Mikroprosessor
Mikroprosessor
ditemukan secara rampung pada kisaran tahun 1960 sampai 1970, biasanya
terhubung dengan papan PCB utama lewat sambungan soket, solder, atau dengan
metode lainnya. Mikroprosessor dibuat berdasarkan arsitektur tertentu menurut
ketentuan manufakturnya, seperti PowerPC, x86, x86-64, dan sebagainya.
Manufaktur pembuat mikroprosessor antara lain adalah seperti AMD, Analog
Devices, Atmel, Cypress, Fairchild, Fujitsu, Hitachi, IBM, Ifineon, Intel,
Intersil, ITT, Maxim, Microchip, Mitsubishi, Mostek, Motorola, National, NEC,
NXP (Phillips), OKI, Renesas, Samsung, Sharp, Siemens, Signetics, STM,
Synertek, Texas, Toshiba, TSMC, UMC, Winbond, Zilog, dan lainnya.
Mikroprosessor
adalah sebuah chip yang menyatukan seluruh fungsi dari CPU, pertama kali
digunakan sebagai inti dari sebuah kalkulator, lalu sebagai komputer dan alat
lainnya.
Tipe awal
Umumnya ada tiga
buah mikroprosessor yang diluncurkan pada saat yang sama yaitu Intel 4004,
Texas Instrumen TMS 1000, dan Garrett AiResearch’s Central Air Data Computer
(CADC). Garrett AiResearch’s Central Air Data Computer (CADC) yang dirancang
oleh Ray Holt and
Steve Geller, digunakan pada kendali utama US Navy's new F-14 Tomcat fighter. Mikroprosessor ini menggunakan MOS
sebagai kendali utamanya. Chip ini didesain 20 kali lebih baik daripada sistem
mekanik biasa. Spesifikasinya adalah 20-bit, pipelined, parallel
multi-microprocessor. Sistem yang dibuat ini sangat baik hingga pihak US Navy
baru membocorkan konfigurasinya pada tahun 1997. Texas Instrumen 4bit TMS 1000
digunakan pada kalkulator dan Intel 4004 4-bit yang diluncurkan pada 15
November 1971 dikembangkan oleh Federico Faggin dan Marcion Hoff, dan
dimanajeri oleh Leslie L. Vadász pada tim perancangnya.
8-bit
Akhirnya
pada tahun 1972, Intel 8008 diluncurkan adalah dua kali dari Intel 4004,
sehingga menghasilkan mikroprosessor 8-bit. Sementara itu Intel 8080 (1974) yang merupakan perkembangan
arsitektur baru oleh Intel, Zilog Z80
(1976), dan prosessor deivatif lainnya yang berbasiskan 8-bit. Solusi ini
memberikan efek penurunan harga hingga
Sinclair ZX-81 dijual dengan harga hanya 99 US$. Motorola 6800 dan kembarannya
MOS Technology diluncurkan Agustus 1975, The Western Design Center, Inc
memperkenalkan CMOS 65C02 pada tahun 1982 dan menjadi inti dari mesin Apple IIc
dan IIe personal computers, dan pada berbagai alat medis. Diikuti oleh ARM dan
Intellectual Property pada awal 1990. Mikroprosessor 8-bit lainya seperti
Signetics 2650 yang terkenal dengan arsitektur instruction sets yang inovatif
dan kuat. RCA 1802 yang cukup terkenal pada pesawat luar angkasa seperti pada
Voyager dan Viking dan Galileo yang mendarat di Jupiter. RCA COSMAC pertama
kali mengimplementasikan teknoligi C-MOS. CDP1802 sangat sukses karena
kebutuhan daya yang rendah. RCA 1802 menggunakan desain statik yang
memungkinkan frekuensi klok sangat rendah mendekati 0 Hz. Hal ini menyebabkan
perubahan tingkat kerja sesuai dengan kebutuhan sehingga lebih menghemat daya.
Desain
16-bit
Multi-chip
16-bit pertama adalah National Semiconductor IMP-16 yang dikenalkan pada 1973.
Kemudian pada tahun 1974 IMP-8 dikenalkan dan sebagai mikroprosessor 8-bit. Untuk
chip tunggal 16-bit pertama adalah TMS 9900 juga kompatibel dengan TI-990. Chip
9900 digunakan pada TI 990/4 minicomputer, TI-99/4A home computer, dan TM990
OEM microkomputer boards. Chip ini dipaketkan dalam 64-pin DIP package yang
terbuat dari keramik, berbeda dengan chip 8080 yang menggunakan wadah plastik
yang lebih mudah. Chip lainnya yang cukup terkenal adalah CMOS 65816 16-bit
yang digunakan pada Super Nintendo Entertainment System.
Sementara itu Intel meningkatkan
chip 8080 mereka menjadi Intel 8086 16-bit, yang adalah anggota pertama
keluarga x86. Intel 8088 muncul sebagai versi yang lebih sempurna dari Intel
8086, yaitu dengan data bus 8-bit. Intel 8088 inilah yang pertama kali
digunakan pada IBM PC 5150. Kemudian Intel mengeluarkan 80186, 80286 di tahun
1985. Memory Management Unit (MMU) yang dikembangkan oleh Childs et al dari
Intel dan diberikan US patent number 4,442,484.
