Perangkat Pemroses (Process Device)

 Pengertian

Process Device pada komputer adalah perangkat keras yang berfungsi untuk memproses dan mengolah data yang diberikan oleh peralatan input kemudian di keluarkan dalam bentuk informasi ke dalam peralatan output yang akan diterima oleh manusia. Peralatan proses terdiri dari beberapa komponen perangkat keras komputer yang saling berhubungan satu sama lain.

Macam-macam perangkat pemroses :

Pada umumnya yang berfungsi sebagai process device adalah terdapat tiga perangkat. Diantaranya yaitu :

1. Processor
2. RAM
3. ROM

Berikut penjelasan mengenai 3 perangkat tersebut pada komputer, simak dengan seksama...

I. CPU / Processor (CENTRAL PROCESSING UNIT)

CPU merupakan tempat pemroses instruksi-instruksi program, yang pada komputer mikro disebut dengan micro-processor (pemroses mikro). Pemroses ini berupa chip yang terdiri dari ribuan hingga jutaan IC.

CPU terdiri dari dua bagian utama yaitu unit kendali (control unit) dan unit aritmatika dan logika (ALU). Disamping itu, CPU mempunyai beberapa alat penyimpan yang berukuran kecil yang disebut dengan register.

CU (Control Unit) / Unit Kendali

Unit ini bertugas mengatur dan mengendalikan semua peralatan yang ada pada sistem komputer. Unit kendali akan mengatur kapan alat input menerima data dan kapan data diolah serta kapan ditampilkan pada alat output. Tugas dari unit kendali ini adalah :

1. Mengatur dan mengendalikan alat-alat input dan output.

2. Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.

3. Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.

4. Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta mengawasi kerja dari ALU.

5. Menyimpan hasil proses ke memori utama.

ALU (Arithmatic and Logic Unit)

Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika (matematika) yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.

Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan (<> ), kurang dari (<), kurang atau sama dengan (<= ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan (>=).

Register

Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan instruksi yang sedang diproses sementara data dan instruksi lainnya yang menunggu giliran untuk diproses masih disimpan di dalam memori utama. Ada tiga macam memori yang dipergunakan di dalam sistem komputer, yaitu :

- Register, digunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang sedang diproses.

- Main memory, dipergunakan untuk menyimpan instruksi dan data yang akan diproses dan hasil pengolahan.

- Secondary storage, dipergunakan untuk menyimpan program dan data secara permanent.

Ada banyak register yang terdapat pada CPU dan masing-masing sesuai dengan fungsinya. Di bawah ini akan diberikan penjelasan secara garis besar dari masing-masing register :

1. Instruction Register (IR), digunakan untuk menyimpan instruksi yang sedang diproses.

Program Counter (PC), adalah register yang digunakan untuk menyimpan alamat lokasi dari memori utama yang berisi instruksi yang sedang diproses.

2. General purpose register, yaitu register yang mempunyai kegunaan umum yang berhubungan dengan data yang sedang diproses.

3. Memory data register (MDR), digunakan untuk menampung data atau instruksi hasil pengiriman dari memori utama ke CPU atau menampung data yang akan direkam ke memori utama dari hasil pengolahan oleh CPU.

4. Memory address register (MAR), digunakan untuk menampung alamat data atau instruksi pada memori utama yang akan diambil atau yang akan diletakkan.

II. Memori / RAM

CPU hanya dapat menyimpan data dan instruksi di register yang berukuran kecil sehingga tidak dapat menyimpan semua informasi yang dibutuhkan untuk keseluruhan proses program. Untuk mengatasi hal ini, maka CPU harus dilengkapi dengan alat penyimpan yang berkapasitas lebih besar yaitu memori utama.

Pengertian RAM (Random access memory)

RAM adalah perangkat yang berfungsi mengolah data atau intruksi. Semakin besar memori yang disediakan, semakin banyak data maupun intruksi yang dapat mengolahnya. RAM merupakan sebuah perangkat yang berfungsi untuk menyimpan data. RAM bersifat sementara atau data yang tersimpan dapat dihapus. Lain halnya dengan ROM (Read Only Memory), ROM mempunyai fungsi yang sama dengan RAM tetapi ROM bersifat permanent atau data yang tersimpan tidak dapat dihapus. 

