PIPELINING, RISC, KOMPUTER PARALEL, JARINGAN INTERKONEKSI, SIMD, MIMD, dan ARSITEKTUR PENGGANTI

Pipelining dan RISC

Dalam komputer, pipeline adalah satu set dari elemen pemrosesan data dihubungkan secara seri, sehingga hasil keluaran dari satu elemen adalah masukkan bagi elemen berikutnya. Elemen - elemen dari sebuah pipeline sering dijalankan secara paralel.

Contoh pipeline dalam komputer adalah:

·         pipeline instruksi. Biasanya digunakan di unit pemroses sentral agar instruksi - instruksi dapat dijalankan dalam satu waktu dalam satu sirkuit digital. Biasanya sirkuitnya dibagi dalam beberapa tahap, termasuk decode instruksi, aritmetika dan tahap - tahap penjemputan data dari register, dimana setiap tahap melakukan satu instruksi dalam satu waktu.

·         pipeline grafis, sering ditemukan dalam sebagian besar unit pemrosesan grafis, yang terdiri dari berbagai unit aritmatik atau unit pemroses sentral lengkap, yang menerapkan berbagai macam tahap dari operasi render yang umum (seperti proyeksi perspektif, kalkulasi warna dan pencahayaan, primitif gambar, dan sebagainya).

·         pipeline perangkat lunak. Dimana keluaran dari suatu program langsung dipakai oleh program lain sebagai masukkan sehingga dapat langsung diproses.

          RISC, yang jika diterjemahkan berarti "Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan", merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

Selain RISC, desain Central Processing Unit yang lain adalah CISC (Complex Instruction Set Computing), yang jika diterjemahkan ke dalam Bahasa Indonesia berarti Komputasi Kumpulan Instruksi yang kompleks atau rumit.

PARALLEL COMPUTER

Paralel komputer merupakan kumpulan dari elemen pemrosesan yang berkomunikasi dan dapat bersifat kooperatif dalam menyelesaikan permasalahan besar dengan cepat. Contoh:

1. Geographic Information Systems
2. Mechanical Design & Analysis (CAD/CAM)
3. Aerospace
4. Komputasional dalam bidang ilmu kimia
5. Pemodelan Molekul
6. Molekul Dinamis
7. Struktur pemodelan bio-­‐molecular
8. Pemrosesan data seismic
9.  Remote sensing, image processing dan geomatika
10. Ramalan cuaca (weather forecasting).

JARINGAN INTERKONEKSI

Interkoneksi adalah keterhubungan antar-jaringan telekomunikasi dari penyelenggara jaringan telekomunikasi yang berbeda. Interkoneksi antar-operator telekomunikasi wajib dilaksanakan di Indonesia untuk memberikan jaminan kepada pengguna agar dapat mengakses jasa telekomunikasi. Jenis layanan interkoneksi terdiri dari: layanan originasi, layanan transit, dan layanan terminasi. Setiap penyelenggara jaringan telekomunikasi (tetap lokal, bergerak seluler, atau bergerak satelit) wajib mencantumkan setiap jenis layanan interkoneksi yang disediakan dalam Dokumen Penawaran Interkoneksi (DPI).

 SIMD (Single Instruction Stream, Multiple Data Stream):

SIMD adalah singkatan dari Single Instruction, Multiple Data, merupakan sebuah istilah dalam komputasi yang merujuk kepada sekumpulan operasi yang digunakan untuk menangani jumlah data yang sangat banyak dalam paralel secara efisien, seperti yang terjadi dalam prosesor vektor atau prosesor larik. SIMD pertama kali dipopulerkan pada superkomputer skala besar, meski sekarang telah ditemukan pada komputer pribadi.

