Rancangan prosesor paralel merupakan pengembangan terakhir dari ilmu pengetahuan komputer yang didasari oleh kebutuhan menyelesaikan beberapa instruksi secara paralel dalam waktu yang bersamaan dengan mengurangi masalah ketergantungan data, prosedural, unit fungsional, output dan anti ketergantungan yang menyebabkan suatu instruksi terhenti atau harus menunggu instruksi lainnya selesai untuk dapat diproses. Operasi seperti ini hanya dapat dilakukan oleh komputer yang memiliki dua atau lebih unit prosesor (CPU) yang terhubung melalui beberapa jaringan koneksitas. Dalam beberapa kasus, kita dapat menganalogikan paralel komputer sebagai suatu Bank dimana teler merupakan prosesor paralel dan transaksi dengan konsumen sebagai task yang akan diproses. Berdasarkan struktur prosesor-nya, Flynn (Flynn 72) mengklasifikasikan komputer menjadi empat kelas yaitu : SISD (single instruction and single data), MISD (multiple instruction and single data), SIMD (single instruction and multiple data), dan MIMD (multiple instruction and multiple data). Dalam konteks paralel prosesor, SIMD dan MIMD merupakan kelas yang paling sesuai dan menarik untuk dibahas. Pada akhirnya MIMD adalah bentuk yang paling umum digunakan dalam komputer paralel namun demikian terdapat keuntungan dan keunggulan pada bentuk lainnya yang tidak ada pada MIMD.
Buatlah suatu PPT (ringkasan) dari materi Paralel Prosesor.
Tugas sudah diposting pada tanggal 10 Juli 2009.
Pustaka:
[1] Yudi Purnawan: Kinerja Sistem Prosesor Paralel
Kamis, 25 Juni 2009
Rabu, 24 Juni 2009
TUGAS 5 (KHUSUS D4 LJ ELKA)
Rancangan prosesor paralel merupakan pengembangan terakhir dari ilmu pengetahuan komputer yang didasari oleh kebutuhan menyelesaikan beberapa instruksi secara paralel dalam waktu yang bersamaan dengan mengurangi masalah ketergantungan data, prosedural, unit fungsional, output dan anti ketergantungan yang menyebabkan suatu instruksi terhenti atau harus menunggu instruksi lainnya selesai untuk dapat diproses. Operasi seperti ini hanya dapat dilakukan oleh komputer yang memiliki dua atau lebih unit prosesor (CPU) yang terhubung melalui beberapa jaringan koneksitas. Dalam beberapa kasus, kita dapat menganalogikan paralel komputer sebagai suatu Bank dimana teler merupakan prosesor paralel dan transaksi dengan konsumen sebagai task yang akan diproses. Berdasarkan struktur prosesor-nya, Flynn (Flynn 72) mengklasifikasikan komputer menjadi empat kelas yaitu : SISD (single instruction and single data), MISD (multiple instruction and single data), SIMD (single instruction and multiple data), dan MIMD (multiple instruction and multiple data). Dalam konteks paralel prosesor, SIMD dan MIMD merupakan kelas yang paling sesuai dan menarik untuk dibahas. Pada akhirnya MIMD adalah bentuk yang paling umum digunakan dalam komputer paralel namun demikian terdapat keuntungan dan keunggulan pada bentuk lainnya yang tidak ada pada MIMD.
Buatlah suatu PPT (ringkasan) dari materi Paralel Prosesor.
Tugas sudah diposting pada tanggal 8 Juli 2009.
Pustaka:
[1] Yudi Purnawan: Kinerja Sistem Prosesor Paralel
Buatlah suatu PPT (ringkasan) dari materi Paralel Prosesor.
Tugas sudah diposting pada tanggal 8 Juli 2009.
Pustaka:
[1] Yudi Purnawan: Kinerja Sistem Prosesor Paralel
Kamis, 18 Juni 2009
Operasi Unit Kontrol
Unit kontrol atau yang sering dikenal dengan control unit, akan menyimpan perintah sekarang yang dilakukan oleh komputer, memerintahkan ALU untuk melaksanaan dan mendapat kembali informasi (dari memori) yang diperlukan untuk melaksanakan perintah itu, dan memindahkan kembali hasil ke lokasi memori yang sesuai. Sekali yang terjadi, unit kontrol pergi ke perintah berikutnya (biasanya ditempatkan di slot berikutnya, kecuali kalau perintah itu adalah perintah lompatan yang memberitahukan kepada komputer bahwa perintah berikutnya ditempatkan di lokasi lain).
