Perkembangan Prosesor Intel Family

Perkembangan kecepatan processor, sebenarnya sudah dirancang berpuluh-puluh tahun yang lampau. Bayangkan jika sebuah transistor berukuran 1 cm2, berapa besar ruang yang dibutuhkan untuk meletakkan sebuah komputer? Padahal, dalam sebuah komputer, terutama dalam processor, terdapat jutaan transistor. Pada tahun 1980-an, processor Pentium 486 memiliki 275.000 transistor, sedangkan Pentium II memiliki sedikitnya 7,5 juta transistor. Tak kurang dari 40 juta transistor ada dalam sebuah processor Pentium 4 atau Athlon XP. Bayangkan, jika terdapat 40 juta transistor pada sekeping processor selebar 5 cm2, seberapa besar, atau tepatnya seberapa mungil, ukuran satu buah transistor?

Jumlah transistor berbanding lurus dengan kecepatan processor. Semakin banyak transistor dalam sebuah processor, semakin tinggi pula kecepatan processor tersebut. Sebab, semakin banyak transistor, semakin besar pula kemampuan menjalankan instruksi paralel dalam setiap detik. Jika processor 486 “hanya” bisa menjalankan 20 MIPS (Million Instruction Per Second), maka Pentium 4 mampu menjalankan 1,5 juta MIPS.

Dalam perkembangannya, processor selalu mengalami peningkatan kinerja. Bukan hanya produk Intel yang bernama Pentium, tetapi juga processor AMD. Peningkatan kinerja ini selalu berdasarkan perhitungan yang matematis. Perhitungan matematis inilah yang disebut sebagai Hukum Moore. Dalam Hukum Moore disebutkan, bahwa jumlah transistor dalam sebuah chip akan berlipat ganda setiap dua tahun.

Hukum Moore dikemukakan oleh Gordon Moore, peraih gelar PhD bidang fisika dan kimia dari Caltech. Saat bekerja di Fairchild Semiconductor, ia menulis sebuah artikel berjudul “Cramming More Components Onto Integrated Circuits” di majalah Electronics No. 8 Volume 38 pada 19 April 1965. Tulisannya inilah yang disebut sebagai Hukum Moore.

Gordon Moore bersama Robert Noyce mendirikan Intel pada tahun 1968. Tak heran jika kini Gordon Moore dikenal sebagai salah satu orang terkaya di dunia. Betapa tidak, berdasarkan data riset Mercury Research pada tahun 2003, produk Intel menguasai 83,6% pasar processor dunia yang bernilai jutaan dolar AS. Meski Gordon Moore bukan penemu transistor, gagasan yang dilontarkan mengenai kecenderungan peningkatan pemakaian jumlah transistor pada integrated circuit (IC) telah memberikan sumbangan besar bagi dunia teknologi informasi.

Banyak kalangan yang sempat diragukan sampai kapan Hukum Moore bisa dianggap valid. Namun, sejak Intel memproduksi chip 70-megabit dengan lebih dari satu setengah miliar transistor berteknologi 65 nanometer (nm), kepercayaan semakin meningkat. Hukum Moore ternyata masih relevan dalam perkembangan processor saat ini. Bayangkan, transistor dalam teknologi 65 nm, satu nanometer sama dengan sepermiliar meter, masih memiliki saklar untuk mengaktifkan transistor sebesar 35 nm.

Proses teknologi baru ini meningkatkan jumlah transistor-transistor kecil yang dapat dimuat ke dalam sebuah chip, memberi pijakan bagi Intel untuk menghadirkan processor-processor multi-core masa depan. Proses teknologi 65 nm juga meliputi beberapa fitur unik untuk menghemat daya dan meningkatkan kinerja. Pada bulan November 2003, Intel mengumumkan penggunaan proses 65 nm untuk membuat SRAM 4-megabit. Sejak itu, Intel telah melakukan fabrikasi dari SRAM 70-megabit yang berfungsi penuh menggunakan proses ini. Sel-sel SRAM yang kecil memungkinkan bagi integrasi cache lebih besar dalam processor, yang meningkatkan kinerja.

Setiap sel memory SRAM memiliki enam transistor yang dikemas dalam bidang seluas 0.57 µm. Kira-kira 10 juta dari transistor tersebut dapat ditempatkan ke dalam satu milimeter persegi, setara dengan ukuran titik yang dihasilkan oleh pulpen.

