SEJARAH PERKEMBANGAN MIKROPROSESOR INTEL x86
Intel semula adalah produsen memori. Mikroprosesor pertama Intel adalah 4004. Chip i4004 berukuran 12 mm² berisi 2.300 transistor. Intel 4004 setara mesin ENIAC 18.000 tabung hampa di tahun 1946. Intel 4004 mempunyai 45 instruksi.
Intel mereduksi seluruh CPU (central processing unit) menjadi termuat di satu chip tuggal. Perangkat berongkos murah dapat deprogram (programmable devices) sehingga mereduksi ongkos dan dapat ditambahkan fitur-fitur baru.
Setelah 4004, Intel memproduksi mikroprosessor 8 bit, Intel 8008, dilengkapi fasilitas interupsi. Interupsi belum bekerja dengan baik. Pada Intel 8080, interupsi berjalan baik dan beberapa instruksi baru ditambahkan. Jumlah transistor Intel 8080 sekitar 60.000 transistor. Pemroses dapat mengalami memori sebesar 64 Kb.
Gary Kildall dari Digital Research melihat potensi membuat perangkat komputasi berongkos murah dan menciptakan sistem operasi CP/M untuk Intel 8080. Sistem operasi ini menyederhanakan tugas menciptakan, mengeksekusi, dan membenarkan (debugging) program. Sekitar 1975, hobbyist dan pemakai kalangan industri dapat membeli sistem CP/M berbasis 8080 dari Altair dengan harga di bawah US $1000.
Setelah Intel 8080, kompetisi terjadi. Faggin dan Masatoshi Shima yang mengelola proyek Intel 8080 keluar dari Intel dan mendirikan perusahaan Zilog. Zilog memproduksi Z80 yang kompatibel Intel 8080 dan bersama CP/M menjadi popular. Motorola juga memproduksi MC6800. Texas Instruments, National Semiconductor, dan Fairchild juga memproduksi mikroprosessor. Kebanyakan mikroprosessor untuk embedded system guna membuat pintar suatu perangkat.
Pada tahun 1981, perusahaan computer raksaksa IBM (produsen mainframe) membuat computer berongkos murah. IBM memilih Intel 8080 sebagai pemroses di PC-nya.
Pada 1978, Intel mengembangkan Intel 8086. Intel 8086 berisi 29.000 transistor, mempercepat operasi pembagian dan perkalian. Intel 8086 mampu melakukan kalkulasi lebih kompleks. Komputasi dilakukan pada 16 bit. Intel 8086 mampu mengamati memori 1 Mb. Intel juga memproduksi 8088. Perbedaan utama 8088 dan 8086 adalah bus data eksternal. Intel 8086 menggunakan bus 16 bit agar memperoleh kinerja yang lebih baik. Intel 8088 memakai 8 bit untuk mereduksi ongkos dan menjaga kompatibilitas dengan sistem 8080.\
IBM menggunakan pemroses Intel 8088 dan 8086. Dengan dipakai computer PC IBM, maka Intel kembali bangkit. Dengan konsep open architecture IBM PC maka banyak bermunculan computer PC kompatibel dengan seluruhnya menggunakan pemroses Intel.
Intel juga mengeluarkan Intel 80186 yang tidak digunakan untuk sistem komputer. Intel 80186 digunakan aplikasi kendali (control application). Intel 80186 juga disertai 80188 yang juga untuk aplikasi kendali.
Berturut-turut Intel memproduksi 80186, 80286, 80386, dan 80486. Karena pemroses-pemroses berikutnya selalu kompatibel ke bawah (downward compatible), yaitu pemroses lebih mutakhir dijamin dapat melaksanakan instruksi di pemroses sebelumnya membentuk keluarga pemroses i-x86. Huruf i merupakan inisial Intel, x mewakili satu angka untuk menyebut seri pemroses.
Dengan kesuksesan Intel, banyak produsen membuat clone (tiruan) pemroses Intel. Dari segi pemrograman, tiruan-tiruan ini benar-benar kompatibel 100% sehingga tidak mengubah instruksi program. Pemroses tiruan ini dapat melaksanakan semua instruksi Intel. Tiruan-tiruan ini tidak berarti lebih buruk kinerjanya dibanding Intel bahkan ada yang mengklaim dapat berkinerja lebih baik dibanding Intel.
