Pengertian Mikroprosesor, Fungsi & Cara Kerjanya Paling Lengkap

Baca Cepat Buka

Finoo.id – Pengertian Mikroprosesor, Fungsi & Cara Kerjanya Paling Lengkap. Mikroprosesor adalah salah satu komponen yang sangat penting dalam PC dan laptop. Meskipun komponen ini sudah sangat dikenal, namun pemahaman tentang mikroprosesor masih terbatas di kalangan banyak orang.

Hampir semua sistem digital yang kompleks di dunia ini dikendalikan oleh mikroprosesor dan mikrokontroler. Contohnya, komputer menggunakan prosesor Intel Core i7 dan smartphone menggunakan prosesor Snapdragon.

Pada artikel ini, kami akan membahas tentang pengertian mikroprosesor, sejarahnya, cara kerjanya, diagram blok, kelebihannya, fungsi-fungsinya, karakteristiknya, serta komponen-komponennya. Mari simak pembahasannya di bawah ini.

Pengertian Mikroprosesor

Mikroprosesor adalah sebuah sirkuit terintegrasi (IC) atau chip yang menggabungkan fungsi inti dari unit pemrosesan pusat (CPU) komputer.

Chip IC ini, yang dikenal dengan sebutan mikroprosesor dalam bahasa Inggris, adalah perangkat serba guna yang dapat diprogram untuk menerima data digital sebagai input, memprosesnya sesuai dengan instruksi yang tersimpan dalam memori, dan menghasilkan output.

Mikroprosesor ini mengandung logika kombinasional dan logika digital sekuensial yang beroperasi pada angka dan simbol yang diwakili dalam sistem bilangan biner.

Di dalam IC mikroprosesor, terdapat unit aritmatika dan logika (ALU), register, unit kontrol, sistem bus, dan jam (clock) untuk melaksanakan tugas komputasi.

Mikroprosesor dapat dianggap sebagai otak dari semua jenis komputer, termasuk laptop, server, dan desktop.

Sejarah Singkat Mikroprosesor

Sejarah perkembangan mikroprosesor dapat ditelusuri sejak penemuan komponen IC oleh Fairchild Semiconductor pada tahun 1959.

Pada tahun 1968, Gordan Moore (ahli kimia), Robert Noyce (fisikawan), dan Andrew Grove (investor) memutuskan untuk keluar dari Fairchild Semiconductor dan mendirikan perusahaan mereka sendiri, yang sekarang kita kenal sebagai INTEL (Intergrated Electronics).

Pada tahun 1971, mereka berhasil menciptakan mikroprosesor pertama, yaitu Intel 4004.

Beberapa mikroprosesor yang muncul antara tahun 1979 hingga 2002 meliputi:

Intel 8088
Intel 80286
Intel 80386
Intel 80486
Intel Pentium II
Intel Pentium III
Intel Pentium IV

Fungsi Mikroprosesor

Fungsi utama dari mikroprosesor dalam komputer adalah mengatur dan mengendalikan seluruh proses sistem. Berikut ini adalah beberapa fungsi yang dimiliki oleh mikroprosesor:

Mengambil perintah dari memori: Mikroprosesor bertugas untuk mengambil instruksi atau perintah yang tersimpan dalam memori komputer. Instruksi tersebut menentukan tugas yang harus dilakukan oleh mikroprosesor.
Menjalankan fungsi operasi aritmatika dan logika: Mikroprosesor dilengkapi dengan unit aritmatika dan logika (ALU) yang bertanggung jawab untuk menjalankan operasi aritmatika (seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian) dan operasi logika (seperti AND, OR, NOT) pada data yang diterima.
Mengambil dan menyimpan data dari atau ke dalam memori: Selain mengambil instruksi, mikroprosesor juga bertugas untuk mengambil data dari memori dan menyimpan hasil pengolahan data kembali ke memori. Ini penting dalam proses pemrosesan data di komputer.
Memberikan timing untuk siklus kerja sistem di dalam mikroprosesor: Mikroprosesor memiliki sinyal jam (clock) yang digunakan untuk mengatur siklus kerja internalnya. Sinyal jam ini mengkoordinasikan aktivitas mikroprosesor, memastikan bahwa instruksi dieksekusi dengan benar dan dalam urutan yang tepat.
Memberikan pelayanan terhadap sinyal interupsi serta mengirimkan sinyal untuk mengendalikannya: Mikroprosesor dapat merespons sinyal interupsi dari perangkat eksternal, seperti keyboard atau mouse, yang meminta perhatian segera. Ketika sinyal interupsi diterima, mikroprosesor menghentikan instruksi yang sedang dieksekusi dan beralih ke penanganan interupsi sesuai dengan prioritasnya.