RAM juga merupakan salah satu jenis memory internal yang menentukan kemampuan sebuah komputer. Memory internal (Internal Memory) bisa disebut juga memory utama (main memory) dan memory primer (primary memory). Komponen ini berfungsi sebagai pengingat.

RAM mempunyai fungsi fital. Kurang lebihnya menyimpan sementara informasi yang akan di tayangkan oleh monitor. Ilustrasinya yaitu jika saat kita mengklik dan membuka sebuah file (apapun extensinya, dapat berupa .doc, .html .jpg, dan lai sebagainya) maka informasi/perintah tadi tidak langsung menuju proccessor. Melainkan melewati RAM, baru kemudian disampaikan ke Proccessor. Oleh procsessor informasi tadi di olah kemudian diberikan intruksi kepada komponen lain agar mencari letak file tersebut, dan membukanya. 

Proses membuka file ini pun akan melewati RAM kembali. Misalnya saat anda meminimize sebuah program yang terbuka atau program yang bekerja di background (seperti antivirus dan lain sebagainya) maka sebenarnya mereka menggunakan jasa RAM agar dapat berjalan sebagaimana mestinya.Lokasi RAM adalah berdekatan dengan processor. Ini penting agar data diantara RAM dan processor dapat diantar dengan cepat.

RAM berfungsi sebagai penyimpan instruksi sementara dari komputer untuk mengeluarkannya ke output device, Sebagai contoh :

1. Kita akan memainkan music mp3 dari komputer kita, lalu setelah kita buka dengan program winamp atau media lainnya, maka program winamp yang tadinya berada di harddisk, akan di eksekusi di RAM dan dikeluarkan melalui output device, baik melalui speaker (sebagai keluaran suara) ataupun monitor (sebagai tampilan). Jadi mp3 yang tadinya berasal dari harddisk akan disimpan sementara di RAM.

2. Kita akan memainkan game atau aplikasi lain, sama perinsipnya dengan yang diatas. Artinya program yang telah terinstall di harddisk akan dipanggil ke RAM dan diekseskusi lalu dikeluarkan sebagai hasil eksekusi tersebut sesuai dengan fungsi dari aplikasinya.

Semua data dan program yang dimasukkan melalui alat input akan disimpan terlebih dahulu di memori utama, khususnya RAM, yang dapat diakses secara acak (dapat diisi/ditulis, diambil, atau dihapus isinya) oleh pemrogram. Struktur RAM terbagi menjadi empat bagian utama, yaitu :

1. Input storage, digunakan untuk menampung input yang dimasukkan melalui alat input.

Program storage, digunakan untuk menyimpan semua instruksi-instruksi program yang akan diakses.

2. Working storage, digunakan untuk menyimpan data yang akan diolah dan hasil pengolahan.

3. Output storage, digunakan untuk menampung hasil akhir dari pengolahan data yang akan ditampilkan ke alat output.

Jenis-jenis RAM

1. DRAM

DRAM (Dynamic Random Access Memory) adalah jenis RAM yang menyimpan setiap bit data yang terpisah dalam kapasitor dalam satu sirkuit terpadu. Data yang terkandung di dalamnya harus disegarkan secara berkala oleh CPU agar tidak hilang. Hal ini membuatnya sangat dinamis dibandingkan dengan memori lainnya. Dalam strukturnya, DRAM hanya memerlukan satu transistor dan kapasitor per bit, sehingga memiliki kepadatan sangat tinggi.

2. SRAM

SRAM (Static Random Access Memory) adalah jenis RAM (sejenis memori semikonduktor) yang tidak menggunakan kapasitor. Hal ini mengakibatkan SRAM tidak perlu lagi disegarkan secara berkala seperti halnya dengan DRAM. Ini juga sekaligus membuatnya memiliki kecepatan lebih tinggi dari DRAM. Berdasarkan fungsinya terbagi menjadi Asynchronous dan Synchronous.

3. EDORAM 

EDORAM (Extended Data Out Random Accses Memory) adalah jenis RAM yang dapat menyimpan dan mengambil isi memori secara bersamaan, sehingga kecepatan baca tulisnya pun menjadi lebih cepat. Umumnya digunakan pada PC terdahulu sebagai pengganti Fast Page Memory (FPM) RAM.