Bagian CPU yang menyebabkan fungsi komputer tercapai ini mengeluarkan sinyal-sinyal kontrol yang bersifat internal bagi CPU untuk memindahkan data antar Register agar ALU melakukan fungsinya untuk mengatur operasi-operasi internal lainnya. Register, yang merupakan bagian dari unit kontrol, adalah tempat penyimpan data sementara dalam CPU selama proses eksekusi. Apabila terjadi proses eksekusi, data dalam register dikirim ke ALU untuk diproses, hasil eksekusi nantinya diletakkan ke register kembali. Unit kontrol akan menghasilkan sinyal yang akan mengontrol operasi ALU dan pemindahan data ke dan dari ALU. Unit kontrol juga mengeluarkan sinyal kontrol eksternal bagi pertukaran data memori dan modul-modul I/O. [1]
Macam-macam Unit Kontrol
1. Unit Kontrol Single-Cycle
Proses di unit kontrol ini hanya terjadi dalam satu clock cycle artinya setiap instruksi (fetch, decode, execute) ada pada satu cycle; maka dari itu tidak memerlukan state. Dengan demikian fungsi boolean masing-masing control line hanya merupakan fungsi dari opcode saja. Clock cycle harus mempunyai panjang yang sama untuk setiap jenis instruksi.
Ada dua bagian pada unit kontrol ini, yaitu proses men-decode opcode untuk mengelompokkannya menjadi 4 macam instruksi (yaitu di gerbang AND), dan pemberian sinyal kontrol berdasarkan jenis instruksinya (yaitu gerbang OR). Keempat jenis instruksi adalah “R-format” (berhubungan dengan register), “lw” (membaca memori), “sw” (menulis ke memori), dan “beq” (branching).
Sinyal kontrol yang dihasilkan bergantung pada jenis instruksinya. Misalnya jika melibatkan memori ”R-format” atau ”lw” maka akan sinyal ”Regwrite” akan aktif. Hal lain jika melibatkan memori “lw” atau “sw” maka akan diberi sinyal kontrol ke ALU, yaitu “ALUSrc”.
Desain single-cycle ini lebih dapat bekerja dengan baik dan benar tetapi cycle ini tidak efisien.
2. Unit Kontrol Multi-Cycle
Gambar disamping menunjukkan diagram blok dari unit kontrol multi-cycle. Berbeda dengan unit kontrol yang single-cycle, unit kontrol yang multi-cycle lebih memiliki banyak fungsi.
Dengan memperhatikan state dan opcode, fungsi boolean dari masing-masing control line output dapat ditentukan. Masing-masingnya akan menjadi fungsi dari 10 buah input logic. Jadi akan terdapat banyak fungsi boolean, dan masing-masingnya tidak sederhana.
Pada cycle ini, sinyal kontrol tidak lagi ditentukan dengan melihat pada bit-bit instruksinya. Bit-bit opcode memberitahukan operasi apa yang selanjutnya akan di-execute CPU; bukan instruksi cycle selanjutnya. [1]
Pustaka:
[1] UNIT KONTROL
[2] Setia dkk: Operasi Unit Kontrol
[3] Wikipedia: Control Unit
[4] William Stallings: Control Unit Operation
[5] Control Unit and Microprogramming
TUGAS 3 (KHUSUS untuk D4LJ ELKA)
Buatlah karya tulis (editor) tentang Prosesor RISC, CISC dan Superscalar, selengkap mungkin, yang ditulis pada blog masing-masing, dan jangan lupa cantumkan sumbernya. tugas ditunggu hingga tanggal 24 Juni 2009. Isilah dulu pada komentar yang menyatakan bahwa karya tulis tersebut telah selesai diposting.
Rabu, 17 Juni 2009
Pipelining (Jawaban Tugas 2)
Untuk mendemonstrasikan metode ini maka dipilih suatu analogi proses binatu. Katakanlah terdapat empat beban cucian baju kotor yang harus dicuci, dikeringkan, dan dilipat. Pekerjaan pertama dicuci selama 30 menit, kering untuk 40 menit, dan kemudian mengambil 20 menit ke flip pakaian. Kemudian mengambil kekedua adalah memuat dan mencuci, kering, dan lipatan, dan ulangi untuk ketiga dan keempat beban. Misalkan pencucian dimulai pada jam 6 dan bekerja seefisien mungkin, maka akan melakukan proses binatu sampai tengah malam.
Binatu tanpa pemipaan:
Namun, pendekatan yang cerdas untuk masalah ini yaitu menempatkan kedua beban dari laundry kotor kedalam mesin cuci, setelah sudah bersih dan dapat dikeringkan dalam pengering. Kemudian, saat pertama beban dilipat, kedua memuat beban yang akan kering, dan yang ketiga beban dapat ditambahkan ke dalam pipa binatu. Menggunakan metode ini, mencuci akan diselesaikan pada jam 9:30.
Binatu dengan pemipaan:
Pemipaan RISC:
Pipa prosesor RISC beroperasi dengan beberapa cara yang sama, meskipun tahapan dalam pipa berbeda. Sementara prosesor yang berbeda memiliki jumlah langkah yang berbeda, yang pada dasarnya ada lima variasi, seperti yang digunakan dalam prosesor R3000 MIPS:
1. fetch instructions from memory (mengambil instruksi dari memori)
2. read registers and decode the instruction (membaca dan membaca sandi yang register instruksi)
3. execute the instruction or calculate an address (menjalankan instruksi atau menghitung alamat)
4. access an operand in data memory (mengakses operand data dalam memori)
5. write the result into a register (menulis hasilnya ke register) [1]
Pustaka:
[1] RISC Architecture: pipelining
[2] SUPERSCALAR AND VLIW PROCESSORS
Binatu tanpa pemipaan:
Namun, pendekatan yang cerdas untuk masalah ini yaitu menempatkan kedua beban dari laundry kotor kedalam mesin cuci, setelah sudah bersih dan dapat dikeringkan dalam pengering. Kemudian, saat pertama beban dilipat, kedua memuat beban yang akan kering, dan yang ketiga beban dapat ditambahkan ke dalam pipa binatu. Menggunakan metode ini, mencuci akan diselesaikan pada jam 9:30.