Desain
32-bit
Chip
Intel 32-bit pertama adalah Intel 80386, meskipun chip yang cukup signifikan
adalah MC68000 yang dikenalkan pada tahun 1979. Chip
ini memiliki 32-bit registers, menggunakan 16-bit internal data paths, dan
sebuah 16-bit external data bus. Namun Motorola menyebut chip ini sebagai chip
16-bit padahal sebenarnya menggunakan chip 32-bit. Mikroprosessor 32-bit iAPX
432 buatan Intel secara komersial tidak sukses dan kalah oleh pesaingnya
Motorola 68000. Motorola MC68010 dikenalkan dengan tambahan virtual memori.
Chip yang
benar-benar penuh dengan seluruh fiturnya 32-bit (32-bit mikroprosessor, 32-bit
data path, 32-bit addresses) adalah AT&T Bell labs BELLMAC-32A yang pertama
kali dikenalkan tahun 1980 dan diproduksi umum pada tahun 1982. Pada tahun 1984
diubah namanya menjadi WE32000 karena adanya perubahan dari AT&T dan
berkembang menjadi 32100 dan WE 32200.
Kedua chip mikroprosessor tersebut digunakan pada 3B5 dan 3B15
minicomputers dan komputer desktop pertama yaitu Companion dan Alexander.
Seluruhnya berjalan pada UNIX System V.
MC68020 yang
dirancang Motorola menggunakan 32-bit data dan address busses penuh. MC68030
ditambahkan MMU dan keluarga 68K dari Motorola ini menjadi prosessor segala
guna tanpa menjalankan DOS. Sukses selanjutnya MC68040 ditambahkan FPU untuk
penghitungan yang lebih baik. MC68060 diluncurkan ke pasaran dengan bentuk RISC
dan 68K perlahan-lahan mulai hilang pada tahun 1990.
Perusahaan lain
mengembangkan 68020 dan menjadi prosessor embedded dengan core ColdFire dan
lebih umum digunakan pada peralatan embedded dari pada Intel Pentium.
National
Semiconductor memperkenalkan NS 16032 (32016), dan 32-bit dengan fitur penuh NS
32032. Namun perlahan-lahan hilang pada tahun 1980.
MIPS R2000 (1984)
dan R3000 (1989) adalah mikroprosessor 32-bit RISC yang cukup sukses dan
digunakan pada banyak workstation dan server oleh SGI.
Zilog Z8000, muncul di pasaran dan hilang
dengan cepat. Dari tahun 1985 hingga 2003 32-bit x86 menjadi populer di pasaran
dan di produksi Intel dan dengan pesaingnya yaitu AMD dan Cyrix dengan
arsitektur mereka sendiri.
Desain
64-bit pada Personal Computer
Mikroprosessor 64-bit digunakan sejak
tahun 1990 dan pada tahun 2000 memasuki pasaran. Dimulai dengan AMD menggunakan
64-bit arsitektur dengan Backwards-compatible dengan x86, yaitu X86-64 pada
AMD64 pada September 2003. Diikuti Intel dengan 64-bit extentions yaitu IA-32e atau EM64T) yang
dinamakan Intel 64. Keduanya dapat menjalankan baik sistem 32 dan 64 bit tanpa
perubahan performa dan berkerja baik pada beberapa Operating System Windows XP
x64, Windows Vista x64, LINUX, dan BSD, dan MAC OS X. Tentunya desain ini
memiliki tambahan register umum baru.
PowerPC dibuat pada tahun 1990 namun kurang kompatibel.
Desain
multicore
Cara lain untuk meningkatkan performa komputer
adalah dengan menambahkan prosessor tambahan. Dengan symmetric multiprocessing
yang cukup populer di server dan
worksation pada tahun 1990. Sebuah chip
multicore memiliki lebih dari 1 core sebagai intinya. Pada tahun 2005 dan mulai
digunakan secara umum pada 2007. Sun Microsystems meluncurkan Niagara dan Niagara
2 chip. Sedangkan Intel Xeon yang menggunakan soket LGA 771 seperti Core 2
Extreme QX9775 juga Mac Pro yang diproduksi Apple dan Intel Skulltrail
motherboard.
RISC
Pada
pertengahan 1980 menuju ke 1990 munculah RISC seperti IBM 801 dan lainnya. RISC
mikroprosessor pertama kali digunakan pada komputer dengan tujuan khusus dan
UNIX workstations. Mikroprosessor komersial pertama adalah MIPS Technologies
R2000 dengan arsitektur 32-bit. R3000 dibuat dengan desain praktis dan R4000 memperkenalkan desain 64-bit
pertama. Proyek yang menghasilkan IBM POWER dan Sun SPARC, menghasilkan desain
RISC pertama seperti AT&T CRISP, AMD 29000, Intel i860, dan Intel i960,
Motorole 88000, DEC Alpha dan HP-PA.
Pada tahun 2007 64-bit RISC arsitektur
masih diproduksi untuk SPARC dan Power Architecture. RISC Itanium diproduksi
dalam jumlah yang lebih sedikit.
Desain
kegunaan khusus
Meskipun kata mikroprosessor secara
tradisional merujuk pada chip CPU atau SoC (System on a Chip). Dengan contohnya
adalah mikrokontroler, DSP (Digital Signal Processor) dan GPU (Graphiccs
Processing Units). Dengan beberapa contoh dapat diprogram atau memiliki
fasilitas program terbatas. Tidak ada konsensus umum yang mendefinisikan
“mikroprosessor”.