Evolusi Hukum Moore

Hukum Moore bukan sekadar prediksi dan hasil pengamatan belaka. Saat ini, Hukum Moore telah dijadikan target dan tujuan yang ingin dicapai dalam pengembangan industri semikonduktor. Peneliti di industri prosesor berusaha mewujudkan Hukum Moore dalam pengembangan produknya.

Secara tidak langsung, Hukum Moore menjadi umpan balik (feedback) untuk mengendalikan laju peningkatan jumlah transistor pada keping IC. Hukum Moore telah mengendalikan semua orang untuk bersama-sama mengembangkan processor.

Di sisi lain, munculnya processor dual-core yang memiliki 1,7 miliar transistor di dalamnya membuka babak baru pembahasan Hukum Moore. Kedatangan processor dual-core, memunculkan pergeseran ramalan dalam Hukum Moore.

Sebab, clock dan kecepatan processor sudah bisa dikatakan sulit untuk berkembang lagi. Jika dikembangkan, maka konsekuensinya adalah panas berlebihan dan desain processor yang sulit diterapkan. Apalagi, bus integrator hingga saat ini belum ada. Selain itu pengembangan lebih lanjut, tanpa adanya rancang ulang kontruksi processor hanya melahirkan bottleneck dalam CPU.

Selain itu, processor dual-core juga sudah melejit dalam waktu kurang dari dua tahun, sejak processor versi sebelumnya. Mungkin, yang bisa dikaitkan dengan Hukum Moore adalah kecepatannya saja yang masih bisa diramalkan. Mengenai jumlah transistor dalam sebuah processor, tampaknya sudah tidak relevan lagi.

Jadi, Hukum Moore memang sudah sepatutnya dipertanyakan relevansinya dengan perkembangan processor yang semakin melejit. Atau setidaknya, perlu dimunculkan Hukum Moore v2.

1970-an

Diawali Intel seri MCS4, sebuah processor yang menjadi cikal bakal i4040. Processor 4 bit ini direncanakan pada kalkulator pesanan sebuah perusahaan Jepang, namun kinerjanya lebih hebat dari yang diharapkan. Sehingga Intel membeli hak guna dari perusahaan Jepang tersebut untuk perkembangan dan penelitian lebih lanjut.

Kemudian, muncul processor 8 bit pertama i8008. Namun, kurang berhasil karena multivoltage. i8080 adalah processor dengan register internal 8-bit, bus eksternal 8-bit, dan memory addressing 20-bit (dapat mengakses 1 MB memori total), dan modus operasi REAL. Muncul juga processor MC6800 dari Motorola pada tahun 1974 dan Z80 dari Zilog pada 1976. Selain itu, processor-processor lain, misalnya seri 6500 buatan MOST, Rockwell, Hyundai, WDC, NCR, dan sebagainya juga sudah mulai tersedia di pasaran industri.

Seri 8085 keluar pada 1977, dengan clock generator onprocessor dan menggunakan single voltage. Dilanjutkan dengan i8086, processor dengan register 16-bit, bus data eksternal 16-bit, dan memory addressing 20-bit. Saat diluncurkan pada tahun 1978, i8086 menggunakan teknologi HMOS, yang komponen pendukungnya langka, sehingga sangat mahal. Berikutnya muncul 80186 dan i80188 yang sudah dikemas dalam bentuk bujursangkar dengan 17 kaki persisi (PLCC/LCC) atau 2 deret kaki persisi (PGA). i80186 mengawali chip DMA dan interrupt controller yang disatukan ke dalam processor.

1980-an

IBM memproduksi processor dengan arsitektur RISC 32-bit pertama untuk PC. Namun karena software masih langka, IBM PC ini tidak bisa optimal. Intel membuat i80286, dengan register 16-bit, bus eksternal 16-bit, dan mode terbatas yang disebut mode STANDARD dengan memory addressing 24-bit yang mampu mengakses memory 16 MB serta kompatibel dengan seri sebelumnya.

Kemudian di tahun 1985, Intel meluncurkan desain processor yang baru, yakni i80386. Sebuah prosesor 32-bit, bus data eksternal 32-bit, dan kompatibilitas dengan generasi sebelumnya, serta mampu mengakses memory hingga 4 GB. Chip ini dikemas dalam bentuk Pin Grid Array (PGA).

Pada tahun 1989, Intel meluncurkan i80486DX. Karena banyak permintaan pasar processor murah, maka Intel meluncurkan i80486SX yang merupakan processor i80486DX tanpa sirkuit FPU.

