Mikropemproses Kelas Pentium

Oleh: B.S. Gill
Penulis & Webmaster, Internet12Jam

TIDAK ada perbincangan berkenaan komputer yang boleh lari dari mengatakan pasal mikropemproses. Mikropemproses sering diibaratkan sebagai “otak” komputer – bahagian yang memproses kebanyakan data atau maklumat untuk pengguna.
Ia juga adalah sering diambil sebagai titik-tolak akan kekuasaan sesuatu sistem komputer itu. Jadi sememangnya patut kita mula dengan membincangkan pasal mikropemproses Pentium. Pentium yang dikeluarkan pada tahun 1993, merupakan mikropemproses generasi kelima keluaran syarikat gergasi pengeluar mikropemproses iaitu Intel.

Intel Pentium

Pentium adalah mikropemproses pertama keluaran Intel yang boleh memproses maklumat dalam 32 bit serentak. Ia mengandungi 3.3 juta transistor yang melakukan kerja – kerja memproses pada berbagai kelajuan.
Diantara kelajuan – kelajuan pada mana mikropemproses ini boleh di dapati ialah 60, 66, 75, 100, 120, 133, 150, 166 dan 200 MHz.   Pentium adalah cip mikropemproses yang pertama dimasukkan dengan ciri – ciri RISC atau Reduced Instruction Set Computing.
Melalui ciri ini pemprosesan maklumat oleh mikropemproses dijadikan lebih ringkas agar ianya boleh dijalankan dengan lebih pantas. Lihat Daftar Kata untuk penerangan lebih terperinci berkenaan RISC.

Pada tahun 1995, Intel mengeluarkan cip Pentium Overdrive bagi mesin-mesin yang mempunyai cip 80486 tetapi inginkan kuasa pemprosesan Pentium.
Melalui sistem ini Papan induk komputer tersebut harus mempunyai soket khas bagi menerima cip Pentium dan pada masa yang sama menggunakan cip 486-nya yang lama. Teknologi ini seperti semua orang sedia maklum hanyalah satu teknologi peralihan bagi mendapatkan lebih ramai orang menggunakan cip Pentium.

Pada tahun yang sama cip Pentium Pro diperkenalkan kepada dunia. cip Pentium Pro dikatakan adalah cip generasi baru bagi Intel dan berkebolehan “lari” pada kelajuan 150, 166, 180 dan 200 MHz – satu kelajuan yang tidak begitu tinggi kerana kelajuannya adalah sama dengan kelajuan Pentium Overdrive tetapi menggunakan lebih banyak transistor – iaitu sebanyak 5.5 juta semuanya!
Kelebihan Pentium Pro sebenarnya terselindung. Ini kerana kemajuannya terletak pada struktur litarnya yang mempunyai ciri-ciri superpipelining, dynamic execution dan kehadiran ingatan cache peringkat kedua (L2) di dalam mikropemproses itu sendiri.
Semua cip sebelum ini menggunakan ingatan cache peringkat kedua dari luar cip berkenaan. Pentium Pro membawa ingatan ini masuk ke dalam sistem mikropemprosesnya sendiri.

Dua tahun setelah pengeluaran Pentium Pro, Intel mengeluarkan cip Pentium Pro MMX. Singkatan MMX seringkali dikatakan bermaksud Multi Media eXtensions.
Pentium Pro MMX tidak memberikan pengguna satu cip yang lebih laju. Kelebihannya terletak pada kebolehannya memproses maklumat multimedia seperti bunyi, suara, video dan grafik dalam bentuk digital.   Sebelum MMX kesemua maklumat digital ini diproses oleh kad-kad multimedia khusus yang dipasangkan pada Papan Induk.
Kad-kad ini dikeluarkan oleh pihak ketiga dan diantaranya adalah seperti Kad monitor dan kad bunyi. Kad monitor memproses grafik dan video sementara kad bunyi memproses bunyi, suara dan muzik. Intel telah sekali lagi mengabungkan teknologi kad-kad ini ke dalam cip mikropemprosesnya.
Namun kebolehan cip MMX ini hanyalah terserlah apabila arahan-arahan khas tertulis untuknya oleh penulis perisian-perisian komputer.
Perisian-perisian komputer yang mempunyai arahan khas untuk mengambil kesempatan atas teknologi MMX ini dikatakan perisian sedia – MMX. Perisian-perisian yang dikeluarkan sebelum adanya MMX tidak boleh menggunakan teknologi ini dan oleh itu tidak bermanafaat dari keujudannya.