SIMD biasanya digunakan pada pekerjaan umum seeprti mengatur kontras pada gambar digital (digital image) atau mengatur volume dari suara digital (digital audio). Pada model CPU modern, umumnya instruksi SIMD digunakan untuk meningkatkan performa di bidang multimedia

·         Instruksi tunggal (single instruction):

       Dimana seluruh unit pemrosesan mengeksekusi instruksi yang sama pada siklus clock tertentu

·         Data ganda (multiple data):

       Setiap unit pemrosesan dapat mengoperasikan elemen data yang berbeda

·    SIMD cocok untuk masalah khusus yang ditandai dengan keteraturan tingkat tinggi seperti pemrosesan grafis atau gambar (graphics/image processing).

·         Sinkronus dan eksekusi deterministik.

·         Terbagi menjadi 2 bagian: processor arrays dan vector pipelines.

 Contoh:

a.       Processor array:

Connection machine CM-2, MasPar MP‐1 & MP-2, ILLIAC IV

b.      Vector pipelines:

IBM 9000, Cray X-MP, Y‐MP & C90, Fujitsu VP, NEC SX‐2, Hitachi S820, ETA10

·         Model komputer modern kebanyakan, biasanya dengan graphics processor units (GPU) yang mengadopsi instruksi SIMD dan unit eksekusinya.

MIMD (Multiple Instruction Stream, Multiple Data Stream)

Dalam komputasi, MIMD merupakan teknik dalam mencapai proses paralel. DImana mesin yang menggunakan MIMD menggunakan sejumlah prosesor yang berfungsi secara asinkronous dan mandiri. Dimana, setiap prosesor yang berbeda dapat mengekseskusi instruksi yang berbedan juga dalam data yang berbeda. Arsitektur MIMD digunakan pada beberapa aplikasi seperti desain berbasis komputer atau manufaktur dengan kendali komputer, simulasi, pemodelan, dan peralihan komunikasi. Mesin MIMD dapat disimpulkan juga

sebagai distribusi memori yang terpisah. Dimana distribusi mesin memori dari MIMD memiliki hypercube atau mesh interconnection. Dan juga, CPU dengan inti

lebih dari satu (ganda) dapat disebut sebagai mesin MIMD.

·         Merupakan tipe dari paralel komputer

·         Instruksi ganda (multiple instruction):

Dimana setiap prosesor mengeksekusi aliran instruksi yang berbeda

·         Eksekusi data bisa berupa sinkronus dan asinkronus, deterministik dan non deterministic.

·         Merupakan tipe dari komputer paralel yang sering dijumpai dan komputer modern masa kini.

Contoh:

• Komputer masa kini
• Termasuk dalam komputasi grid (terhubung dalam jaringan)
• Komputer SMP (multiprocessor)
• PC dengan multicore

ARSITEKTUR PENGGANTI.

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur pengganti merupakan konsep perencanaan atau struktur pengoperasian dasar dalam komputer atau bisa dikatakan rencana cetak biru dan deskripsi fungsional kebutuhan dari perangkat keras yang didesain. implementasi perencanaan dari masing-masing bagian seperti CPU, RAM, ROM, Memory Cache, dll.

Referensi :

https://id.wikipedia.org/wiki/Pipeline

https://id.wikipedia.org/wiki/RISC

http://www.gudangmateri.com/2009/12/pemrosesan-paralel.html

https://id.wikipedia.org/wiki/Interkoneksi

https://id.wikipedia.org/wiki/SIMD

http://dhanang-thedoctor.blogspot.co.id/2013/02/tugas-ke-4-organisasi-arsitektur.html

MEMORI INTERNAL, MEMORI EXTERNAL DAN ARSITEKTUR FAMILY KOMPUTER IBM

MEMORY INTERNAL

https://prawoso.files.wordpress.com/2013/10/wpid-memoriinternal.jpg

Memory Internal adalah Memory yang dapat diakses secara langsung oleh prosesor. Dalam hal ini yang disimpan di dalam memori utama dapat berupa data atau program. Fungsi dari memori utama sendiri adalah :

1. Menyimpan data yang berasal dari peranti masukan sampai data dikirim ke ALU (Arithmetic and Logic Unit) untuk diproses.