Binatu dengan pemipaan:
Pemipaan RISC:
Pipa prosesor RISC beroperasi dengan beberapa cara yang sama, meskipun tahapan dalam pipa berbeda. Sementara prosesor yang berbeda memiliki jumlah langkah yang berbeda, yang pada dasarnya ada lima variasi, seperti yang digunakan dalam prosesor R3000 MIPS:
1. fetch instructions from memory (mengambil instruksi dari memori)
2. read registers and decode the instruction (membaca dan membaca sandi yang register instruksi)
3. execute the instruction or calculate an address (menjalankan instruksi atau menghitung alamat)
4. access an operand in data memory (mengakses operand data dalam memori)
5. write the result into a register (menulis hasilnya ke register) [1]
Pustaka:
[1] RISC Architecture: pipelining
[2] SUPERSCALAR AND VLIW PROCESSORS
TUGAS 3 (KHUSUS D4 REGULER D4EA & D4EB)
Buatlah karya tulis (editor) tentang Prosesor RISC, CISC dan Superscalar, selengkap mungkin, yang ditulis pada blog masing-masing, dan jangan lupa cantumkan sumbernya. tugas ditunggu hingga tanggal 24 Juni 2009. Isilah dulu pada komentar yang menyatakan bahwa karya tulis tersebut telah selesai diposting.
Prosesor Superscalar
Salah satu jenis dari arsitektur, dimana superscalar adalah sebuah uniprocessor yang dapat mengeksekusi dua atau lebih operasi scalar dalm bentuk paralel.
Merupakan salah satu rancangan untuk meningkatkan kecepatan CPU. Kebanyakan dari komputer saat ini menggunakan mekanisme superscalar ini. Standar pipeline yang digunakan adalah untuk pengolahan bilangan matematika integer (bilangan bulat, bilangan yang tidak memiliki pecahan), kebanyakan CPU juga memiliki kemampuan untuk pengolahan untuk data floating point (bilangan berkoma). Pipeline yang mengolah integer dapat juga digunakan untuk mengolah data bertipe floating point ini, namun untuk aplikasi tertentu, terutama untuk aplikasi keperluan ilmiah CPU yang memiliki kemampuan pengolahan floating point dapat meningkatkan kecepatan prosesnya secara dramatis.
Peristiwa menarik yang bisa dilakukan dengan metoda superscalar ini adalah dalam hal memperkirakan pencabangan instruksi (brach prediction) serta perkiraan eksekusi perintah (speculative execution). Peristiwa ini sangat menguntungkan buat program yang membutuhkan pencabangan dari kelompok intruksi yang dijalankankannya.
Program yang terdiri dari kelompok perintah bercabang ini sering digunakan dalam pemrograman. Contohnya dalam menentukan aktifitas yang dilakukan oleh suatu sistem berdasarkan umur seseorang yang sedang diolahnya, katakanlah jika umur yang bersangkutan lebih dari 18 tahun, maka akan diberlakukan instruksi yang berhubungan dengan umur tersebut, anggaplah seseorang tersebut dianggap telah dewasa, sedangkan untuk kondisi lainnya dianggap belum dewasa. Tentu perlakuannya akan dibedakan sesuai dengan sistem yang sedang dijalankan.
Lalu apa yang dilakukan oleh CPU untuk hal ini? Komputer akan membandingkan nilai umur data yang diperolehnya dengan 18 tahun sehingga komputer dapat menentukan langkah dan sikap yang harus diambilnya berdasarkan hasil perbandingan tersebut. Sikap yang diambil tentu akan diambil berdasarkan pencabangan yang ada.
Pada CPU yang mendukung perintah pencabangan ini, CPU membutuhkan lumayan banyak clock cycle, mengingat CPU menempatkan semuanya pada pipeline dan menemukan perintah berikutnya yang akan dieksekusinya. Sirkuit untuk branch prediction melakukan pekerjaan ini bekerja sama dengan pipeline, yang dilakukan sebelum proses di ALU dilaksanakan, dan memperkirakan hasil dari pencabangan tersebut.
Jika CPU berfikir bahwa branch akan menuju suatu cabang, biasanya berdasarkan pekerjaan sebelumnya, maka perintah berikutnya sudah dipersiapkan untuk dieksekusi berikut data-datanya, bahkan dengan adanya pipeline ini, bila tidak diperlukan suatu referensi dari instruksi terakhir, maka bisa dilaksanakan dengan segera, karena data dan instruksi yang dibutuhkan telah dipersiapkan sebelumnya..