Teknologi yang tiba selepas itu dari pengeluar gergasi Intel adalah Pentium II. Dikeluarkan pada tahun 1999, Pentium II dibina atas struktur yang sama dengan Pentium Pro tetapi ditambahkan lagi 2 juta transistor yang menjadikan semuanya kini 7.5 juta transistor.
Pentium II boleh didapati dalam versi dengan kelajuan 233, 266, 300 dan 333MHz. Versi-versi yang lain mungkin akan keluarkan. Pentium II adalah cip mikropemproses yang terbesar dari segi saiznya yang pernah dikeluarkan.
Bentuknya juga berlainan iaitu berupa segiempat bujur dibandingkan dengan bentuk hampir segiempat sama cip-cip sebelumnya. Saiznya yang besar melambangkan kebolehan tambahannya yang diantaranya ialah:-

• Struktur arkitek Dual Independent Bus atau DIB
• Ingatan Cache Peringkat Pertama (L1) sebanyak 32Kilobyte dan ingatan cache Peringkat Kedua (L2) sebanyak 512Kilobyte. Kedua-dua ingatan cache ini disepadukan ke dalam litaran cip elektronik tersebut.
• Kebolehan memproses MMX

Kesemua cip-cip mikropemproses Intel sebelum Pentium digelar dengan nombor mereka seperti 80286, 80386 dan 80486. Akibat dari penggunaan nombor-nombor ini oleh penyaing Intel seperti AMD, Intel telah berusaha untuk mendapatkan perintah mahkamah bagi menyatakan bahawa nombor-nombor tersebut harus diberikan perlindungan hakcipta.
Tetapi Intel gagal di dalam usahanya dan terpaksa mencari jalan lain. Intel kemudian dikatakan telah mengupah satu agensi penamaan sebanyak berjuta dollar Amerika untuk mencari nama yang sesuai bagi cip mikropemproses generasi yang kelimanya. Kononnya setelah berbulan – bulan membuat kaji selidik, agensi itu mengemukakan nama tersebut: Pentium! “Pentium” diambil dari nama Yunani Pent bagi nombor 5 dan “ium” adalah sambungan biasa.
Sehingga lewat dekad ke 80an, Intel sering dianggap pengeluar tunggal cip mikropemproses bagi kegunaan industri komputer. Namun tahun-tahun 90-an melihat kemunculan syarikat yang memberikan cabaran sengit kepada Intel.
Syarikat-syarikat ini mengeluarkan cip yang setanding dari segi fungsi tetapi sering pada harga yang lebih rendah dan juga sering mempunyai prestasi yang lebih dari cip-cip Intel.
Dua dari syarikat yang berhasrat menggugat kedudukan “maharaja” Intel ialah AMD dan Cyrix. Mari kita berkenalan sedikit dengan mereka.

AMD K6

K6 adalah nama kepada cip mikropemproses dari AMD atau Advance Mikro Devices.  Cip mikropemproses K6 adalah 100% bersesuaian dengan cip Pentium dari Intel. Jadi pengguna komputer boleh menggunakan komputer yang dikuasai oleh K6 untuk melaksanakan semua perisian – perisian kegemarannya.
Selain dari kesesuaiannya dengan cip Pentium, K6 juga mempunyai teknologi MMX dan walaupun adalah 20% lebih kecil dari cip Pentium, ia mempunyai 3 juta transistor lebih dari Pentium (iaitu 8.5 juta transistor dibandingkan dengan 5.5 pada Pentium).
Dalam kebanyakan ujian prestasi yang dijalankan, K6 dikatakan mengatasi Pentium dari berbagai segi. Harganya yang rendah juga menjadikannya pilihan kepada pembuat komputer yang ingin menjaga kos pengeluaran mereka.

Cyrix 6×86

Cyrix adalah satu lagi pengeluar cip mikropemproses yang bersesuaian dengan cip Pentium Intel. Jawapan kepada cabaran Pentium dari Cyrix adalah cip 6×86 dimana x digantikan dengan nombor generasi cip berkenaan.
Cip-cip keluaran Cyrix juga dikatakan mempunyai teknologi yang setanding dengan Pentium dan prestasi yang lebih baik pada harga yang lebih rendah. Walaupun Intel mendapat cabaran sengit dari AMD dan Cyrix, kedudukannya sebagai pengeluar No.1 cip mikropemproses tidak pernah tergugat.
Ini kerana walaupun AMD dan Cyrix boleh mengeluarkan cip yang lebih berkualiti dan murah hanya Intel sahajalah yang dapat memenuhi permintaan sedunia bagi cip mikropemproses komputer.
Berdasarkan keyakinan ini Intel terus membesar seperti yang dapat dilihat dari pembukaan kilangnya yang terbaru di kawasan perindustrian teknologi tinggi di Kulim, Kedah.
Selain dari itu Intel juga mempunyai kilang di Bayan Lepas, Penang berhampiran dengan penyaingnya, AMD.

