EVOLUSI DAN KINERJA KOMPUTER Ahmad Aziz Nasution Teknik Informatika, STMIK & AMIK LOGIKA, Jalan Brigjend Katamso NO.36 A, Kp.Baru, Medan Maimun, Medan, 20159, Indonesia E-mail: [email protected] ABSTRAK Berbicara tentang komputer memang tidak akan pernah ada habisnya, entah itu mengenai sejarah komputer, perkembangan komputer hingga berbagai evolusi yang sudah terjadi pada komputer. Melihat sejarah singkat komputer, komputer berasal dari bahasa inggris yaitu to compute yang mempunyai arti menghitung. Pendek kata, komputer adalah alat yang di pakai untuk mengelolah data, sesuai dengan instruksi yang sudah di tentukan. 1. PENDAHULUAN Komputer yang kita temui saat ini adalah suatu evolusi panjang dari penemuan-penemuan manusia sejak dahulu kala berupa alat mekanik maupun elektronik. Pada awalnya komputer pertama diciptakan oleh seorang ilmuwan matematika Inggris dari Universitas Cambridge bernama Charles Babbage (1792-1871) yang menemukan speedometer. Usaha Babbage yang pertama muncul pada tahun 1822 ketika ia mengusulkan suatu mesin untuk melakukan perhitungan persamaan diferensial. Mesin tersebut dinamakan Mesin Diferensial. Dengan menggunakan tenaga uap, mesin tersebut dapat menyimpan program dan dapat melakukan kalkulasi serta mencetak hasilnya secara otomatis. Babbage kemudian terinspirasi untuk memulai membuat komputergeneral-purpose yang pertama, yang disebut Analytical Engine atau mesin analitis. Mesin ini terdiri dari sekitar 50.000 komponen, desain dasar dari mesin analitis menggunakan kartu-kartu berlubang yang berisi instruksi operasi bagi mesin tersebut. Seperti mesin diferensial, mesin analitis ini sepenuhnya bersifat mekanis. Ada Augusta Lovelace (1815-1842) merupakan wanita yang dipekerjakan oleh Babbage juga memiliki peran penting dalam pembuatan mesin ciptaan Babbage. Ia membantu merevisi rencana, mencari pendanaan dari pemerintah Inggris dan mengkomunikasikan spesifikasi mesin analitis kepada publik. Selain itu, pemahaman Augusta yang baik tentang mesin ini memungkinkannya membuat instruksi untuk dimasukkan ke dalam mesin dan juga membuatnya menjadi programmer pertama di dunia. Pada tahun 1980, Departemen Pertahanan Amerika Serikat menamakan sebuah bahasa pemrograman dengan nama ADA sebagai penghormatan kepadanya. Pada tahun 1889, Herman Hollerith (1860 1929) juga menerapkan prinsip kartu perforasi untuk melakukan penghitungan. Tugas pertamanya adalah menemukan cara yang lebih cepat untuk melakukan perhitungan bagi Biro Sensus Amerika Serikat. Hollerith menggunakan kartu perforasi untuk memasukkan data sensus yang kemudian diolah oleh alat tersebut secara mekanik. Sebuah kartu dapat menyimpan hingga 80 variabel. Dengan menggunakan alat tersebut, hasil sensus dapat diselesaikan dalam waktu enam minggu. Pada tahun 1903, John V. Atanasoff dan Clifford Berry merancang sebuah kalkulator elektronik di Bell Labs, Amerika Serikat. Mesin ini sangat canggih pada masanya dan bekerja menggunakan aritmatika biner dan memiliki kapasitor-kapasitor sebagai memori. Pendekatan ini didasarkan pada hasil kerja George Boole (1815-1864) berupa sistem biner aljabar, yang menyatakan bahwa setiap persamaan matematik dapat dinyatakan sebagai benar atau salah. Dengan mengaplikasikan kondisi benar-salah ke dalam sirkuit listrik dalam bentuk terhubungterputus, Atanasoff dan Berry membuat komputer elektrik pertama di tahun 1940. 2. LANDASAN TEORI 2 1.1 Sejarah Perkembangan Komputer Sejarah perkembangan komputer di bagi menjadi dua yaitu : 1. Sebelum tahun 1940 2. Sesudah tahun 1940 Komputer Sebelum Tahun 1940 Sejarah perkembangan komputer bermula dengan berkembangnya ilmu matematika. Dimulai dengan penggunaan jari-jemari manusia, kemudian tercipta alat Abakus yang dapat melakukan operasi hitung sederhana. Pada tahun 1816 Charles Babbage telah membina the difference engine yang telah dapat menyelesaikan masalah perhitungan matematik seperti logaritma secara mekanikal dengan tepat sampai dengan dua puluh digit. Mesin ini juga telah menggunakan semacam "card" sebagai input, untuk menyimpan "file-file" data melakukan perhitungan secara otomatis dan seterusnya mengeluarkan output dalam bentuk cetakan pada kertas. "card" tersebut pertama kali telah digunakan sebagai alat input dalam industri tekstil pada mesin tenun otomatis ciptaan Joseph Jecquard pada tahun 1801. Pada tahun 1887 Herman Hoolerith telah