4. SDRAM 

SDRAM (Synchronous Dynamic Random Acces Memory) adalah jenis RAM dinamis yang kemampuan kecepatannya lebih cepat dari pada EDORAM dan kepingannya terdiri dari 168 pin. RAM ini disinkronisasi oleh clock sistem dan cocok untuk sistem dengan bus yang memiliki kecepatan sampai 100 MHz.

5. RDRAM

RDRAM (Rambus Dynamic Random Acces Memory) adalah salah satu tipe dari RAM dinamis sinkron yang diproduksi oleh Rambus Corporation menggunakan Bus Speed sebesar 800 MHz tetapi memiliki jalur data yang sempit (8 bit). RDRAM memiliki memory controller yang canggih sehingga tidak semua motherboard bisa mendukungnya. Contoh produk yang memakainya adalah 3dfx seri Voodoo4.

6. NV-RAM 

NV-RAM (Non-Volatile Random Access Memory) merupakan jenis RAM yang menggunakan baterai Litium di dalamnya sehingga data yang tersimpan tidak akan hilang meskipun catu daya dimatikan.

7. VGRAM

VGRAM (Video Graphic Random Acces Memory) adalah jenis RAM yang dibuat khusus untuk video adapter. Kapasitas VGRAM sangat menentukan kualitas gambar yang dihasilkan oleh video adapter tersebut.

8. DDR SDRAM

Di tahun tahun 2000, Crucial berhasil mengembangkan kemampuan memori SDRAM menjadi dua kali lipat. Jika pada SDRAM biasa hanya mampu menjalankan instruksi sekali setiap satu clock cycle frekuensi bus, maka DDR SDRAM mampu menjalankan dua instruksi dalam waktu yang sama. Teknik yang digunakan adalah dengan menggunakan secara penuh satu gelombang frekuensi. Jika pada SDRAM biasa hanya melakukan instruksi pada gelombang positif saja, maka DDR SDRAM menjalankan instruksi baik pada gelombang positif maupun gelombang negatif. Oleh karena dari itu memori ini dinamakan DDR SDRAM yang merupakan kependekan dari Double Data.

Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory.

a. DDR SDRAM

Kelajuan : 266MHz (PC2100), 333MHz (PC2700), 400MHz (PC3200)

Kapasitas Maksimum : 1 GB (ada chip pada lapisan depan dan belakang RAM)

b. DDR II

Kelajuan : 533MHz (PC4200), 667MHz (PC5300), 800MHz (PC6400)

Kapasitas Maksimum : 2 GB

c. DDR III

Kelajuan : 1333MHz (PC10666)

Kapasitas Maksimum : 4 GB

EVOLUSI MODUL MEMORI RAM

Selain mengalami perkembangan pada sisi kemampuan, teknik pengolahan modul memori juga dikembangkan. Dari yang sederhana yaitu SIMM sampai RIMM. 

Berikut penjelasan singkatnya :

a. SIMM

Kependekan dari Single In-Line Memory Module, artinya modul atau chip memori ditempelkan pada salah satu sisi sirkuit PCB. Memori jenis ini hanya mempunyai jumlah kaki (pin) sebanyak 30 dan 72 buah.

SIMM 30 pin berupa DRAM, banyak digunakan pada sistem berbasis prosessor 386 generasi akhir dan 486 generasi awal. SIM 30 pin berkapasitas 1MB, 4MB dan 16MB.

Sedangkan SIMM 70 pin dapat berupa DRAM maupun EDO DRAM yang digunakan bersama prosessor 486 generasi akhir dan Pentium. SIMM 70 pin diproduksi pada kapasitas 4MB, 8MB, 16MB, 32MB, 64MB dan 128MB.

b. DIMM

Kependekan dari Dual In-Line Memory Module, artinya modul atau chip memori ditempelkan pada kedua sisi PCB, saling berbalikan. Memori DIMM diproduksi dalam 2 bentuk yang berbeda, yaitu dengan jumlah kaki 168 dan 184. DIMM 168 pin dapat berupa Fast-Page, EDO dan ECC SDRAM, dengan kapasitas mulai dari 8MB, 16MB, 32MB, 64MB dan 128MB. Sementara DIM 184 pin berupa DDR SDRAM

c. SODIMM

Kependekan dari Small outline Dual In-Line Memory Module. Memori ini pada dasarnya sama dengan DIMM, namun berbeda dalam penggunaannya. Jika DIMM digunakan pada PC, maka SO DIMM digunakan pada laptop / notebook. SODIMM diproduksi dalam dua jenis,jenis pertama mempunyai jumlah kakai sebanyak 72, dan satunya berjumlah 144 buah.