Melihat ke depan, kita dapati bahawa mikropemproses akan menjadi lebih berkuasa. Bukan sahaja kelajuan MHz-nya akan bertambah, malah mikropemproses akan mengambil alih banyak (jika tidak semua) fungsi-fungsi papan induk komputer.
Fungsi-fungsi seperti memproses data multimedia mungkin satu hari nanti akan diproses oleh mikropemproses sepenuhnya. Juga bersedialah untuk hari dimana anda akan dapati mikropemproses dengan teknologi modem dibina sekali ke dalam struktrur litarnya.

Terdapat  implikasi besar terhadap perkembangan ini. Yang utama, prestasi dan harga sesuatu sistem komputer akan lebih bergantung kepada kecanggihan mikropemproses dan kurang kepada komponen-komponen lain. Ini akan menjadikan mikropemproses dan pembuat-pembuatnya mempunyai lebih kuasa kawalan atas arah haluan teknologi komputer di dunia.

Daftar Kata

RISC:
singkatan bagi Reduced Instruction Set Computing dan disebut   “risk”. Setiap mikropemproses mempunyai satu set arahan dengan mana ia memproses kesemua data. Sehingga pertengahan dekad 80an kebanyakan kemajuan mikrompemproses dilakukan dengan menambah jumlah bilangan arahan yang boleh difahami dan dilaksanakan oleh mikropemproses. Tetapi pada ketika itu beberapa pengeluar mikropemproses cuba mencari haluan lain dengan mengeluarkan cip yang hanya boleh melaksanakan beberapa set arahan – arahan yang ringkas sahaja. Terdapat dua kelebihan nyata sistem ini:-  cip mikropemproses boleh memproses arahan dengan lebih ringkas dan ini menjadikannya lebih cepat. Disebabkan keringkasan pemprosesan arahan mikropemproses, cip jenis ini tidak memerlukan bilangan transistor yang banyak dan oleh itu kos merekabentuk dan mengeluarkan cip jenis ini adalah lebih rendah. Kemunculan cip dengan teknologi RISC ini mengakibatkan cip dengan teknologi lama dipanggil CISC atau Complex Instruction Set Computing.  Namun setelah semua ini diperkatakan, kini tidak terdapat jurang yang terlalu besar di antara teknologi RISC dan CISC. Ini kerana kos pengeluaran cip mikropemproses semakin menurun dan kebanyakan cip CISC telahpun memuatkan arahan – arahan RISC dan banyak cip RISC yang baru mengandungi arahan – arahan CISC yang lama. Jadi nampaknya terdapat semacam “pengabungan” antara keduanya. 

Pipelining:
Kebolehan mikropemproses memproses lebih dari satu arahan pada   satu – satu ketika. Dalam teknik ini mikropemproses mula memproses arahan kedua walaupun arahan pertama belum disiapkan dengan memberikan setiap arahan kepada segmen – segmen yang berlainan. Kesemua segmen memproses arahan mereka serentak dan hasilnya diperolehi dengan lebih cepat. Pentium Pro menggunakan teknik ini untuk memproses 4 arahan serentak.  

Dynamic execution:
Merujuk kepada tiga teknik memproses arahan yang dijalankan serentak:-

Peramalan berbagai cabang (Multiple branch prediction): Melalui teknik ini mikropemproses meramalakan arahan yang akan datang dengan melihat kehadapan arahan – arahan yang akan diproses olehnya. Ini menjadikan ia lebih peka dengan aturan arahan komputer dan ianya lebih bersedia mengambil tindakan yang sewajarnya.
Penganalisaan Perjalanan Data (Data Flow Analysis): mikropemproses mencari cara yang paling optimum untuk memproses arahan dan data – bebas dari cara bagaimana arahan diberikan kepadanya. Ini melahirkan pemproses yang lebih cekap.
Perlaksanaan Spekulatif (Speculative Execution): mikropemproses melihat kedepan arahan yang mungkin diperlukan dan melaksanakannya – walaupun belum diperlukan lagi. Dengan cara ini mikropemproses sentiasa berada di dalam keadaan sibuk melaksanakan arahan dan ini meningkatkan prestasinya.

DIB:
Singkatan bagi Dual Independent Bus. Ia adalah satu struktur arkitek litaran elektronik di dalam cip mikropemproses yang memberikan cip berkenaan dua laluan serentak kepada ingatan komputer. Laluan pertama adalah kepada ingatan utama atau RAM dan laluan kedua adalah kepada ingatan L2 cache-nya. Melalui sistem ini cip mikropemproses dapat perolehi data yang tersimpan dalam ingatan dengan lebih cepat dan ini sudah tentu meningkatkan kad pemprosesan datanya

Rujukan dan maklumat lanjut:
Lawatilah laman-laman syarikat pengeluar mikropemproses berikut untuk pelajari lebih dekat akan mikropemproses keluaran syarikat berkenaan.
Intel: http://www.intel.com
AMD: http://www.amd.com
Cyrix: http://www.cyrix.com

By B.S. Gill
Published: April 8, 2001