mempopularkan penggunaan "card" sebagai alat input data yang telah banyak digunakan penduduk Amerika. Komputer Sesudah Tahun 1940 I. Komputer Generasi Pertama : ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator) Komputer ENIAC ini diciptakan oleh Dr John Mauchly dan Presper Eckert pada tahun 1946. EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) Penggunaan tiub tiub vakum juga telah dikurangi di dalam EDVAC, di mana proses perhitungan telah menjadi lebih cepat dibandingkan ENIAC. EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Calculator) EDSAC telah memperkenalkan penggunaan raksa (merkuri) dalam tube untuk menyimpan memori. UNIVAC I (Universal Automatic Calculator) Pada tahun 1951 Dr Mauchly dan Eckert menciptakan UNIVAC I , komputer pertama yang digunakan untuk memproses data perniagaan. II.Komputer Generasi Kedua : Transistor ( 1959 - 1964 ) Komputer-komputer generasi kedua telah menggunakan transistor dan diode untuk menggantikan saluran-saluran vakum dan menjadikan ukuran komputer lebih kecil dan lebih murah. Cara baru menyimpan memori juga diperkenalkan melalui teknologi magnetik. Keupayaan pemprosesan dan ukuran memori utama komputer juga bertambah dan menjadikan ia lebih efisien. Kemunculan FORTRAN dan COBOL menandakan permulaan bahasa tingkat tinggi untuk menggantikan bahasa pengantar dalam mesin yang lebih sukar. Minikomputer juga telah diperkenalkan yaitu yang kedua terbesar di dalam generasi komputer. Versinya yang pertama ialah DEC PDP 8 yang diciptakan pada tahun 1964 yang berguna untuk memproses data-data. III. Komputer Generasi Ketiga Integrated Circuits (1964-1980) Chip mulai menggantikan transistor sebagai bahan logis komputer dengan terhasilnya litar terkamir atau lebih dikenal dengan sebutan chip. Jenis komputer terkecil mikrokomputer telah muncul dan paling cepat menjadi popular seperti Apple II, IBM PC dan Sinclair. Banyak bahasa pemrograman telah muncul seperti BASIC, Pascal dan PL/1. Kebanyakan mikrokomputer didasari dengan tafsiran bahasa secara mendalam, chip ROM untuk menggunakan bahasa BASIC. IV. Komputer Generasi Keempat Chip masih digunakan untuk memproses dan menyimpan memori. Ia lebih canggih, dilengkapi hingga ratusan ribu komponen transistor yang disebut pengamiran skala amat besar (very large scale intergartion, VLSI). Pemprosesan dapat dilakukan dengan lebih tepat, sampai jutaan bit per detik. Memori utama komputer menjadi lebih besar sehingga menyebabkan memori sekunder kurang penting. Teknologi chip yang maju ini telah mewujudkan satu lagi kelas komputer yang disebut Supercomputer. V. Komputer Generasi Kelima( 2000 - Sekarang ) Banyak kemajuan di bidang desain komputer dan teknologi semakin memungkinkan pembuatan komputer generasi kelima. Model non Neumann akan digantikan dengan sistem yang mampu mengkoordinasikan banyak CPU untuk bekerja secara serempak. Kemajuan lain adalah teknologi superkonduktor yang memungkinkan aliran elektrik tanpa ada hambatan apapun, yang nantinya dapat mempercepat kecepatan informasi. 2 1.2 Perancangan Kinerja Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. Dari segi perkembangan program aplikasipun sangat menakjubkan. Aplikasi dekstop yang hampir dimiliki semua sistem komputer saat ini meliputi : Pengolahan citra Pengenalan voice atau pembicaraan Video conference Mulitimedia Transfer data Yang menakjubkan lagi adalah dari sudut pandang organisasi dan arsitektur computer saat ini adalah mirip dengan komputer IAS yang dibuat sekitar 50 tahun lalu, namun perkembangan dan kecanggihannya dapat kita rasakan sekarang ini. Peningkatan kinerja mikroprosesor ini terus berlanjut tidak kenal henti dengan berbagai teknik yang telah dikembangkan, diantaranya: Branch Prediction, teknik dimana prosesor memungkinkan mengamati terlebih dahulu di dalam software dan melakukan prediksi percabangan atau kelompok instruksi yang akan dieksekusi berikutnya. Data Flow Analysis, prosesor akan menganalisa instruksi – instruksi yang tidak tergantung pada hasil atau data lainnya untuk membuat penjadwalan yang optimum dalam eksekusi. Speculative Execution, dengan modal prediksi cabang dan analisis data, maka prosesor dapat melakukan eksekusi spekulatif terlebih dahulu sebelu waktunya. Perkembangan mikroprosesor, dilihat dari kapasitas operasi dan kecepatannya sangatlah pesat. Perkembangan mikroprosesor ini sulit diimbangi