d. RIMM/SORIMM

RIMM dan SORIMM merupakan jenis memori yang dibuat oleh Rambus. RIMM pada dasarnya sama dengan DIMM dan SORIMM mirip dengan SODIMM. Karena menggunakan teknologi dari Rambus yang terkenal mengutamakan kecepata, memori ini jadi cepat panas sehingga pihak Rambus perlu menambahkan aluminium untuk membantu melepas panas yang dihasilkan oleh memori ini.

CARA KERJA RAM

Sebenarnya Di Prosesor Juga terdapat Memory tapi tidak besar. Karena itu maka dibuat RAM untuk menambah jumlah kapasitas memory tersebut. Sebelum data yang akan di eksekusi oleh Prosesor maka aliran data dari hard disk akan ditampung di memory sebagai jembatan ke prosesor. 

Pada saat kita menyalakan komputer, device yang pertama kali bekerja adalah Processor. Processor berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari storage, yaitu Hard Disk Drive (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari Processor.

Tapi prakteknya hal ini sulit dilakukan karena perbedaan teknologi antara Processor & Hard Disk. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan memproses data dengan sangat cepat (Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB 800MHz).

Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar 150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat dibanding HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle-Neck” yang sangat parah.

Untuk mengatasi keadaan itu, diperlukan device Memory Utama (Primary Memory) atau disebut RAM. RAM merupakan singkatan dari Random Access Memory. RAM berfungsi untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat” yang dibutuhkan. RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen RAM sudah menggunakan teknologi digital. 

Dengan RAM, maka Processor tidak perlu menunggu kiriman data dari HDD. Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s (PC400), agar tidak menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi Dual Channel yang dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar arsitektur menjadi 128-bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat memasok data dalam jumlah yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).

Read Only Memory (ROM)

ROM hanya dapat dibaca sehingga pemrogram tidak bisa mengisi sesuatu ke dalam ROM. ROM sudah diisi oleh pabrik pembuatnya berupa sistem operasi yang terdiri dari program-program pokok yang diperlukan oleh sistem komputer, seperti misalnya program untuk mengatur penampilan karakter di layar, pengisian tombol kunci papan ketik untuk keperluan kontrol tertentu, dan bootstrap program.

Program bootstrap diperlukan pada saat pertama kali sistem computer diaktifkan. Proses mengaktifkan komputer pertama kali ini disebut dengan booting, yang dapat berupa cold booting atau warm booting.

Cold booting merupakan proses mengaktifkan sistem komputer pertama kali untuk mengambil program bootstrap dari keadaan listrik komputer mati (off) menjadi hidup (on). Sedangkan warm booting merupakan proses pengulangan pengambilan program bootstrap pada saat komputer masih hidup dengan cara menekan tiga tombol tombol pada papan ketik sekaligus, yaitu Ctrl, Alt, dan Del. 

Proses ini biasanya dilakukan bila sistem komputer macet, daripada harus mematikan aliran listrik komputer dan menghidupkannya kembali. Instruksi-instruksi yang tersimpan di ROM disebut dengan microinstruction atau firmware karena hardware dan software dijadikan satu oleh pabrik pembuatnya. Isi dari ROM ini tidak boleh hilang atau rusak karena bila terjadi demikian, maka sistem komputer tidak akan bisa berfungsi. 

Oleh karena itu, untuk mencegahnya maka pabrik pembuatnya merancang ROM sedemikian rupa sehingga hanya bisa dibaca, tidak dapat diubah-ubah isinya oleh orang lain. Selain itu, ROM bersifat non volatile supaya isinya tidak hilang bila listrik komputer dimatikan.

ROM yang dapat diprogram kembali adalah PROM (Programmable Read Only Memory), yang hanya dapat diprogram satu kali dan selanjutnya tidak dapat diubah kembali. Jenis lain adalah EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus dengan sinar ultraviolet serta dapat diprogram kembali berulang-ulang. Disamping itu, ada juga EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) yang dapat dihapus secara elektronik dan dapat diprogram kembali.