AMD dan Cyrix kemudian membeli desain i80386 dan i80486DX untuk membuat processor yang kompatibel dengan Intel. Jadi, AMD dan Cyrix tidak melakukan proses perancangan berdasarkan chip seri sebelumnya, melainkan berdasarkan rancangan chip yang sudah ada untuk membuat chip yang sekelas.

Tahun 1990-an

Intel meluncurkan Pentium, dengan struktur PGA lebih besar dan kecepatan lebih tinggi. Pada generasi Pentium, Intel telah menerapkan kemampuan pipeline yang biasanya hanya ada dalam processor RISC.

Tahun 1995, Pentium Pro mulai muncul. Ada inovasi baru dengan disatukannya cache memory ke dalam processor, sehingga menuntut adanya socket 8. Pin-pin processor ini terbagi 2 grup, 1 untuk cache memory, dan 1 lagi untuk processor-nya sendiri. Desain ini memungkinkan efisiensi penanganan instruksi 32-bit.

Dilanjutkan tahun 1996, Pentium MMX keluar. Sampai sekarang belum ada definisi jelas mengenai MMX. Ada keterbatasan desain pada MMX, yakni modul MMX ditambahkan dalam Pentium tanpa rancang ulang, sehingga terpaksa unit MMX dan FPU sharing. Dan saat FPU aktif, maka MMX nonaktif, semikian sebaliknya. Sehingga Pentium MMX dalam mode MMX tidak kompatibel dengan Pentium.

Di sisi lain, AMD K5-PR75 mulai melejit. Sebuah “clone” i80486DX dengan kecepatan internal 133 MHz dan clock bus 33 MHz. Lalu di tahun 1997, Intel meluncurkan Pentium II, Pentium Pro dengan teknologi MMX yang memiliki beberapa inovasi baru. Pertama, cache memory tidak menjadi 1 dengan inti processor seperti Pentium Pro. Inovasi kedua, adanya SEC (Single Edge Cartidge) yang memungkinkan pemasangan processor Pentium Pro di slot SEC dengan adapter khusus. Kedua inovasi ini memungkinkan processor untuk bekerja secara lebih optimal.

Tahun 2000-an

Perjalananan perkembangan processor masih terus berlanjut. Intel meluncurkan processor dengan kemampuan Hyper-Threading, dan seterusnya. Sedangkan AMD mulai meluncurkan teknologi 64-bit dan seterusnya.

Ada baiknya kita menyimak kilas balik perjalanan processor, untuk melihat teknologi yang berkembang dari masa ke masa.

1971: 4004 Microprocessor

Pada tahun 1971 munculah microprocessor pertama Intel , microprocessor 4004 ini digunakan pada mesin kalkulator Busicom. Dengan penemuan ini maka terbukalah jalan untuk memasukkan kecerdasan buatan pada benda mati.

1972: 8008 Microprocessor

Pada tahun 1972 munculah microprocessor 8008 yang berkekuatan 2 kali lipat dari pendahulunya yaitu 4004.

1974: 8080 Microprocessor

Menjadi otak dari sebuah komputer yang bernama Altair, pada saat itu terjual sekitar sepuluh ribu dalam 1 bulan.

1978: 8086-8088 Microprocessor

Sebuah penjualan penting dalam divisi komputer terjadi pada produk untuk komputer pribadi buatan IBM yang memakai prosesor 8088 yang berhasil mendongkrak nama intel.

1982: 286 Microprocessor

Intel 286 atau yang lebih dikenal dengan nama 80286 adalah sebuah processor yang pertama kali dapat mengenali dan menggunakan software yang digunakan untuk processor sebelumnya.

1985: Intel386™ Microprocessor

Intel 386 adalah sebuah prosesor yang memiliki 275.000 transistor yang tertanam diprosessor tersebut yang jika dibandingkan dengan 4004 memiliki 100 kali lipat lebih banyak dibandingkan dengan 4004.

1989: Intel486™ DX CPU Microprocessor

Processor yang pertama kali memudahkan berbagai aplikasi yang tadinya harus mengetikkan command-command menjadi hanya sebuah klik saja, dan mempunyai fungsi komplek matematika sehingga memperkecil beban kerja pada processor.

1993: Intel Pentium Processor

Processor generasi baru yang mampu menangani berbagai jenis data seperti suara, bunyi, tulisan tangan, dan foto.