Dalam hal speculative execution, artinya CPU akan menggunakan melakukan perhitungan pada pipeline yang berbeda berdasarkan kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer. Jika kemungkinan yang dilakukan oleh komputer tepat, maka hasilnya sudah bisa diambil langsung dan tinggal melanjutkan perintah berikutnya, sedangkan jika kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer tidak tepat, maka akan dilaksanakan kemungkinan lain sesuai dengan logika instruksi tersebut.
Teknik yang digunakan untuk pipeline dan superscalar ini bisa melaksanakan branch prediction dan speculative execution tentunya membutuhkan ekstra transistor yang tidak sedikit untuk hal tersebut.
Sebagai perbandingan, komputer yang membangkitkan pemrosesan pada PC pertama yang dikeluarkan oleh IBM pada mesin 8088 memiliki sekitar 29.000 transistor. Sedangkan pada mesin Pentium III, dengan teknologi superscalar dan superpipeline, mendukung branch prediction, speculative execution serta berbagai kemampuan lainnya memiliki sekitar 7,5 juta transistor. Beberapa CPU terkini lainnya seperti HP 8500 memiliki sekitar 140 juta transistor. [1]
Superscalar CPU arsitektur menerapkan satu bentuk parallelism disebut instruksi level parallelism dalam satu prosesor. Ia lebih cepat sehingga memungkinkan CPU throughput selain akan dapat mungkin pada jam menilai. Prosesor superscalar melaksanakan lebih dari satu instruksi pada saat bersamaan jam siklus oleh dispatching beberapa petunjuk untuk berlebihan fungsional unit pada prosesor. Setiap unit fungsional tidak terpisah tapi inti CPU eksekusi sumberdaya dalam satu CPU seperti sebuah unit aritmetik logika, sedikit shifter, atau pengganda.
Sementara superscalar CPU biasanya juga pipelined, mereka dua teknik peningkatan kinerja. Hal ini secara teoritis mungkin untuk mempunyai non-pipelined superscalar CPU pipelined atau non-superscalar CPU.
Teknik superscalar yang secara tradisional diasosiasikan dengan mengidentifikasi beberapa karakteristik. Catatan ini akan diterapkan dalam waktu yang diberikan CPU inti.
* Instruksi yang dikeluarkan dari instruksi berurut streaming
* CPU hardware secara dinamis untuk memeriksa dependensi data antara petunjuk pada waktu berjalan (versus memeriksa perangkat lunak pada waktu kompilasi)
* Menerima instruksi beberapa jam per siklus [2]
Sejarah
Seymour Cray's CDC 6600 dari 1965 sering disebut sebagai pertama superscalar desain. Intel i960CA (1988) dan seri AMD 29000-29050 (1990) mikro yang komersial pertama chip tunggal superscalar mikro. CPU RISC seperti ini membawa konsep superscalar untuk mikro komputer RISC karena hasil desain yang sederhana inti, agar mudah instruksi dispatch dan keterlibatan beberapa unit fungsional (seperti ALUs) pada satu CPU dalam rancangan peraturan yang terpaksa waktu. Ini adalah alasan yang RISC desain yang lebih cepat dari CISC desain melalui ke dalam tahun 1980-an dan 1990-an.
Kecuali untuk digunakan dalam beberapa CPU-daya baterai perangkat, pada dasarnya semua tujuan-CPU umum dikembangkan sejak 1998 adalah superscalar. Diawali dengan "P6" (Pentium Pro dan Pentium II) pelaksanaan, Intel x86 arsitektur mikro yang telah menerapkan CISC pada set instruksi RISC superscalar mikro. Kompleks petunjuk yang diterjemahkan secara internal ke-RISC seperti "micro-ops" set instruksi RISC, prosesor yang memungkinkan untuk mengambil keuntungan dari performa yang lebih tinggi-prosesor yang melandasi tetap kompatibel dengan prosesor Intel sebelumnya. [3]
Pustaka:
[1] Superscalar
[2] Wikipedia: Superscalar
[3] Superscalar Processor
Merupakan salah satu rancangan untuk meningkatkan kecepatan CPU. Kebanyakan dari komputer saat ini menggunakan mekanisme superscalar ini. Standar pipeline yang digunakan adalah untuk pengolahan bilangan matematika integer (bilangan bulat, bilangan yang tidak memiliki pecahan), kebanyakan CPU juga memiliki kemampuan untuk pengolahan untuk data floating point (bilangan berkoma). Pipeline yang mengolah integer dapat juga digunakan untuk mengolah data bertipe floating point ini, namun untuk aplikasi tertentu, terutama untuk aplikasi keperluan ilmiah CPU yang memiliki kemampuan pengolahan floating point dapat meningkatkan kecepatan prosesnya secara dramatis.
Peristiwa menarik yang bisa dilakukan dengan metoda superscalar ini adalah dalam hal memperkirakan pencabangan instruksi (brach prediction) serta perkiraan eksekusi perintah (speculative execution). Peristiwa ini sangat menguntungkan buat program yang membutuhkan pencabangan dari kelompok intruksi yang dijalankankannya.
