Uncategorized

Sejarah Perkembangan CPU x86

PC (Personal Computer), sudah menjadi bagian dari kehidupan manusia di era modern ini. Baik itu berupa komputer desktop, laptop ataupun tablet computer. Salah satu komponen utama PC adalah CPU atau processor dan Core i7 atau AMD Phenom II X4, mungkin lebih familiar di telinga Anda dibandingkan dengan Intel 80286 atau AMD Am286. Padahal nama-nama ini berasal dari “keluarga” yang sama, yaitu “x86”. Untuk menambah wawasan Anda mengenai keluarga besar ini, selanjutnya akan dibahas mengenai “silsilah” CPU x86.
Dalam artikel ini, processor akan dikelompokkan sesuai dengan generasi processor masing-masing, dan penetapan generasi didasarkan pada perkembangan yang signifikan pada teknologi yang diterapkan pada processor. Pembahasan mencakup generasi awal hingga generasi kelima processor x86.
GENERASI PERTAMA
Inilah generasi awal dari CPU dengan arsitektur x86, yang akhirnya menjadi processor yang mendominasi pasar PC.

Intel 8086 (1978, Clock : 5 MHz – 10 MHz)

Didesain oleh Intel dan diperkenalkan pertama kali kepada pasar pada 8 Juni 1978, Intel 8086 menandai kelahiran arsitekrut x86. Di dalam chip dengan fabrikasi 3 mikrometer ini, terdapat 29.000 transistor. Jumlah ini, empat kali lipat lebih banyak jika dibandingkan dengan transistor yang terdapat pada Intel 8085, yaitu 6500 transistor. Frekuensi Clock pada awal produksi dibatasi pada 5 MHz (IBM PC menggunakan 4,77 MHz), hingga pada versi terakhirnya, spesifikasinya meningkat menjadi 10 MHz.
8086 bukanlah chip 16-bit yang pertama ada, karena pada generasi sebelumnya, yaitu pada 8080 dan 8085, kedua microprocessor ini telah mendukung beberapa instruksi 16-bit. Namun, 8086 merupakan microprocessor pertama yang mengimplementasikan penuh teknologi 16-bit, baik itu register internal, serta data bus internal dan eksternal. Ditambah dengan 20-bit address bus eksternal, hingga mampu mengalamatkan (memproses) sampai 1 MB memori (2^20 = 1.048.576). Walaupun memiliki banyak perbedaan, Intel 8086 tetap mendukung software yang dibuat untuk chip pendahulunya, 8008, 8080, dan 8085.

Intel 8088 (1979, Clock : 5 MHz – 10 MHz)

Pada tanggal 1 Juni 1979, Intel merilis Intel 8088 yang merupakan versi ekonomis dari Intel 8086. Spesifikasi 8088 mirip dengan 8086, perbedaan mencolok terletak pada eksternal data bus dimana 8088 hanya menggunakan 8-bit.

GENERASI KEDUA
Pada masa ini, perkembangan processor di
tandai dengan kebutuhan akan hardware untuk proses perhitungan yang cepat dimana diperkenalkan memory management unit (MMU) untuk mendukung protected mode, dan dukungan untuk kapasitas memory yang lebih besar, serta munculnya AMD sebagai pesaing Intel di pasar x86.

Intel 80286 (1982, Clock : 6 MHz – 12,5 MHz)
Pada tahun 1982, Intel merilis seri 80186 dan 80188, masing-masing sebagai penerus seri 8086 dan 8088. Intel 80186/80188 didesain untuk embedded systems (sistem komputer untuk mengerjakan tugas yang spesifik) sebagai microcontrollers disertai memori eksternal. Oleh karena itu, tidak memungkinkan menggunakan kedua microprocessor ini untuk membangun komputer yang 100% PC-compatible.
Di tahun yang sama tepatnya 1 Februari 1982, Intel merilis seri 80286 yang sering juga disebut Intel 286 atau i286. Hadir denga
n 134.000 transistor di dalam chip berteknologi 1,5 mikrometer, serta mendukung sampai 16 MB kapasitas memory. Edisi awal i286 berjalan pada kecepatan 6 MHz, dan terus meningkat hingga pada rilis terakhir mencapai 12,5 MHz. Untuk frekuensi clock yang sama, performa yang dihasilkan i286, dua kali lipat atau bahkan lebih jika dibandingkan dengan 8086.
Intel 286 merupakan keluarga x86 y
ang kali pertama memperkenalkan fitur protected mode, yang memungkinkan memory management unit (MMU) menangani akses untuk memory. Fitur ini membantu sistem software untuk memanfaatkan fitur virtual memory, paging, safe multitasking dan fitur-fitur lainnya yang berfungsi untuk meningkatkan kontrol sistem operasi atas software. Walau begitu, fitur ini tidak banyak digunakan. Hal ini disebabkan oleh beberapa kelemahan, seperti ketidakmampuan mengakses BIOS, dan berpindah ke real mode tanpa me-reset processor.