2. Menyimpan daya hasil pemrosesan ALU sebelum dikirimkan ke peranti keluaran Menampung program/instruksi yang berasal dari peranti masukan atau dari peranti pengingat sekunder.

Jenis - Jenis Memory Internal

1.       ROM (Read Only Memory)

http://www.willegal.net/appleii/images/motherboard.jpg

ROM adalah perangkat keras pada komputer berupa chip memori semikonduktor yang isinya hanya dapat dibaca. Jenis memori ini datanya hanya bisa dibaca dan tidak bisa ditulis secara berulang-ulang. Memori ini berjenis non-volatile, artinya data yang disimpan tidak mudah menguap (hilang) walaupun catu dayanya dimatikan.

Karena itu memori ini biasa digunakan untuk menyimpan program utama dari suatu sistem. ROM pada komputer disediakan oleh vendor komputer dan berisi program atau data.Di dalam PC, ROM biasa disebut BIOS (Basic Input/Output System) atau ROM-BIOS. Instruksi dalam BIOS inilah yang akan dijalankan oleh mikroprosesor ketika komputer mulai dihidupkan.

Sampai sekarang dikenal beberapa jenis ROM yang pernah beredar dan terpasang pada komputer, antara lain :

PROM (Progammable Read-Only-Memory) : Jika isi ROM ditentukan oleh vendor, PROM dijual dalam keadaan kosong dan kemudian dapat diisi dengan program oleh pemakai. Setelah diisi dengan program, isi PROM tak bisa dihapus.

EPROM (Erasable Programmable Read-Only-Memory) : Berbeda dengan PROM, isi EPROM dapat dihapus setelah diprogram. Penghapusan dilakukan dengan menggunakan sinar ultraviolet.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only0Memory) : EEPROM dapat menyimpan data secara permanen, tetapi isinya masih bisa dihapus secara elektris melalui program. Salah satu jenis EEPROM adalah Flash Memory. Flash Memory biasa digunakan pada kamera digital, konsol video game, dan cip BIOS.

2.       RAM (Random Access Memory)

https://www.extremetech.com/wp-content/uploads/2016/02/DRAM-Feature-640x354.jpg

RAM merupakan jenis memori yang isinya dapat diganti-ganti selama komputer dihidupkan dan sebagai suatu penyimpanan data yang dapat dibaca atau ditulis dan dapat dilakukan secara berulang-ulang dengan data yang berbeda-beda. Jenis memori ini merupakan jenis volatile (mudah menguap), yaitu data yang tersimpan akan hilang jika catu dayanya dimatikan.

Karena alasan tersebut, maka program utama tidak pernah disimpan di RAM. Random artinya data yang disimpan pada RAM dapat diakses secara acak. Modul memori RAM yang umum diperdagangkan berkapasitas 128 MB, 256 MB, 512 MB, 1 GB, 2 GB, dan 4 GB.

RAM dibagi lagi menjadi dua jenis, yaitu jenis Statik dan Dinamik. RAM statik menyimpan satu bit informasi dalam sebuah flip-flop. RAM statik biasanya digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang tidak memerlukan kapasitas memori RAM yang besar.

RAM dinamik menyimpan satu bit informasi data sebagai muatan. RAM dinamik menggunakan kapasitansi gerbang substrat sebuah transistor MOS sebagai sel memori elementer. Untuk menjaga agar data yang tersimpan RAM dinamik tetap utuh, data tersebut harus disegarkan kembali dengan cara membaca dan menulis ulang data tersebut ke memori. RAM dinamik ini digunakan untuk aplikasi yang memerlukan RAM dengan kapasitas besar, misalnya dalam sebuah komputer pribadi (PC).

