 2 x lipat setiap 18 bulanHarga suatu chip tetap / hampir tidak berubahKerapatan tinggi berarti jalur pendek, menghasilkan kinerja yang meningkatUkuran semakin kecil, flexibilitas meningkatDaya listrik lebih hemat, panas menurunSambungan sedikit berarti semakin handal / reliable
Abdul Rouf
15
Jumlah Transistor dalam CPU
Abdul Rouf
16
IBM seri 360
1964Pengganti seri 7000 (tidak kompatibel)Rancangan awal suatu “keluarga” komputer
Memiliki set instruksi yang sama atau identikMenggunakan O/S yang sama atau identikKecepatan meningkatJumlah I/O ports bertambah (i.e. terminal tambah banyak)Kapasitas memori bertambahHarga meningkat
Abdul Rouf
17
DEC PDP-8
1964Minicomputer pertamaTidak mengharuskan ruangan ber-ACUkurannya kecilHarga $16,000
$100k+ untuk IBM 360
Embedded applications & OEMMenggunakan BUS STRUCTURE
Abdul Rouf
18
Struktur Bus pada DEC - PDP-8
OMNIBUS
ConsoleController
CPU Main Memory I/OModule
I/OModule
Abdul Rouf
19
Memori Semiconductor
1970FairchildUkuran kecil ( sebesar 1 sel core memory)Dapat menyimpan 256 bitsNon-destructive readLebih cepat dari core memoryKapasitas meningkat 2 x lipat setiap tahun
Abdul Rouf
20
Intel
1971 - 4004 Microprocessor pertama, CPU dalam 1 chip, 4 bit
1972 - 80088 bit, Digunakan untuk aplikasi khusus
1974 - 8080Microprocessor general purpose yang pertama dari Intel
1978 - 8086, 802861985 - 803861989 - 80486
Abdul Rouf
21
Meningkatkan kecepatan
PipeliningOn board cacheOn board L1 & L2 cacheBranch predictionData flow analysisSpeculative execution
Abdul Rouf
22
Performance Mismatch
Kecepatan Processor meningkatKapasitas memory meningkatKecepatan memory tertinggal dari prosesor
Abdul Rouf
23
DRAM and Processor Characteristics
Abdul Rouf
24
Trends in DRAM use
Abdul Rouf
25
Solusi
Meningkatkan jumlah bit per aksesMengubah interface DRAM
Cache
Mengurangi frekuensicy akses memoryCache yg lebih kompleks dan cache on chip
Meningkatkan bandwidth interkoneksi Bus kecepatan tinggi - High speed busesHierarchy of buses
Abdul Rouf
26
Pentium
CISC Menggunakan teknik-teknik superscalarEksekusi instruksi secara parallelP6 : menggunakan:
Brach predictionData flow analisysSpecultive execution
P7 : menggunakan teknologi berbasis RISC
Abdul Rouf
27
PowerPC
Sistem RISC superscalar Hasil kerjasama IBM – Motorolla - AppleDiturunkan dari arsitektur POWER (IBM RS/6000)Keluarga PowerPC:
601: 32-bit 603: low-end desktop dan komputer portabel604: desktop dan low-end user620: 64-bit penuh, high-end user
Abdul Rouf
28
Internet Resources
http://www.intel.com/ Search for the Intel Museum
http://www.ibm.comhttp://www.dec.comCharles Babbage InstitutePowerPCIntel Developer Home