1995: Intel Pentium Pro Processor

Processor yang dirancang untuk digunakan pada aplikasi server dan workstation, yang dibuat untuk memproses data secara cepat, processor ini mempunyai 5,5 jt transistor yang tertanam.

1997: Intel Pentium II Processor

Processor Pentium II merupakan processor yang menggabungkan Intel MMX yang dirancang secara khusus untuk mengolah data video, audio, dan grafik secara efisien. Terdapat 7.5 juta transistor terintegrasi di dalamnya sehingga dengan processor ini pengguna PC dapat mengolah berbagai data dan menggunakan internet dengan lebih baik.

1998: Intel Pentium II Xeon Processor

Processor yang dibuat untuk kebutuhan pada aplikasi server. Intel saat itu ingin memenuhi strateginya yang ingin memberikan sebuah processor unik untuk sebuah pasar tertentu.

1999: Intel Pentium III Processor

Processor Pentium III merupakan processor yang diberi tambahan 70 instruksi baru yang secara dramatis memperkaya kemampuan pencitraan tingkat tinggi, tiga dimensi, audio streaming, dan aplikasi-aplikasi video serta pengenalan suara.

1999: Intel Pentium III Xeon Processor

Intel kembali merambah pasaran server dan workstation dengan mengeluarkan seri Xeon tetapi jenis Pentium III yang mempunyai 70 perintah SIMD. Keunggulan processor ini adalah ia dapat mempercepat pengolahan informasi dari system bus ke processor , yang juga mendongkrak performa secara signifikan. Processor ini juga dirancang untuk dipadukan dengan processor lain yang sejenis.

2000: Intel Pentium 4 Processor

Processor Pentium IV merupakan produk Intel yang kecepatan prosesnya mampu menembus kecepatan hingga 3.06 GHz. Pertama kali keluar processor ini berkecepatan 1.5GHz dengan formafactor pin 423, setelah itu intel merubah formfactor processor Intel Pentium 4 menjadi pin 478 yang dimulai dari processor Intel Pentium 4 berkecepatan 1.3 GHz sampai yang terbaru yang saat ini mampu menembus kecepatannya hingga 3.4 GHz.

2001: Intel Xeon Processor

Processor Intel Pentium 4 Xeon merupakan processor Intel Pentium 4 yang ditujukan khusus untuk berperan sebagai computer server. Processor ini memiliki jumlah pin lebih banyak dari processor Intel Pentium 4 serta dengan memory L2 cache yang lebih besar pula.

2001: Intel Itanium Processor

Itanium adalah processor pertama berbasis 64 bit yang ditujukan bagi pemakain pada server dan workstation serta pemakai tertentu. Processor ini sudah dibuat dengan struktur yang benar-benar berbeda dari sebelumnya yang didasarkan pada desain dan teknologi Intel’s Explicitly Parallel Instruction Computing ( EPIC ).

2002: Intel Itanium 2 Processor

Itanium 2 adalah generasi kedua dari keluarga Itanium.

2003: Intel Pentium M Processor

Chipset 855, dan Intel® PRO/WIRELESS 2100 adalah komponen dari Intel® Centrino™. Intel Centrino dibuat untuk memenuhi kebutuhan pasar akan keberadaan sebuah komputer yang mudah dibawa kemana-mana.

2004: Intel Pentium M 735/745/755 processors

Dilengkapi dengan chipset 855 dengan fitur baru 2Mb L2 Cache 400MHz system bus dan kecocokan dengan soket processor dengan seri-seri Pentium M sebelumnya.

2004: Intel E7520/E7320 Chipsets

7320/7520 dapat digunakan untuk dual processor dengan konfigurasi 800MHz FSB, DDR2 400 memory, and PCI Express peripheral interfaces.

2005: Intel Pentium 4 Extreme Edition 3.73GHz

Sebuah processor yang ditujukan untuk pasar pengguna komputer yang menginginkan sesuatu yang lebih dari komputernya, processor ini menggunakan konfigurasi 3.73GHz frequency, 1.066GHz FSB, EM64T, 2MB L2 cache, dan HyperThreading.

2005: Intel Pentium D 820/830/840

Processor berbasis 64 bit dan disebut dual core karena menggunakan 2 buah inti, dengan konfigurasi 1MB L2 cache pada tiap core, 800MHz FSB, dan bisa beroperasi pada frekuensi 2.8GHz, 3.0GHz, dan 3.2GHz. Pada processor jenis ini juga disertakan dukungan HyperThreading.