Jenis - Jenis RAM

1. D RAM (Dynamic Random Access Memory)

            Jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus ter-refresh secara berkala oleh CPU agar tidak hilang. Hal ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori lainnya. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi.

2. S RAM (Static Random Access Memory)

SRAM tidak menggunakan kapasitor. Hal ini mengakibatkan SRAM tidak perlu lagi disegarkan secara berkala seperti halnya dengan DRAM. Ini juga sekaligus membuatnya memiliki kecepatan lebih tinggi dari DRAM. Berdasarkan fungsinya terbagi menjadi Asynchronous dan Synchronous.

3. EDO RAM (Extended Data Out Random Accses Memory)

RAM yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara bersamaan, sehingga kecepatan baca tulisnya pun menjadi lebih cepat. Umumnya digunakan pada PC terdahulu sebagai pengganti Fast Page Memory (FPM) RAM. Seperti FPM DRAM, EDO RAM memiliki kecepatan maksimal 50MHz EDO RAM juga harus membutuhkan L2 Cache untuk membuat semuanya berjalan dengan cepat, namun jika user tidak memilikinya, maka EDO RAM akan berjalan jauh lebih lambat.

4. FPM RAM (Fast Page Mode DRAM)

DRAM paling lama. Masalah yang sering muncul dari FPM DRAM adalah kecepatan transfernya yang lambat yakni maksimum 50MHz.

5. SD RAM (Synchronous Dynamic Random Acces Memory)

SD RAM merupakan tipe baru dari DRAM. SD RAM mulai berjalan dengan kecepatan transfer 66MHz, sementara mode halaman DRAM dan EDO RAM yang lebih lama akan berjalan di maksimal 50MHz. Untuk mempercepat kinerja processor, maka RAM generasi baru seperti DDR dan RD RAM biasanya dapat mendukung performa yang lebih baik.

   DDR (Double Data Rate SDRAM). DDR pada dasarnya memiliki kecepatan transfer dua kali lipat daripada SDRAM. DDR akan beroperasi di 333MHz, dengan pengoperasian sebenarnya 166MHz * 2 (aka PC333 / PC2700) atau 133MHz*2 (PC266 / PC2100). DDR RAM juga kompatibel dengan SDRAM secara fisik, namun menggunakan bus parallel yang sama, sehingga membuat implemnetasi lebih mudah dibandingkan RDRAM, yang merupakan teknologi berbeda.

6. RD RAM (Rambus Dynamic Random Acces Memory)

salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corporation menggunakan Bus Speed sebesar 800 MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit). RD RAM memiliki memory controller yang canggih sehingga tidak semua motherboard bisa mendukungnya. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.

RDRAM merupakan teknologi memory serial yang datang dengan tiga pilihan, yakni PC600, PC700, dan PC800. PC800 RDRAM didesain dengan double maximum kecepatan transfer daripada PC100 SDRAM, namun memiliki latensi tinggi. RDRAM memiliki multi channel, seperti pada motherboard Pentium 4, yang dapat menawarkan fungsi memori paling bagus, terutama ketika dipasangkan dengan memory PC1066 RDRAM.

MEMORY EKSTERNAL

Memory Eksternal adalah memori tambahan yang berfungsi untuk menyimpan data atau program. Dengan kata lain memory ini termasuk perangkat keras untuk melakukan operasi penulisan, pembacaan dan penyimpanan data, di luar memori utama.

Contoh: Hardisk, Flash Disk, dan Floppy Disk. Pada dasarnya konsep dasar memori eksternal adalah Menyimpan data bersifat tetap (non volatile), baik pada saat komputer aktif atau tidak.

Memori eksternal mempunyai dua fungsi utama yaitu sebagai penyimpan permanen untuk membantu fungsi RAM dan yang untuk mendapatkan memori murah yang berkapasitas tinggi bagi penggunaan jangka panjang.