Program yang terdiri dari kelompok perintah bercabang ini sering digunakan dalam pemrograman. Contohnya dalam menentukan aktifitas yang dilakukan oleh suatu sistem berdasarkan umur seseorang yang sedang diolahnya, katakanlah jika umur yang bersangkutan lebih dari 18 tahun, maka akan diberlakukan instruksi yang berhubungan dengan umur tersebut, anggaplah seseorang tersebut dianggap telah dewasa, sedangkan untuk kondisi lainnya dianggap belum dewasa. Tentu perlakuannya akan dibedakan sesuai dengan sistem yang sedang dijalankan.
Lalu apa yang dilakukan oleh CPU untuk hal ini? Komputer akan membandingkan nilai umur data yang diperolehnya dengan 18 tahun sehingga komputer dapat menentukan langkah dan sikap yang harus diambilnya berdasarkan hasil perbandingan tersebut. Sikap yang diambil tentu akan diambil berdasarkan pencabangan yang ada.
Pada CPU yang mendukung perintah pencabangan ini, CPU membutuhkan lumayan banyak clock cycle, mengingat CPU menempatkan semuanya pada pipeline dan menemukan perintah berikutnya yang akan dieksekusinya. Sirkuit untuk branch prediction melakukan pekerjaan ini bekerja sama dengan pipeline, yang dilakukan sebelum proses di ALU dilaksanakan, dan memperkirakan hasil dari pencabangan tersebut.
Jika CPU berfikir bahwa branch akan menuju suatu cabang, biasanya berdasarkan pekerjaan sebelumnya, maka perintah berikutnya sudah dipersiapkan untuk dieksekusi berikut data-datanya, bahkan dengan adanya pipeline ini, bila tidak diperlukan suatu referensi dari instruksi terakhir, maka bisa dilaksanakan dengan segera, karena data dan instruksi yang dibutuhkan telah dipersiapkan sebelumnya..
Dalam hal speculative execution, artinya CPU akan menggunakan melakukan perhitungan pada pipeline yang berbeda berdasarkan kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer. Jika kemungkinan yang dilakukan oleh komputer tepat, maka hasilnya sudah bisa diambil langsung dan tinggal melanjutkan perintah berikutnya, sedangkan jika kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer tidak tepat, maka akan dilaksanakan kemungkinan lain sesuai dengan logika instruksi tersebut.
Teknik yang digunakan untuk pipeline dan superscalar ini bisa melaksanakan branch prediction dan speculative execution tentunya membutuhkan ekstra transistor yang tidak sedikit untuk hal tersebut.
Sebagai perbandingan, komputer yang membangkitkan pemrosesan pada PC pertama yang dikeluarkan oleh IBM pada mesin 8088 memiliki sekitar 29.000 transistor. Sedangkan pada mesin Pentium III, dengan teknologi superscalar dan superpipeline, mendukung branch prediction, speculative execution serta berbagai kemampuan lainnya memiliki sekitar 7,5 juta transistor. Beberapa CPU terkini lainnya seperti HP 8500 memiliki sekitar 140 juta transistor. [1]
Superscalar CPU arsitektur menerapkan satu bentuk parallelism disebut instruksi level parallelism dalam satu prosesor. Ia lebih cepat sehingga memungkinkan CPU throughput selain akan dapat mungkin pada jam menilai. Prosesor superscalar melaksanakan lebih dari satu instruksi pada saat bersamaan jam siklus oleh dispatching beberapa petunjuk untuk berlebihan fungsional unit pada prosesor. Setiap unit fungsional tidak terpisah tapi inti CPU eksekusi sumberdaya dalam satu CPU seperti sebuah unit aritmetik logika, sedikit shifter, atau pengganda.
Sementara superscalar CPU biasanya juga pipelined, mereka dua teknik peningkatan kinerja. Hal ini secara teoritis mungkin untuk mempunyai non-pipelined superscalar CPU pipelined atau non-superscalar CPU.
Teknik superscalar yang secara tradisional diasosiasikan dengan mengidentifikasi beberapa karakteristik. Catatan ini akan diterapkan dalam waktu yang diberikan CPU inti.
* Instruksi yang dikeluarkan dari instruksi berurut streaming
* CPU hardware secara dinamis untuk memeriksa dependensi data antara petunjuk pada waktu berjalan (versus memeriksa perangkat lunak pada waktu kompilasi)
* Menerima instruksi beberapa jam per siklus [2]
Sejarah
Seymour Cray's CDC 6600 dari 1965 sering disebut sebagai pertama superscalar desain. Intel i960CA (1988) dan seri AMD 29000-29050 (1990) mikro yang komersial pertama chip tunggal superscalar mikro. CPU RISC seperti ini membawa konsep superscalar untuk mikro komputer RISC karena hasil desain yang sederhana inti, agar mudah instruksi dispatch dan keterlibatan beberapa unit fungsional (seperti ALUs) pada satu CPU dalam rancangan peraturan yang terpaksa waktu. Ini adalah alasan yang RISC desain yang lebih cepat dari CISC desain melalui ke dalam tahun 1980-an dan 1990-an.