Setelah seri i-x86, pada 1993 Intel mulai dengan penamaan baru Pentium. Pentium pun kompatibel ke bawah, yaitu mampu melaksanakan seluruh instruksi pemroses keluarga i-x86.
Intel 80286 merupakan peningkatan 8086. Pemroses ini menambahkan pengendali interupsi berprioritas, timer yang dapat deprogram (programmable timer), pengendali DMA dan pendekode alamat terpadu pada pemroses. Pemroses ini banyak digunakan untuk pengendalian proses-proses produksi.
Intel 80286 merupakan seri berikutnya pada computer IBM AT. Intel 80286 ini adalah 80186 ditambah unit pengelolaan memori terpadu chipnya, dilengkapi sikrit proteksi dan kemampuan pengalamatan 16 Mb. Intel 80286 merupakan pemroses i-x86 pertama yang dirancang untuk multiprogramming (multitasking).
Intel 80386 merupakan kelanjutan 80286. Pemroses ini merupakan pemroses 32 bit dengan bus alamat 32 bit. ALU 32 bit memungkinkan 80386 memproses data lebih cepat. Bus alamat 32 bit memungkinkan 80386 mengalamati sampai 4 Gb memori. Peningkatan lain adalah segmen memori dapat sebesar 4 Gb, tidak hanya 64 Kb. Unit pengelolaan memori dan proteksi pada 80386 juga meningkat dibanding 80286. Intel 80386 mampu bertindak sebagai CPU lingkungan multiuser dan multiprogramming.
Intel 80486 merupakan kelanjutan 80386. Fitur baru adalah ditambahkan codeldata chase 8 Kb dan unit pengolahan floating point (dulu sebagai chip math compoessor tersendiri) di satu chip. Seri setelah 80486 adalah Pentium yang ditambahkan kemampuan agar beroperasi untuk lingkungan jaringan dan pengolahan multimedia.
Mikroprosesor
Berikut adalah karakteristik penting dari mikroprosesor :
1. ukuran bus data internal (internal data bus size)
Jumlah saluran yang terdapat di dalam mikroprosesor yang menyatakan jumlah bit yang dapat ditransfer antar komponen di dalam mikroprosesor.
2. ukuran bus data eksternal (external data bus size)
Jumlah saluran yang digunakan untuk transfer data antar komponen antara mikroprosesor dan komponen-komponen di luar mikroprosesor.
3. ukuran alamat memori (memory address size)
Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
4. kecepatan clock (clock speed)
Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
5. fitur-fitur spesial (special features)
Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.
1. ukuran bus data internal (internal data bus size)
Jumlah saluran yang terdapat di dalam mikroprosesor yang menyatakan jumlah bit yang dapat ditransfer antar komponen di dalam mikroprosesor.
2. ukuran bus data eksternal (external data bus size)
Jumlah saluran yang digunakan untuk transfer data antar komponen antara mikroprosesor dan komponen-komponen di luar mikroprosesor.
3. ukuran alamat memori (memory address size)
Jumlah alamat memori yang dapat dialamati oleh mikroprosesor secara langsung.
4. kecepatan clock (clock speed)
Rate atau kecepatan clock untuk menuntun kerja mikroprosesor.
5. fitur-fitur spesial (special features)
Fitur khusus untuk mendukung aplikasi tertentu seperti fasilitas pemrosesan floating point, multimedia dan sebagainya.