Karakteristik Mikroprosesor

Mikroprosesor memiliki setidaknya enam karakteristik utama, yaitu:

Ukuran Bus Data Internal: Ini mengacu pada jumlah saluran yang ada di dalam mikroprosesor untuk mengirim atau mentransfer bit dari komponen di dalamnya.
Ukuran Bus Data Eksternal: Ini merujuk pada jumlah saluran yang ada di luar mikroprosesor untuk mentransfer data dari atau ke komponen di luar mikroprosesor.
Ukuran Alamat Memori: Ini mengindikasikan jumlah alamat memori yang dapat diakses langsung oleh mikroprosesor.
Kecepatan Clock: Ini adalah kecepatan clock yang digunakan untuk mengatur kerja mikroprosesor. Kecepatan clock ini menentukan seberapa cepat instruksi dapat dieksekusi dan proses pemrosesan data.
Fitur Khusus: Fitur khusus ini dirancang untuk mendukung aplikasi-aplikasi tertentu. Contohnya, ada fitur-fitur seperti floating point (titik mengambang) yang mendukung operasi matematika presisi tinggi, atau fitur-fitur multimedia yang mendukung pemrosesan video dan audio.
Pemroses Data Utama: Mikroprosesor bertindak sebagai pemroses data utama dalam sebuah komputer. Ini berarti mikroprosesor bertanggung jawab untuk melakukan pemrosesan instruksi dan data yang diperlukan untuk menjalankan program dan menjalankan operasi komputer.

Cara Kerja Mikroprosesor

Setelah membahas pengertian mikroprosesor dan sejarah singkatnya sebelumnya, mari kita bahas cara kerjanya.

Dalam blok diagram mikroprosesor, terdapat tiga bagian utama seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, yaitu ALU (unit aritmatika dan logika), register, dan unit kontrol.

Ketiga bagian ini terhubung dengan tiga unit lain dalam komputer, yaitu input, output, dan memori.

Unit input terdiri dari perangkat seperti keyboard, mikrofon, mouse, dan sejenisnya. Sedangkan unit output terdiri dari speaker, layar, printer, dan perangkat lainnya.

Prinsip kerja mikroprosesor dimulai dengan langkah fetch, di mana mikroprosesor mengambil atau menjemput data yang diperlukan dari unit memori. Selanjutnya, dengan langkah decode, mikroprosesor menerjemahkan kode instruksi tersebut.

Langkah terakhir adalah execute, di mana mikroprosesor menjalankan atau mengeksekusi perintah tersebut hingga mencapai perintah lanjutan STOP.

Setelah serangkaian proses ini selesai, hasilnya akan dikirimkan ke bagian output dalam bentuk biner.

Dengan cara kerja ini, mikroprosesor dapat menjalankan instruksi-instruksi yang diperlukan untuk melakukan berbagai tugas pemrosesan data dalam komputer.

Diagram Blok Mikroprosesor pada Komputer

Biasanya, sebuah mikroprosesor terdiri dari unit aritmatika dan logika (ALU), unit kontrol, dan register array.

Berikut ini adalah diagram blok yang menggambarkan struktur mikroprosesor dalam suatu sistem komputer.

Jenis-Jenis Mikroprosesor

Sejak awal kemunculannya, terdapat lima jenis mikroprosesor yang telah dibuat, yang dikelompokkan berdasarkan jumlah bitnya.

Berikut adalah penjelasan mengenai jenis-jenis mikroprosesor tersebut:

1. Mikroprosesor 4 bit

Mikroprosesor 4-bit adalah jenis mikroprosesor yang pertama kali diperkenalkan oleh Intel, yang dikenal sebagai Intel 4004.

Seperti namanya, mikroprosesor ini memiliki memori berukuran 4 bit yang dapat diakses melalui 4096 lokasi alamat.

Mikroprosesor 4 bit ini dibuat menggunakan teknologi P-channel MOSFET. Aplikasi awal dari mikroprosesor ini terutama digunakan dalam kalkulator dan permainan video.

Mikroprosesor 4 bit ini merupakan langkah awal dalam evolusi mikroprosesor dan menjadi lkaliansan bagi perkembangan mikroprosesor yang lebih canggih di masa mendatang.