Kecuali untuk digunakan dalam beberapa CPU-daya baterai perangkat, pada dasarnya semua tujuan-CPU umum dikembangkan sejak 1998 adalah superscalar. Diawali dengan "P6" (Pentium Pro dan Pentium II) pelaksanaan, Intel x86 arsitektur mikro yang telah menerapkan CISC pada set instruksi RISC superscalar mikro. Kompleks petunjuk yang diterjemahkan secara internal ke-RISC seperti "micro-ops" set instruksi RISC, prosesor yang memungkinkan untuk mengambil keuntungan dari performa yang lebih tinggi-prosesor yang melandasi tetap kompatibel dengan prosesor Intel sebelumnya. [3]
Pustaka:
[1] Superscalar
[2] Wikipedia: Superscalar
[3] Superscalar Processor
Rabu, 10 Juni 2009
RISC
Ditinjau dari jenis set instruksinya, ada 2 jenis arsitektur komputer, yaitu:
1. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang rumit
(Complex Instruction Set Computer = CISC)
2. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang sederhana
(Reduced Instruction Set Computer = RISC)
CISC dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang
diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan. (Jumlah
perintah sedikit tetapi rumit) [1]
Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa
rakitan, tetapi konsep ini menyulitkan dalam penyusunan kompiler
bahasa pemrograman tingkat tinggi.
Dalam CISC banyak terdapat perintah bahasa mesin.
RISC menyederhanakan rumusan perintah sehingga lebih efisien dalam
penyusunan kompiler yang pada akhirnya dapat memaksimumkan
kinerja program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi. [1]
Konsep arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline.
Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan
pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline
memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan
pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit.
Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk
mengakomodasi program yang lebih besar.
IBM 801 adalah prosesor komersial pertama yang menggunakan
pendekatan RISC. [1]
Pustaka:
[1] Indra: Reduced Instruction Set Computer (RISC)
1. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang rumit
(Complex Instruction Set Computer = CISC)
2. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang sederhana
(Reduced Instruction Set Computer = RISC)
CISC dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah yang
diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan. (Jumlah
perintah sedikit tetapi rumit) [1]
Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa
rakitan, tetapi konsep ini menyulitkan dalam penyusunan kompiler
bahasa pemrograman tingkat tinggi.
Dalam CISC banyak terdapat perintah bahasa mesin.
RISC menyederhanakan rumusan perintah sehingga lebih efisien dalam
penyusunan kompiler yang pada akhirnya dapat memaksimumkan
kinerja program yang ditulis dalam bahasa tingkat tinggi. [1]
Konsep arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline.
Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan
pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline
memerlukan waktu yang lebih singkat daripada waktu untuk melakukan
pekerjaan yang sama dengan menggunakan perintah yang lebih rumit.
Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk
mengakomodasi program yang lebih besar.
IBM 801 adalah prosesor komersial pertama yang menggunakan
pendekatan RISC. [1]
Pustaka:
[1] Indra: Reduced Instruction Set Computer (RISC)
Struktur dan Fungsi Prosesor
Mode Pengalamatan
Apakah Mode Pengalamatan Itu?
Mode pengalamatan adalah bagaimana cara menunjuk sebuah alamat di mana operand akan diambil
Mode pengalamatan diterapkan pada set instruksi (lihat petemuan sebelumnya), dimana pada umumnya instruksi terdiri dari opcode (kode operasi) dan alamat
Jenis-jenis Mode Pengalamatan
Secara garis besar ada 3 jenis:
Pustaka:
[1] Arsitektur dan Organisasi Komputer: Mode Pengalamatan
[2] Universitas Gunadarma: Mode Pengalamatan Data
[3] Maman Darusman: Tugas Arsitektur Komputer
Mode pengalamatan adalah bagaimana cara menunjuk sebuah alamat di mana operand akan diambil
Mode pengalamatan diterapkan pada set instruksi (lihat petemuan sebelumnya), dimana pada umumnya instruksi terdiri dari opcode (kode operasi) dan alamat
Jenis-jenis Mode Pengalamatan
Secara garis besar ada 3 jenis:
- Direct
- Alamat operand ditunjuk secara langsung pada instruksi
- Misal instruksi LOAD, cara penulisan: LOAD Y
- Indirect
- Alamat operand ditunjukkan secara tidak langsung oleh data yang terkandung pada alamat yang ditunjuk
- Cara penulisan: LOAD (Y)
- Immediate
- Alamat operand tidak berisi sebuah alamat, tetapi langsung operand yang akan diproses
- Cara penulisan: LOAD #9
Pustaka:
[1] Arsitektur dan Organisasi Komputer: Mode Pengalamatan
[2] Universitas Gunadarma: Mode Pengalamatan Data
[3] Maman Darusman: Tugas Arsitektur Komputer
Set Intruksi
Set Instruksi (bahasa Inggris: Instruction Set, atau Instruction Set Architecture (ISA)) didefinisikan sebagai suatu aspek dalam arsitektur komputer yang dapat dilihat oleh para pemrogram. Secara umum, ISA ini mencakup jenis data yang didukung, jenis instruksi yang dipakai, jenis register, mode pengalamatan, arsitektur memori, penanganan interupsi, eksepsi, dan operasi I/O eksternalnya (jika ada). [1]
ISA merupakan sebuah spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain. [1]
Pustaka:
[1]Wikipedia: Set Instruksi
[2] UG OpenCourseWare: ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
ISA merupakan sebuah spesifikasi dari kumpulan semua kode-kode biner (opcode) yang diimplementasikan dalam bentuk aslinya (native form) dalam sebuah desain prosesor tertentu. Kumpulan opcode tersebut, umumnya disebut sebagai bahasa mesin (machine language) untuk ISA yang bersangkutan. ISA yang populer digunakan adalah set instruksi untuk chip Intel x86, IA-64, IBM PowerPC, Motorola 68000, Sun SPARC, DEC Alpha, dan lain-lain. [1]
Pustaka:
[1]Wikipedia: Set Instruksi
[2] UG OpenCourseWare: ARSITEKTUR SET INSTRUKSI
TUGAS 2 (Khusus untuk D4LJ ELKA)
Carilah contoh-contoh proses pipelining dikehidupan sehari-hari. Contoh yang diberikan dapat bebas, berupa proses dari CPU atau bukan, misalkan proses pencucian baju dengan mesin cuci dan sebagainya.