AMD Am286
(1983, Clock : 8 MHz – 20 MHz)

Pada tahun 1982 pula, Intel memberikan lisensi pada AMD untuk memproduksi, serta menjual processor 8086 dan 8088. Hal ini terpaksa dilakukan Intel untuk memenuhi persyaratan kontrak sebagai supplier
IBM PC dimana supplier harus memiliki sumber manufaktur alternatif. Setahun kemudian, AMD merilis Am286, yang merupakan clone dari processor Intel 80286. Am286 meramaikan pasar dengan pilihan frekuensi yang lebih tinggi, hingga mencapai 20 MHz, dan hal ini bisa diibaratkan sebagai sebuah “pukulan” untuk Intel.

GENERASI KETIGA
Era 32-bit dimulai dengan memanasnya hubun
gan antara Intel dengan AMD. Ini terjadi pada masa generasi ketiga CPU x86.

Intel 386 (1985, Clock : 16 MHz – 33 MHz)
Intel 386 pertama kali dirilis pada 17 Oktober 1985, kemudian i386 berganti nama menjadi i386DX untuk membedakan dengan variannya yang dirilis belakangan (i386SX dan i386SL), dan baru berhenti diproduksi pada Septembe
r 2007.
i386DX merupakan processor pertama dar
i Intel yang menggunakan arsitektur 32-bit. Di dalam chip ini terdapat 275.000 transistor dengan pabrikasi 1 mikrometer. i386DX hadir dengan empat pilihan clockspeed, 16 MHz pada rilis awalnya, kemudian meningkat menjadi 20 MHz, 25 MHz, dan pada rilis terkahir 33 MHz. Processor ini mendukung perpindahan pada tiga mode operasi, yaitu : real mode, protected mode, dan virtual mode. Berbeda dengan i286 yang memperkenalkan protected mode, pada i386, aplikasi berbasis real mode dapat berjalan di protected mode. Serta meningkatkan kemampuan MMU untuk mengakses memory hingga 4 Gb. Dengan teknologi yang dibawa, i386 hadir tepat pada saat dunia game mulai berkembang, dan membutuhkan processor yang lebih “bertenaga”.

AMD Am386 (1991, Clock : 12 MHz – 40 MHz)
Kembali hadir sebagai clone dari produk I
ntel, Am386 dirilis pada tahun 1991. Lebarnya rentang waktu rilis Intel dengan AMD disebabkan adanya tuntutan dari Intel. Dimana Intel bersikeras bahwa perjanjian antara kedua belah pihak hanya boleh berlaku untuk processor Intel 80286, dan versi sebelumnya. Setelah menjalani persidangan yang panjang, AMD memenangkan kasus ini, dan berhak menjual Am386 mereka. Hal ini membuka persaingan di pasar processor 32-bit, yang kemudian menguntungkan konsumen, dengan menurunnya harga CPU.
Saat AMD merilis Am386DX 40 MHz, Intel telah mengeluarkan processor barunya, Intel 486. Persaingan keduanya makin memanas
karena Am386DX 40 MHz dapat menyaingi performa processor baru Intel, 486SX 25 MHz, sementara processor dari Intel ini dipasarkan dengan harga yang lebih mahal.

GENERASI KEEMPAT
Pipelining, FPU (floating-point unit) yang terintegrasi, dan cache yang ditanamkan pada chip, adalah fitur-fitur baru yang diimplementasikan pada generasi keempat x86.

Intel 486 (1989, Clock : 25 MHz – 100 MHz)

Intel 486DX hadir menutup dekade 80-an, sebagai chip pertama yang menembus pemakaian satu juta transistor, tepatnya 1,2 juta dengan pabrikasi 1 mikromter, dan 0,8 mikrometer untuk versi 50 MHz. Bukan hanya peningkatan jumlah transistor yang membedakan i486 dengan pendahulunya. Intel juga mengintegrasikan 8 KB SRAM cache untuk menyimpan perintah dan data yangs ering digunakan, serta FPU (floating-point unit) untuk melakukan operasi perhitungan floating-point dengan cepat (kecuali untuk varian SX).
Selain i486DX, seri i486 memiliki banya
k varian, seperti i486SL, i486DXL, i486SX, i486DX2, i486DX2-S, i486DXL, i486SX2, IntelDX4, IntelDX4WB, i486DX2WB, dan i486DX2, dengan variasi kecepatan antara 25 MHz sampai 100 MHz. Untuk para gamers saat itu, 486DX2 66 MHz adalah pilihan favorit karena kecepatannya. Namun, saat 3D graphics mulai diperkenalkan, i486 tidak mampu lagi untuk mengimbangi. Karena kebutuhan 3D graphics untuk melakukan perhitungan floating point cukup tinggi, serta CPU cache yang lebih cepat, dan bandwidth memory yang lebih tinggi.

AMD Am486 (1992, Clock : 20 MHz – 100 MHz)
AMD merilis Am486 empat tahun setelah Intel 486, dan sebulan setelah Pentium. Dan lagi-lagi, ini adalah clone dari processor Intel. Agar bisa bersaing, AMD menurunkan harga jual sembari menaikkan clocknya. Bahkan beberapa processor AMD dengan clock 66 MHz, mampu memberikan perlawanan terhadap Pentium versi awal dari Intel.

