PERKEMBANGAN TEKNOLOGI MIKROPROSESOR

            Penggunaan mikroprosesor sudah menjadi kebutuhan di berbagai bidang baik elektronik, elektrik, permesinan, pengerjaan logam, kayu maupun di dunia otomotip, mengapa demikian karena mikroprosesor merupakan jantung sistem kendali otomasi yang aplikasinya sangat luas bentuk fisiknya sebuah chip (IC) yang sistem kerjanya melalui program. Adapun fungsi mikroprosesor adalah sebagai pengontrol atau pengolah utama dalam suatu rangkaian elektronik yang sering dikenal dengan istilah CPU (Central Processing Unit).

            Dalam aplikasinya kontrol menggunakan mikroprosessor sangat luas mulai dari motor step, kontrol PWM, Wattmeter, konverter thyristor, kontrol proses, kontrol terkait dengan berbagai gerakan mekanik, sistem kontrol mesin otomotip, penerapan hukum kontrol (PID), sistem kontrol pada peralatan modern, kontrol jarak jauh (remote), kontrol otomasi di industri, sistem robot dan peralatan pada otomasi kantor dengan sistem jaringannya. Sebuah mikroprosesor minimal terdiri dari rangkaian digital, register, pengolah logika aritmatika, rangkaian sekuensial yang bekerja berdasarkan algorithma program dalam bentuk kode-kode biner atau bahasa mesin yang telah dimasukkan terlebih dahulu ke dalam sebuah memori.

           
Prosesor pertama kali dibangun di Amerika serikat yaitu di University of Pennsylvania pada tahun 1946, saat itu sistem yang dikembangkan sudah mengacu pada sistem yang ada saat ini dan dikenal dengan sebutan ENIAC yang merupakan singkatan dari Electronics Numerical Integrator and Calculator. ENIAC dirancang dengan tujuan untuk menghitung tabel tembak artileri (artillery firing table) untuk keperluan tentara Amerika saat perang dunia kedua , lokasi pengembangan bertempat di United States Army's Ballistic Research Laboratory. Kecepatan ENIAC mencapai seribu kali lebih cepat dibanding mesin elektro-mekanik, dan saat dipublikasikan dikenal dengan istilah otak raksasa ("Giant Brain") yang diusulkan sebagai dasar arsitektur komputer dalam sistem pembelajaran

    Tabung hampa yang digunakan dalam ENIAC

    Tabung hampa pasca ENIAC sampai saat ini

           

            Arsitektur ENIAC menggunakan 10 ring counter yang berfungsi untuk menyimpan digit dan setiap digit menggunakan sejumlah 36 tabung hampa, 10 tabung merupakan tabung dual triode yang membentuk flip-flop dari ring counter. Arithmatika dilakukan dengan menghitung pulsa melalui ring counter dan terjadi carry pulse jika pada counter terjadi "wrapped around", ide dasarnya adalah untuk emulasi roda digit yang digunakan pada mesin mekanik ke dalam bentuk operasi elektronik. ENIAC dilengkapi dengan 20 buah akumuluator yang mampu menampilkan10 digit dengan komplemen 10, sehingga mampu melakukan 5000 operasi penjumlahan dan pengurangan dalam waktu 1 detik.

            Inventor ENIAC adalah John Mauchly dan J. Presper Eckert, sebelum ENIAC secara penuh beroperasi pada Agustus tahun 1944 diusulkan membangun Electronic Discrete Variable Automatic Compute (EDVAC).

   EDVAC (wikipedia)

  ENIAC (wikipedia)

EDVAC merupakan binary serial computer yang dapat melakukan operasi penjumlahan pengurangan, perkalian, pembagian dan pengujian otomatis, dilengkapi sistem penyim-panan data ultrasonic serial memory dengan kapasitas 1,000 44-bit word yang selanjutnya dikenal dengan istilah 1,024 word atau sama dengan 5.5 kilobytes.

Kecepatan waktu proses pada EDVAC berkisar 864 mikro detik dan untuk proses perkalian dibutuhkan waktu 2900 mikro detik (2.9 mili detik). Prosesor tersebut dibangun dari 6,000 tabung vakum dan 12,000 diode, dibutuhkan daya listrik sebesarc 56 kW. Luasan area lantai yang digunakan EDVAC 490 ft² (45.5 m²) dan beratnya mencapai 17,300 lb (7,850 kg). Sedangkan untuk pengoperasiannya dibutuhkan 30 (tiga puluh) orang, yang digilir untuk setiap 8 jam kerja.