Kamis, 07 Mei 2009
Tugas 1
Buatlah presentasi tentang Sistem Operasi, dikerjakan per kelompok, masing-masing membuat kurang lebih 20 slide PPT atau per mahasiswa membuat 5 slide PPT. Daftarkan kelompok saudara disini.
Pustaka:
Arna Fariza : Sistem Operasi
Arna Fariza : Pengenalan Sistem Operasi
Arna Fariza : Struktur Sistem Operasi
Arna Fariza : Proses Proses Sistem Operasi
Arna Fariza : Penjadwalan CPU
Arna Fariza : Sinkronisasi Proses
Arna Fariza : Deadlock
Riyanto Sigit: Sistem Operasi
Pustaka:
Arna Fariza : Sistem Operasi
Arna Fariza : Pengenalan Sistem Operasi
Arna Fariza : Struktur Sistem Operasi
Arna Fariza : Proses Proses Sistem Operasi
Arna Fariza : Penjadwalan CPU
Arna Fariza : Sinkronisasi Proses
Arna Fariza : Deadlock
Riyanto Sigit: Sistem Operasi
Rabu, 06 Mei 2009
Sistem Operasi
Sistem Operasi adalah perangkat lunak sistem yang bertugas untuk melakukan kontrol dan manajemen perangkat keras serta operasi-operasi dasar sistem, termasuk menjalankan software aplikasi seperti program-program pengolah kata dan browser web.
Secara umum, Sistem Operasi adalah software pada lapisan pertama yang ditaruh pada memori komputer pada saat komputer dinyalakan. Sedangkan software-software lainnya dijalankan setelah Sistem Operasi berjalan, dan Sistem Operasi akan melakukan layanan inti umum untuk software-software itu. Layanan inti umum tersebut seperti akses ke disk, manajemen memori, skeduling task, dan antar-muka user. Sehingga masing-masing software tidak perlu lagi melakukan tugas-tugas inti umum tersebut, karena dapat dilayani dan dilakukan oleh Sistem Operasi. Bagian kode yang melakukan tugas-tugas inti dan umum tersebut dinamakan dengan "kernel" suatu Sistem Operasi.