Jenis - Jenis Memory Eksternal

1. Berdasarkan Karakteristik Bahan

Punched Card atau kartu berlubang : Merupakan kartu kecil berisi lubang-lubang yang menggambarkan berbagai instruksi atau data. Kartu ini dibaca melalui punch card reader yang sudah tidak digunakan lagi sejak tahun 1979.

Magnetic disk : Magnetic Disk merupakan disk yang terbuat dari bahan yang bersifat magnetik, Contoh : floppy dan harddisk.

Optical Disk : Optical disk terbuat dari bahan-bahan optik, seperti dari resin (polycarbonate) dan dilapisipermukaan yang sangat reflektif seperti alumunium. Contoh : CD dan DVD

Magnetic Tape : Sedangkan magnetik tape, terbuat dari bahan yang bersifat magnetik tetapi berbentuk pita, seperti halnya pita kaset tape recorder.

2. Berdasarkan Jenis Akses Data

DASD (Direct Access Storage Device) : Mempunyai akses langsung terhadap data. Contohnya : Magnetik (floppy disk, hard disk), Removeable hard disk (Zip disk, Flash disk), Optical Disk dll.

SASD (Sequential Access Storage Device) : Mempunyai akses data secara tidak langsung(berurutan), seperti pita magnetik.

ARSITEKTUR FAMILY IBM, PCI

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjHuVV_Ze1ut6Tuvn_YgOFwlISkk0PH2TOabAvVnIhPxxF-rlgrxd3oM8T87KeFJ2l4CM-oP0G9ixxuntnaJgyDCUmUz0aSPjNF-cP_GSUgGzGmvQB1APoGq5JnGKRoZ3peSBOsig90Rmaa/s320/Arsitektur+Famili+Komputer+%2528IBM%2529.jpg

IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM, IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan (dipensiunkan) pada tanggal 2 April 1987.

Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga antara lain:

• IBM 4860 PCjr
• IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)
• IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)
• IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)
• IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology
• IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)
• IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology
• FAMILY IBM PC DAN TURUNANNYA

Komputer personal pertama kali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal   yang terdiri dari set register , ALU dan unit control komputer.

IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS

PC BUS melengkapi PC dengan 8 jalur data, 20 jalur alamat, sejumlah jalur kontrol dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB.

KOMPONEN IBM PC:

·         Sistem Kontrol BUS

·         Sistem Kontrol Intrerrupt

·         Sistem Kontrol RAM dan ROM

·         Sistem Kontrol DMA

·         Timer

·         SistemKontrol I/O

SISTEM SOFTWARE:

·         Penetapan Alamat Port I/O

·         Penetapan Vector Interrupt

·         ROM BIOS

·         Penetapan Alamat Memori

MANFAAT ARSITEKTURAL ARSITEKTUR PC:

·         Kemudahaan penggunaan

·         Daya Tempa

·         Daya Kembang

·         Expandibilitas

B. KONFIGURASI MIKROKOMPUTER DASAR

Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.

Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya.

C. KOMPONEN IBM PC

·         Sistem Kontrol BUS: Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat

·         Sistem Kontrol Interrupt: Pengontrol Interrupt

·         Sistem Kontrol RAM dan ROM: Chip RAM dan ROM, Decoder Alamat, dan Buffer

·         Sistem Kontrol DMA: Pengontrol DMA

·         Timer: Timer Interval Programmable

·         Sistem Kontrol I/O: Interface Paralel Programmable

Referensi :

https://id.wikipedia.org/wiki/Memori_(komputer)

http://www.mazipin.com/2015/10/pengertian-dan-perbedaan-memory.html

https://id.wikipedia.org/wiki/IBM_PC

http://icikomputer.blogspot.co.id/2015/09/arsitektur-famili-komputer-ibm.html

ARSITEKTUR SET INTRUKSI, TEKNIK PENGALAMATAN, CPU, ALU, REGISTER, dan MEMORY

Organisasi dan Revolusi Arsitektur Komputer

Proposal Bisnis