            Dua tahun kemudian (1948) dengan munculnya perkembangan transistor sebagai pengganti tabung elektron hampa, laboratorium Bell di Amerika serikat membangun prosesor dari bahan transistor. Selanjutnya pada tahun 1958 Texas Instrument membangun rangkaian semikonduktor dalam bentuk IC (Integrated Circuit), hal ini merupakan rangkaian semikonduktor pertama menggunakan chip IC yang dikembangkan Jack Kilby dari USA.

           

            Penemuan IC ini mendorong pengembangan IC Digital (1960), dan mikroprosesor pertama oleh Intel (1971) yaitu mikroprosesor Intel 4004 yang merupakan prosesor 4-bit, bahkan kebanyakan Kalkulator yang digunakan saat ini masih berbasis mikroprosesor 4-bit. Pada tahun yang sama Intel mengeluarkan mikroprosesor 8-bit yang diberi seri Intel 8008, dan di tahun 1973 Intel memperkenalkan mikroprosesor 8-bit modern pertama Intel 8080 yang kecepatan operasinya 10x lebih cepat dari 8008, pengembangan lain diikuti Motorola MC6800. Pada tahun 1977 Intel memperkenalkan mikroprosesor 8-bit yang diberi merek dagang Intel 8085, mikroprosessor ini dibuat Intel dengan frekuensi clock dengan kecepatan lebih tinggi. Di sisi lain Zilog Corporation membuat mikroprosesor tandingan dari Intel 8085 yaitu dengan dikeluarkannya mikroprosesor Z80. Ditinjau dari sisi spesifikasi, mikroprosesor yang diproduksi Zilog yaitu Z80 memiliki spesifikasi mikroprosesor 8-bit CPU dengan kode obyek kompatibel dengan produksi Intel 8080 CPU. Pada mikroprosesor Z80 dilengkapi keseluruhan register yang ada di Intel 8080 begitu juga instruksinya, dan mendukung keberadaan interupsi di 8080.

            Pengembangan berikutnya pada tahun 1978 oleh Intel yaitu dengan diproduksinya generasi mikroprosesor 16-bit yang diberi merk dagang Intel 8086, dan penyempurnaan terus dilakukan oleh Intel sehingga setahun kemudian mengeluarkan prosesor tipe Intel 8088 yang ditinjau dari kecepatan proses dan pengembangan ukuran memori yang jauh lebih besar (expand memory) dibandingkan tipe Intel 8085. Pengelolaan memori sebagai tuntutan pengembangan perangkat software oleh Intel digunakan sistem cache memori, sistem ini merupakan sistem antrian yang mengatur secara sekuensial pemberian instruksi sebelum instrikusi tersebut dijalankan oleh prosesor. Sehingga Intel 8086/8088 dikenal dengan istilah CISC (Complex Instruction Set Computer), sebutan ini diberikan disebabkan banyaknya jumlah dan kompleksitas instruksi yang dapat dioperasikan. Babak baru pengembangan program aplikasi untuk mendukung mikroprosesor 8088 dilakukan oleh IBM pada tahun 1981 yaitu digunakannya IBM PC sebagai standar komputer dilengkapi dengan program aplikasi seperti spreadsheet dan pengolah kata. Pada tahun 1983 Intel mengeluarkan mikroprosesor 16-bit 80286 yang mampu mengendalikan sistem memori sampai 16 MB, dan tahun 1986 Intel mengeluarkan mikroprosesor 32-bit pertama 80386 yang mampu mengendalikan sistem memori sampai 4 GB.

             Dilanjutkan pada tahun 1989 Intel mengeluarkan mikroprosesor 32-bit 80486 yang dilengkapi kemampuan memori sampai 4 GB ditambah dengan 8K Cache. Tahun 1993 Intel memperkenalkan mikroprosesor 32-bit yang dikenal dengan istilah Pentium I, dan tahun 1997 diproduksi Pentium II, secara berturut-turut diikuti produksi berikutnya yaitu Pentium III dan Pentium IV dipasarkan keseluruh penjuru dunia pada tahun 2000, pada era inilah mulai dikenal sistem memori dengan teknologi memori RAMBUS menggantikan teknologi SDRAM.