Pustaka:
[1] Wikipedia: Sistem Operasi
[2] Anisa Rahmi: Sistem Operasi
Materi Perkuliahan (UAS)
9. Set Intruksi
10. Mode Pengalamatan
11. Struktur dan Fungsi Prosesor
12. RISC (Reduce Instruction Set Computer)
13. Prosesor Superscalar
14. Operasi Unit Kontrol
15. Paralel Prosesor
16. Tugas Presentasi
10. Mode Pengalamatan
11. Struktur dan Fungsi Prosesor
12. RISC (Reduce Instruction Set Computer)
13. Prosesor Superscalar
14. Operasi Unit Kontrol
15. Paralel Prosesor
16. Tugas Presentasi
Materi Perkuliahan (UTS)
1. Pendahuluan
2. Evolusi & Kinerja Komputer
3. Bus (Interkoneksi)
4. Memori (Cache,Internal, Eksternal)
5. Input/Output
6. Sistem Operasi
7. Aritmatika Computer
8. Tugas Presentasi
2. Evolusi & Kinerja Komputer
3. Bus (Interkoneksi)
4. Memori (Cache,Internal, Eksternal)
5. Input/Output
6. Sistem Operasi
7. Aritmatika Computer
8. Tugas Presentasi
Selasa, 05 Mei 2009
Buku Referensi COA-WS edisi ke-7
Computer Organization and Architecture: Designing for Performance by William Stallings
* Publisher: Pearson
* Pub. Date: July 2005
* ISBN-13: 9780131856448
* Sales Rank: 191,852
* 792pp
* Edition Description: REV
* Edition Number: 7
Biography:
William Stallings has made a unique contribution to understanding the broad sweep of technical developments in computer networking and computer architecture. He has authored 18 titles, and counting revised editions, a total of 35 books on various aspects of these subjects. In over 20 years in the field, he has been a technical contributor, technical manager, and an executive with several high-technology firms. Currently he is an independent consultant whose clients have included computer and networking manufacturers and customers, software development firms, and leading-edge government research institutions. [1]
He has six times received the prize for best Computer Science and Engineering textbook of the year from the Textbook and Academic Authors Association. [1]
Bill has designed and implemented both TCP/IP-based and OSI-based protocol suites on a variety of computers and operating systems, ranging from microcomputers to mainframes. As a consultant, he has advised government agencies, computer and software vendors, and major users on the design, selection, and use of networking software and products. [1]
Dr. Stallings holds a Ph.D. from M.I.T. in Computer Science and a B.S. from Notre Dame in Electrical Engineering. [1]
Pustaka:
[1] Computer Organization and Architecture: Designing for Performance
[2] Student Resources Computer Organization and Architecture, Seventh Edition
Buku Referensi
Computer Organization and Architecture: Designing for Performance (International Edition), Sixth Edition
Product Details
Hardcover: 792 pages
Publisher: Prentice Hall; 7 edition (July 21, 2005)
Language: English
ISBN-10: 0131856448
ISBN-13: 978-0131856448
Product Description
With up-to-date coverage of modern architectural approaches, this handbook provides a thorough discussion of the fundamentals of computer organization and architecture, as well as the critical role of performance in driving computer design. Captures the field’s continued innovations and improvements, with input from active practitioners. Reviews the two most prevalent approaches: superscalar, which has come to dominate the microprocessor design field, including the widely used Pentium; and EPIC, seen in the IA-64 architecture of Intel's Itanium. Views systems from both the architectural and organizational perspectives. Includes coverage of critical topics, such as bus organization, computer arithmetic, I/O modules, RISC, memory, and parallel processors. For professionals in computer product marketing or information system configuration and maintenance.
Computer Architecture and Organization: An Integrated Approach (Hardcover)
by Miles J. Murdocca (Author), Vincent P. Heuring (Author)
Covering all the major topics normally found in a first course in computer architecture, the text focuses on the essentials including the instruction set architecture (ISA), network-related issues, and programming methodology. Using "real world" case studies to put the information into perspective, the chapters examine:
* Data representation
* Arithmetic
* The instruction set architecture
* Datapath and Control
* Languages and the machine
* Memory
* Buses and peripherals
* Networking and communication
* Advanced computer architecture
MILES MURDOCCA serves as the President and CEO of Internet Institute USA (IIUSA), a private postsecondary information technology (IT) school specializing in networking, operating systems, IP telephony, programming, and security. Previously, Dr. Murdocca has been a computer science faculty member at Rutgers University and a research scientist at AT&T Bell Laboratories working in computer architecture, networking, and digital optical computing. He is the author of A Digital Design Methodology for Optical Computing and Principles of Computer Architecture and a contributing author to Computer Systems Design and Architecture, Second Edition as well as the author of dozens of professional papers and patents relating to information technology.
VINCE HEURING is an associate professor and acting chair of the Department of Electrical and Computer Engineering at the University of Colorado at Boulder. He has been at the university since 1984, and prior to that he spent three years at the University of Cincinnati. Professor Heuring’s research encompasses computer architectures and programming language design implementation. He and his colleague, Harry Jordan, designed and built the world’s first stored program optical computer, “SPOC.”
Pustaka lain:
Riyanto Sigit: Arsitektur Komputer
Idhawati Hestiningsih: Arsitektur Komputer
Modul Organisasi Komputer Dan Arsitektur Komputer
Pendahuluan
Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain (kecepatan proses dan sistem interkoneksinya). Dalam hal ini, implementasi perencanaan dari masing–masing bagian akan lebih difokuskan terutama, mengenai bagaimana CPU akan bekerja, dan mengenai cara pengaksesan data dan alamat dari dan ke memori cache, RAM, ROM, cakram keras, dll). Beberapa contoh dari arsitektur komputer ini adalah arsitektur von Neumann, CISC, RISC, blue Gene, dll. [1]
Arsitektur komputer juga dapat didefinisikan dan dikategorikan sebagai ilmu dan sekaligus seni mengenai cara interkoneksi komponen-komponen perangkat keras untuk dapat menciptakan sebuah komputer yang memenuhi kebutuhan fungsional, kinerja, dan target biayanya. [1]
Computer Architecture is the science and art of selecting and interconnecting hardware components to create computers that meet functional, performance and cost goals. Computer architecture is not about using computers to design buildings. [2]
Pustaka:
[1] Wikipedia: Arsitektur Komputer
[2] WWW Computer Architecture Page
Langganan:
Postingan (Atom)