Interkoneksi Antar Komponen
Karakteristik Bus :
1. Jumlah interupsi menentukan banyak perangkat independent yang melakukan I/O
2. Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasi I/O
3. Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjuk board ekspansi
4. Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja
Karakteristik Bus :
1. Jumlah interupsi menentukan banyak perangkat independent yang melakukan I/O
2. Ukuran bus data eksternal berakibat pada kecepatan operasi I/O
3. Ukuran bus alamat menentukan banyak memori yang ditunjuk board ekspansi
4. Kecepatan clock maksimum yang dapat diakomodasi bus berakibat pada kinerja
Bus-bus di PC compatibles :• ISA (Industry Standard Architecture) bus
• Micro Channel Bus
• EISA (Extended ISA)
• VL-Bus (VESA Local Bus)
• PCI (Peripheral Component Interconnect)
• Micro Channel Bus
• EISA (Extended ISA)
• VL-Bus (VESA Local Bus)
• PCI (Peripheral Component Interconnect)
Fitur Pemrograman Sistem i86
Arsitektur Intel 80486 merupakan arsitektur pemroses modern, arsitektur-arsitektur Intel selanjutnya berbasis pada pemroses ini. Arsitekur dan fitur Intel 80486 telah ditunjukan untuk mendukung sistem operassi modern, yaitu :
Arsitektur Intel 80486 merupakan arsitektur pemroses modern, arsitektur-arsitektur Intel selanjutnya berbasis pada pemroses ini. Arsitekur dan fitur Intel 80486 telah ditunjukan untuk mendukung sistem operassi modern, yaitu :
• Multitasking
• Memori maya
• Proteksi terhadap proses-proses
• Multiprocessor
• Penanganan interupsi
• Dan sebagainya
Register-Register di Intel X86Register-register di Intel 80486 terdiri dari :
• Register untuk kegunaan khusus (special purpose register)
– Register EFLAGS
Register-register sistem ini mengendalikan lingkungan eksekusi program aplikasi.
Register EFLAGS adalah register PSW yang bertugas mengendalikan :
• Register untuk kegunaan khusus (special purpose register)
– Register EFLAGS
Register-register sistem ini mengendalikan lingkungan eksekusi program aplikasi.
Register EFLAGS adalah register PSW yang bertugas mengendalikan :
· Operasi perangkat masukan/keluaran
· Pematian interupsi
· Debugging
· Ahli task
· Mede virtual-8086
· Register-register manajemen memori
Register-register untuk menspesifikasikan struktur data untuk manajemen memori.
Register-register manajemen memori terdiri dari :
Register-register manajemen memori terdiri dari :
· GDTR (Global descriptor Table Register)
· LDTR (Local Descriptor Tabel Register)
· IDTR (Interrupt Descriptor Table Register)
· TR (Task Register)
· Register-register kendali
Register mengendalikan mode atau mengindikasikan state yang diterapkan ke pemroses, bukan pada eksekusi satu task.
Register-register kendali terdiri dari :
Register-register kendali terdiri dari :
· CR0
· CR1
· CR2
· CR3
· Register-register debug
Register-register ini untuk memberikan kemampuan debugging lanjut pemroses i486 termasuk data breakpoint dan kemampuan men-set instruction breakpoint tanpa memodifikasi code segment (berguna untuk debug perangkat lunak berbasis ROM). Hanya program yang berlevel wewenang tinggi yang dapat mengakses register-register ini.
Register-register debug terdiri dari :
Register-register debug terdiri dari :
1. DR0
2. DR1
3. DR2
4. DR3
5. DR4
6. DR5
7. DR6
8. DR7
Register-Register Pengujian
Register-register ini tidak secara formal sebagai bagian arsitektur, merupakan fasilitas bergantung implementasi untuk menguji TLB (translation lookaside buffer) dan chace.
Register-register pengujian terdiri dari :
Register-register pengujian terdiri dari :
1. TR3
2. TR4
3. TR5
4. TR6
5. TR7
Register-Register PengalamatanRegister-register pengalamatan terdiri dari :
ü Register-register segment, yaitu CS, DS, SS, ES, FS, GS.
ü DS, ES, FS, dan GS memungkinkan empan segmen data tersedia secara simultan.
Register-register penunjuk, yaitu EBP, ESI, EDI, ESP.
• Register untuk kegunaan umum (general purpose register)
Register-register untuk kegunaan umum terdiri dari :
• Register untuk kegunaan umum (general purpose register)
Register-register untuk kegunaan umum terdiri dari :
1. EAX
2. EDX
3. ECX
4. EBX