2. Mikroprosesor 8 bit

Mikroprosesor 8-bit dikembangkan oleh Intel sebagai respons terhadap permintaan yang tinggi di pasar dan kesadaran akan kebutuhan akan kekuatan pemrosesan yang lebih besar dibandingkan dengan mikroprosesor 4-bit.

Berikut adalah beberapa contoh mikroprosesor 8-bit:

Intel 8008: Mikroprosesor ini diperkenalkan pada tahun 1972 dan merupakan salah satu mikroprosesor 8-bit awal yang dikembangkan oleh Intel. Mikroprosesor ini digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk sistem komputer mini dan peralatan kontrol industri.
Intel 8080: Mikroprosesor ini dirilis pada tahun 1974 dan sangat populer pada masanya. Mikroprosesor ini merupakan salah satu yang pertama menggunakan arsitektur 8-bit dan digunakan dalam sistem komputer seperti Altair 8800 yang dianggap sebagai komputer pribadi pertama.
Intel 8085: Ini adalah versi penyempurnaan dari Intel 8080, dirilis pada tahun 1976. Mikroprosesor ini menawarkan perbaikan dalam kinerja dan fitur-fitur tambahan, dan juga digunakan dalam berbagai sistem komputer dan peralatan elektronik.

3. Mikroprosesor 16 bit

Mikroprosesor 8-bit yang diproduksi oleh Intel sangat populer di pasar, sehingga mendorong Intel untuk melanjutkan pengembangan produk baru.

Kali ini, Intel mengeluarkan mikroprosesor 16-bit. Peningkatan jumlah bit ini dilakukan karena kebutuhan akan kapasitas memori yang semakin besar.

Berikut adalah beberapa contoh mikroprosesor 16-bit:

Intel 8086: Mikroprosesor ini diperkenalkan pada tahun 1978 dan menjadi salah satu inovasi yang signifikan dalam dunia komputasi. Intel 8086 adalah mikroprosesor 16-bit pertama yang diproduksi oleh Intel dan digunakan dalam komputer-komputer seperti IBM PC.
Intel 8088: Mikroprosesor ini, yang dirilis pada tahun 1979, mirip dengan Intel 8086 dalam arsitektur dan kinerja, tetapi memiliki bus data eksternal 8-bit. Mikroprosesor ini digunakan dalam komputer-komputer awal seperti IBM PC.
Intel 80286: Mikroprosesor ini diperkenalkan pada tahun 1982 dan memperkenalkan kemampuan multitasking dan mode proteksi memori. Intel 80286 merupakan langkah penting dalam perkembangan komputer dengan performa yang lebih tinggi dan mendukung sistem operasi yang lebih canggih.

4. Mikroprosesor 32 bit

Dengan berkembangnya zaman, aplikasi-aplikasi terus mengalami perkembangan yang menuntut perusahaan mikroprosesor untuk mengembangkan produk yang lebih baru.

Pada tahun 1986, Intel berhasil meluncurkan mikroprosesor 80386. Prosesor ini dilengkapi dengan sistem alamat memori 32-bit serta bus data 32-bit. Ini memberikan kapasitas pemrosesan yang lebih besar dan mendukung pengolahan data yang lebih kompleks.

Tiga tahun kemudian, Intel kembali meluncurkan mikroprosesor 32-bit, yang diberi nama Intel 80486. Mikroprosesor ini merupakan pengembangan dari Intel 80386 dengan tambahan Intel 80387 sebagai prosesor numerik. Intel 80486 juga dilengkapi dengan memori cache sistem sebesar 8 KB.

Mikroprosesor Intel 80486 ini memberikan peningkatan dalam kinerja dan kecepatan pemrosesan, memungkinkan komputer untuk menjalankan aplikasi yang lebih kompleks dan tuntutan pemrosesan yang lebih tinggi.

5. Mikroprosesor 64 bit

Pada tahun 1993, Intel meluncurkan mikroprosesor 64-bit, namun kali ini mereka memutuskan untuk tidak menggunakan nama numerik seperti sebelumnya. Keputusan ini diambil karena sulitnya dalam mengucapkan dan mengingat nama-nama numerik sebelumnya.

Mikroprosesor 64-bit pertama yang diluncurkan oleh Intel diberi nama Pentium. Prosesor ini menggunakan teknologi superscalar, yang berarti terdapat dua mikroprosesor yang digabungkan sehingga dapat menjalankan dua perintah sekaligus. Teknologi ini memungkinkan peningkatan dalam kinerja pemrosesan dan kecepatan eksekusi instruksi. Mikroprosesor Pentium menjadi populer dan banyak digunakan dalam komputer pribadi, memberikan daya pemrosesan yang lebih tinggi untuk menjalankan aplikasi yang lebih kompleks.