2006: Intel Core 2 Quad Q6600

Processor untuk type desktop dan digunakan pada orang yang ingin kekuatan lebih dari komputer yang ia miliki memiliki 2 buah core dengan konfigurasi 2.4GHz dengan 8MB L2 cache (sampai dengan 4MB yang dapat diakses tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power ( TDP ).

2006: Intel Quad-core Xeon X3210/X3220

Processor yang digunakan untuk tipe server dan memiliki 2 buah core dengan masing-masing memiliki konfigurasi 2.13 dan 2.4GHz, berturut-turut , dengan 8MB L2 cache ( dapat mencapai 4MB yang diakses untuk tiap core ), 1.06GHz Front-side bus, dan thermal design power (TDP).

Sejarah Processor Intel

1. Intel 4004 Processor

- Tahun dikeluarkan 1971

- Initial Clock Speed: 108KHz

- Technology: 10 micron

2. Intel 8008 Processor

- Tahun dikeluarkan 1972

- Initial Clock Speed: 500KHz - 800KHz

- Technology: 10 micron

3. Intel 8080 Processor

- Tahun dikeluarkan 1974

- Initial Clock Speed: 2MHz

- Technology: 6 micron

4. Intel 8086 Processor

- Tahun dikeluarkan 1978

- Initial Clock Speed: 5MHz

- Technology: 3 micron

5. Intel 8088 Processor

- Tahun dikeluarkan 1979

- Initial Clock Speed: 5MHz

- Technology: 3 micron

6. Intel 286 Processor

- Tahun dikeluarkan 1982

- Initial Clock Speed: 6MHz

- Technology: 1.5 micron

7. Intel 386 Processor

- Tahun dikeluarkan 1985

- Initial Clock Speed: 16MHz

- Technology: 1.5 micron

8. Intel 486 Processor

- Tahun dikeluarkan 1989

- Initial Clock Speed: 25MHz

- Technology: 1 micron

9. Intel Pentium Processor

- Tahun dikeluarkan 1993

- Initial Clock Speed: 66MHz

- Technology: 0.8 micron

10. Intel Pentium Pro Processor

- Tahun dikeluarkan 1993

- Initial Clock Speed: 200MHz

- Technology: 0.6 micron

11. Intel Pentium II Processor

- Tahun dikeluarkan 1997

- Initial Clock Speed: 300MHz

- Technology: 0.25 micron

12. Intel Pentium III Processor

- Tahun dikeluarkan 1999

- Initial Clock Speed: 500MHz

- Technology: 0.18 micron

13. Intel Pentium IV Processor

- Tahun dikeluarkan 2000

- Initial Clock Speed: 1.5GHz

- Technology: 0.18 micron

14. Intel Pentium M Processor

- Tahun dikeluarkan 2000

- Initial Clock Speed: 1.7GHz

- Technology: 90 nano meter

15. Intel Itanium 2 Processor

- Tahun dikeluarkan 2002

- Initial Clock Speed: 1GHz

- Technology: 0.13 micron

16. Intel Pentium D Processor

- Tahun dikeluarkan 2005

- Initial Clock Speed: 3.2GHz

- Technology: 65 nano meter

17. Intel Core 2 Duo/ Core 2 Extreme/ Dual Core Xeon Processor

- Tahun dikeluarkan 2006

- Initial Clock Speed: 2.93GHz

- Technology: 65 nano meter

18. Intel Dual-Core Intel Itanium2 processor 9000 series

- Tahun dikeluarkan 2006

- Initial Clock Speed: 1.66GHz

- Technology: 90 nano meter

19. Intel Quad-Core Intel Xeon processor/ Quad-Core Intel Core2 Extreme processor

- Tahun dikeluarkan 2006

- Initial Clock Speed: 2.66GHz

- Technology: 65 nano meter

20. Intel Intel Core2 Quad processors

- Tahun dikeluarkan 2007

- Initial Clock Speed: 2.66GHz

- Technology: 65 nano meter

21. Quad-Core Intel Xeon processor (Penryn),

Dual-Core Intel Xeon processor (Penryn),

Quad-Core Intel Core2 Extreme processor (Penryn)

- Tahun dikeluarkan 2007

- Initial Clock Speed: 3GHz

- Technology: 45 nano meter

22. Intel Core i7

- Tahun dikeluarkan 2008

- Initial Clock Speed: 2.66GHz

- Technology: 45 nano meter