oleh komponen lainnya semisal memori. Hal ini menimbulkan masalah kesenjangan dan kurang sinkronnya operasi antar komponen. Terdapat beberapa metode untuk mengatasi masalah perbedaan kecepatan operasi antara mikroprosesor dengan komponen lainnya, diantaranya : Meningkatkan jumlah bit yang dicari pada suatu saat tertentu dengan melebarkan DRAM dan melebarkan lintasa sistem busnya. Mengubah antarmuka DRAM sehingga lebih efisien dengan menggunakan teknik cache atau pola buffer lainnya pada keping DRAM. Meningkatkan bandwidth interkoneksi prosesor dan memori dengan penggunakan hierarki bus – bus yang lebih cepat untuk buffering dan membuat struktur aliran data. Target yang ingin dicapai dalam peningkatan kinerja adalah tercapainya keseimbangan proses operasi antar komponen – komponen penyusun komputer sehingga menghasilkan kinerja komputer yang tinggi. 2 1.3 Contoh Evolusi Komputer Evolusi komputer yang akan dijelaskan adalah kelompok komputer Pentium Intel dan PowerPC. Alasannya adalah komputer Pentium Intel mampu mendominasi pasaran dan secara teknologi menggunakan rancangan CISC (complex instruction set computers) dalam arsitekturnya. Sedangkan PowerPC merupakan kelompok komputer yang menerapkan teknologi RISC (reduced instruction set computers). a. Pentium, Berikut ini evolusi prosesor keluaran Intel dari prosesor sederhana sampai prosesor keluaran saat ini: 8080, keluar tahun 1972 merupakan mikroprosesor pertama keluaran Intel dengan mesin 8 bit dan bus data ke memori juga 8 bit. Jumlah instruksinya 66 instruksi dengan kemampuan pengalamatan 16KB. 8086, dikenalkan tahun 1974 adalah mikroprosesor 16 bit dengan teknologi cache instruksi. Jumlah instruksi mencapai 111 dan kemampuan pengalamatan ke memori 64KB. 80286, keluar tahun 1982 merupakan pengembangan dari 8086, kemampuan pengalamatan mencapai 1MB dengan 133 instruksi. 80386, keluar tahun 1985 dengan mesin 32 bit. Sudah mendukung sistem multitasking. Dengan mesin 32 bitnya, produk ini mampu menjadi terunggul pada saat itu. 80486, dikenalkan tahun 1989. Kemajuannya pada teknologi cache memori dan pipelining instruksi. Sudah dilengkapi dengan math co-processor. Pentium, dikeluarkan tahun 1993, menggunakan teknologi superscalar sehingga memungkinkan eksekusi instruksi secara paralel. Pentium Pro, keluar tahun 1995. Kemajuannya pada peningkatan organisasi superscalar untuk proses paralel, ditemukan sistem prediksi cabang, analisa aliran data dan sistem cache memori yang makin canggih. Pentium II, keluar sekitar tahun 1997 dengan teknologi MMX sehingga mampu menangani kebutuhan multimedia. Mulai Pentium II telah menggunakan teknologi RISC. Pentium III, terdapat kemampuan instruksi floating point untuk menangani grafis 3D. Pentium IV, kemampuan floating point dan multimedia semakin canggih. Itanium, memiliki kemampuan 2 unit floating point, 4 unit integer, 3 unit pencabangan, internet streaming, 128 interger register. b. Power PC Proyek sistem RISC diawali tahun 1975 oleh IBM pada komputer muni seri 801. Seri pertama ini hanyalah prototipe, seri komersialnya adalah PC RT yang dikenalkan tahun 1986. Tahun 1990 IBM mengeluarkan generasi berikutnya yaitu IBM RISC System/6000 yang merupakan mesin RISC superskalar workstation. Setelah ini arsitektur IBM lebih dikenal sebagai arsitektur POWER. IBM menjalin kerja sama dengan Motorola menghasilkan mikroprosesor seri 6800, kemudian Apple menggunakan keping Motorola dalam Macintoshnya. Saat ini terdapat 4 kelompok PowerPC, yaitu : 601, adalah mesin 32 bit merupakan produksi masal arsitektur PowerPC untuk lebih dikenal masyarakat. 603, merupakan komputer desktop dan komputer portabel. Kelompok ini sama dengan seri 601 namun lebih murah untuk keperluan efisien. 604, seri komputer PowerPC untuk kegunaan komputer low-end server dan komputer desktop. 620, ditujukan untuk penggunaan high-end server. Mesin dengan arsitektur 64 bit. 740/750, seri dengan cache L2. G4, seperti seri 750 tetapi lebih cepat dan menggunakan 8 instruksi parallel. 3. KESIMPULAN Sejarah singkat komputer dimulai dari Tabung Vakum,Transistor, IC dan VLSI. Kinerja sebuah sistem komputer merupakan hasil proses dari seluruh komponen komputer, yang melibatkan CPU, memori utama, memori sekunder, bus, peripheral. 4. REFERENSI Stalling, William. Arsitektur Dan Organisasi Komputer. Perancangan Kinerja. Jakarta : Jakarta Indeks, Jilid 4,2006.
