Unit Pemroses Sentral
Unit Pemroses Sentral (bahasa Inggris: Central Processing Unit/Processor; CPU), adalah sirkuit elektronik di dalam komputer yang menjalankan instruksi yang membentuk program komputer. CPU melakukan operasi aritmatika, logika, pengendalian, dan input/output (I/O) dasar yang ditentukan oleh instruksi dalam program. Industri komputer menggunakan istilah "unit pemrosesan pusat" sejak tahun 1955.[1] Secara tradisional, istilah "CPU" mengacu pada prosesor, lebih khusus lagi untuk unit pemrosesan dan control unit (CU), yang membedakan elemen inti komputer ini dari komponen eksternal seperti memori utama dan sirkuit I/O.[2]
Bentuk, desain, dan implementasi CPU telah berubah sepanjang sejarahnya, tetapi operasi fundamentalnya hampir tidak berubah. Komponen utama dari CPU termasuk unit logika aritmatika (ALU) yang melakukan aritmatika dan operasi logika, register prosesor yang memasok operan ke ALU dan menyimpan hasil operasi ALU, dan unit kontrol yang mengatur pengambilan (dari memori) dan eksekusi. instruksi dengan mengarahkan operasi terkoordinasi ALU, register dan komponen lainnya.
Struktur dan implementasi
Terpasang ke dalam sirkuit CPU adalah serangkaian operasi dasar yang dapat dilakukannya, yang disebut set instruksi. Operasi semacam itu mungkin melibatkan, misalnya, menambah atau mengurangi dua angka, membandingkan dua angka, atau melompat ke bagian program yang berbeda. Setiap operasi dasar diwakili oleh kombinasi bit tertentu, yang dikenal sebagai bahasa mesin opcode ; saat menjalankan instruksi dalam program bahasa mesin, CPU memutuskan operasi mana yang akan dilakukan dengan "mendekode" opcode. Instruksi bahasa mesin lengkap terdiri dari opcode dan, dalam banyak kasus, bit tambahan yang menentukan argumen untuk operasi (misalnya, angka yang akan dijumlahkan dalam kasus operasi penambahan). Menaikkan skala kompleksitas, program bahasa mesin adalah kumpulan instruksi bahasa mesin yang dieksekusi CPU.
Arithmetic logic unit
Arithmetic logic unit (ALU) adalah sirkuit digital di dalam prosesor yang melakukan operasi aritmatika integer dan logika bitwise. Input ke ALU adalah kata-kata data yang akan dioperasikan (disebut operand), informasi status dari operasi sebelumnya, dan kode dari unit kontrol yang menunjukkan operasi mana yang harus dilakukan. Bergantung pada instruksi yang dijalankan, operand dapat berasal dari register CPU internal atau memori eksternal, atau mungkin merupakan konstanta yang dihasilkan oleh ALU itu sendiri.
Rentang interger
Setiap CPU merepresentasikan nilai numerik dengan cara tertentu. Misalnya, beberapa komputer digital awal merepresentasikan angka sebagai nilai sistem angka desimal (basis 10) yang sudah dikenal, dan yang lainnya menggunakan representasi yang lebih tidak biasa seperti terner (basis tiga). Hampir semua CPU modern merepresentasikan angka dalam bentuk biner, dengan setiap digit diwakili oleh beberapa kuantitas fisik bernilai dua seperti voltase "tinggi" atau "rendah".[a]
Terkait dengan representasi numerik adalah ukuran dan presisi interger yang dapat diwakili oleh CPU. Dalam kasus CPU biner, ini diukur dengan jumlah bit (digit signifikan dari interger yang dikodekan biner) yang dapat diproses CPU dalam satu operasi, yang biasa disebut ukuran kata, lebar bit, lebar jalur data, presisi integer. , atau ukuran integer. Ukuran interger CPU menentukan kisaran nilai interger yang dapat dioperasikan secara langsung. Misalnya, CPU 8-bit dapat secara langsung memanipulasi interger yang diwakili oleh delapan bit, yang memiliki kisaran 256 () nilai interger terpisah.
Performa
Performa atau kecepatan dari prosesor bergantung pada, di antara banyak faktor lain, kecepatan clock (umumnya diberikan dalam kelipatan hertz) dan instructions per clock (IPC), yang bersama-sama merupakan faktor untuk instructions per second (IPS) yang CPU dapat bekerja.[3] Banyak nilai IPS yang dilaporkan telah mewakili tingkat eksekusi "puncak" pada urutan instruksi buatan dengan beberapa cabang, sedangkan beban kerja realistis terdiri dari campuran instruksi dan aplikasi, beberapa di antaranya membutuhkan waktu lebih lama untuk dieksekusi daripada yang lain. Kinerja hierarki memori juga sangat memengaruhi kinerja prosesor, masalah yang hampir tidak dipertimbangkan dalam penghitungan MIPS. Karena masalah ini, berbagai pengujian standar, yang sering disebut "benchmark" untuk tujuan ini —seperti SPECint — telah dikembangkan untuk mencoba mengukur kinerja efektif yang sebenarnya dalam aplikasi yang umum digunakan.
Referensi
- ^ ""A Survey of Domestic Electronic Digital Computing Systems"". ed-thelen.org. Diakses tanggal 2020-08-08.
- ^ "Kuck, David (1978). Computers and Computations, Vol 1. John Wiley & Sons, Inc. p. 12." Wikipedia (dalam bahasa Inggris).
- ^ "CPU Frequency". www.cpu-world.com. Diakses tanggal 2020-08-08.
Catatan
- ^ The physical concept of voltage is an analog one by nature, practically having an infinite range of possible values. For the purpose of physical representation of binary numbers, two specific ranges of voltages are defined, one for logic '0' and another for logic '1'. These ranges are dictated by design considerations such as noise margins and characteristics of the devices used to create the CPU.
Pranala luar