Diantara dua generasi : Cyrix Cx486
CPU x86 pertama dari Cyrix dirilis pada tahun 1992, yaitu 486SLC dan 486DLC.
Kedua chip ini menuai banyak protes karena
tidak memberikan performa yang sesuai dengan kode pada namanya. Walaupun menggunakan kode 486, kedunya hadir dengan yang kompatibel dengan 386SX/DX. Cyrix menyertakan pada chipnya L1 cache antara 1-8 KB dan set instruksi untuk 486, dengan kecepatan maksimum 100 MHz. Untuk performa, kedua chip ini berada pada di antara seri i386 dan 1486.
Jadi dapat disimpulkan bahwa seri Cx486
bukan sepenuhnya processor generasi keempat. Namun Cyrix 486SLC dan 486DLC menjadi alternatif upgrade yang murah untuk platform 386 (generasi ketiga).

GENERASI KELIMA
Generasi kelima x86 diramaikan den
gan implementasi arsitektur superscalar, dukungan 64-bit data bus, FPU yang lebih cepat serta mendongkrak kemampuan multimedia dengan MMX.

Pentium (1993, clock : 60 – 200 M
Hz) dan Pentium MMX (1997, clock : 166 -233 MHz)
Memasuki generasi kelima arsitektur x86, Intel menggunakan sistem penamaan baru untuk processor x86 produksi barunya. Pentium, berasal dari dua suku kata, “pente” dari bahasa Yunani yang berarti “lima”, dan akhiran dari bahasa Latin “ium”. Penggunaan nama baru ini disebabkan karena pengadilan memutuskan untuk menolak penggunaan merek dagang yang berbasis angka, seperti “i586” atau “80856″.
Memulai debutnya pada 22 Maret 1993, ada banyak peningkatan yang bisa ditemukan pada Pentium, seperti :

  • Processor pertama yang mengimplementasikan arsitektur superscalar dimana pada processor terdapat dua unit pipeline integer sehingga memungkinkan untuk menjalankan dua instruksi per siklus CPU.
  • Memperbaiki kinerja operasi floating-point dengan mendesain ulang FPU, hingga dapat menjalankan sampai satu instruksi floating-point per siklus CPU.
  • Penambahan data bus eksternal menjadi 64-bit, untuk meningkatkan kemampuan akses baca dan tulis pada memory.

Dengan nama sandi “P5” untuk seri perdana, kemudian berturut-turut “P45”, “P54C”, “P54CS”, dan “P55C” untuk Pentium MMX. pentium menggunakan 3,1 juta transistor dengan pabrikasi 0,8 mikrometer, serta pilihan clock speed 60/66 MHz untuk seri P5. Spesifikasi ini terus meningkat hingga pada rilis P55C, Intel menawarkan pilihan clock speed 166/200/233 MHz dimana pada prosesor tertanam 4,5 juta transistor dengan pabrikasi 0,35 mikrometer.
Pada seri Pentium MMX (P55C), set inst
ruksi MMX menyertakan register tambahan, dan dirancang untuk meningkatkan kemampuan aplikasi multimedia dan komunikasi.

Di antara dua generasi : Cyrix Cx5x86 (1995, clock : 100 – 133 MHz) dan AMD Am5x86 (1995, clock : 133 MHz)
Sebagai pendatang baru untuk pasar x86, C
yrix sadar akan persaingan yang ketat. Oleh karena itu, Cyrix mencoba mengincar segmen pasar x86 yang sedikit berbeda. Cyrix hadir dengan beberapa teknologi terbaru untuk digunakan pada sistem generasi sebelumnya. Taktik ini telah diterapkan pada seri Cx486, dan digunakan lagi pada seri 5×86, dengan mendesain Cx5x86 kompatibel dengan motherboard Socket 3 yang digunakan seri Intel 486.
Walaupun sempat mendapat gelar sebagai processor tercepat yang pernah diproduksi untuk Socket 3, Cx5x86 memiliki masalah dalam stabilitas. Cx5x86 yang dirilis pada Agustus 1995, ditarik dari pasar tidak lama berselang, dikarenakan Cyrix sudah merilis chip terbarunya, 6×86.

Bukan hanya Cyrix yang menawarkan alternatif upgrade untuk sistem 486. Pada November 1995, AMD merilis Am5x86 yang merupkan prosesor berbasis 486 DX. Dengan internal multiplier x4, hingga memungkinkan processor untuk berjalan pada frekuensi 133 MHz.
namun yang menjadi sorotan adalah penggu
naan skema Performance Rating (PR) untuk kode prosesor. Skema PR tidak menandakan kecepatan sebenarnya dari chip tersebut, melainkan perbandingan dengan prosesor sederajat. Saat melepas Am5x86 ke pasar, AMD menggunakan kode “Am5x86-P75”, ini menandakan prosesor AMD setara dengan Pentium 75 MHz.

Sumber :
PC Mild Edisi 08/2009 (16-29 April 2009)