Kelebihan Mikroprosesor

Berikut ini adalah beberapa kelebihan/keunggulan yang dimiliki oleh mikroprosesor:

Portable: Mikroprosesor memiliki ukuran kecil yang memungkinkannya untuk digunakan dalam perangkat yang portabel, seperti laptop, smartphone, dan tablet. Keunggulan ini membuat perangkat lebih mudah dibawa dan digunakan di mana saja.
Ukuran kecil: Ukuran kecil dari mikroprosesor memungkinkan integrasi yang lebih mudah dalam berbagai perangkat elektronik. Hal ini memungkinkan desain perangkat yang lebih ringkas dan efisien.
Andal (Reliable): Mikroprosesor biasanya dirancang dengan stkalianr yang tinggi dalam hal kekalianlan dan kinerja. Mereka memiliki kestabilan yang baik dan dapat dikalianlkan dalam menjalankan tugas komputasi secara konsisten.
Kecepatan tinggi: Mikroprosesor memiliki kecepatan kerja yang tinggi dalam menjalankan instruksi dan pemrosesan data. Kemampuan ini memungkinkan eksekusi tugas komputasi dengan cepat, meningkatkan kinerja sistem secara keseluruhan.
Serba guna (Versatile): Mikroprosesor dapat diprogram untuk berbagai tugas dan aplikasi. Mereka fleksibel dalam menjalankan perintah dan mampu menangani berbagai jenis komputasi, mulai dari pemrosesan angka hingga pemrosesan grafis.
Konsumsi daya rendah: Mikroprosesor dirancang untuk memiliki konsumsi daya yang rendah. Hal ini memungkinkan perangkat yang menggunakan mikroprosesor dapat beroperasi lebih lama dengan daya baterai yang lebih efisien.
Biaya rendah (Low Cost): Mikroprosesor massal yang diproduksi oleh perusahaan seperti Intel dan AMD memiliki biaya yang relatif rendah. Hal ini membuat teknologi komputasi lebih terjangkau dan dapat diakses oleh lebih banyak orang.
Tidak menghasilkan panas yang berlebihan: Mikroprosesor dirancang untuk menghasilkan panas yang terkendali. Desain yang efisien termal dan pengaturan suhu yang baik memastikan bahwa mikroprosesor tidak menghasilkan panas berlebihan yang dapat merusak komponen lain dalam sistem.

Komponen Mikroprosesor

Terdapat tiga komponen utama dalam mikroprosesor:

Register: Komponen ini berfungsi untuk menyimpan data, kode instruksi, bit status operasi, dan alamat sementara. Register digunakan oleh mikroprosesor untuk memanipulasi data dan instruksi dalam proses pemrosesan.
Unit Timing dan Kontrol: Komponen ini bertugas mengambil instruksi dari memori program, mendekodekannya, dan menghasilkan sinyal kontrol yang diperlukan untuk menjalankan instruksi tersebut. Unit ini bertanggung jawab dalam mengatur urutan dan waktu eksekusi instruksi serta sinkronisasi aktivitas mikroprosesor secara keseluruhan.
Unit Algoritma dan Logika (ALU): Komponen ini bertanggung jawab untuk menjalankan operasi aritmatika dan logika pada data yang diolah oleh mikroprosesor. ALU melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan operasi logika seperti AND, OR, dan NOT. ALU juga berperan dalam operasi perbandingan dan pengambilan keputusan dalam mikroprosesor.

Baca Juga :

Penutup

Sebagai penutup, kita dapat menyimpulkan bahwa mikroprosesor memiliki peran penting dan integral dalam dunia teknologi informasi saat ini.

Dengan memahami pengertian mikroprosesor dan fungsinya, kita akan semakin mengetahui bagaimana perangkat keras berfungsi dan berinteraksi untuk menghasilkan output yang kita harapkan.

Tanpa adanya mikroprosesor, banyak dari teknologi yang kita gunakan sehari-hari seperti komputer, smartphone, dan perangkat IoT tidak akan dapat berfungsi secara efisien.

Dalam era digital yang semakin maju ini, pemahaman tentang mikroprosesor menjadi hal yang sangat penting.

Semoga melalui artikel finoo.id ini, pembaca mendapatkan pemahaman yang lebih baik dan jelas tentang apa itu mikroprosesor, bagaimana cara kerjanya, dan pentingnya dalam teknologi modern. Selamat mencoba dan terus belajar!