ARSITEKTUR HARVARD
Pada mikroprosesor yang berarsitektur Harvard, overlaping pada saat menjalankan instruksi bisa terjadi. Satu instruksi biasanya dieksekusi dengan urutan fetch (membaca instruksi ), decode (pengalamatan), read (membaca data), execute (eksekusi) dan write (penulisan data) jika perlu. Secara garis besar ada dua hal yang dilakukan prosesor yaitu fetching atau membaca perintah yang ada di memori program (ROM) dan kemudian diikuti oleh executing berupa read/write dari/ke memori data (RAM). Karena pengalamatan ROM dan RAM yang terpisah, ini memungkinkan CPU untuk melakukan overlaping pada saat menjalankan instruksi. Dengan cara ini dua instruksi yang beurutan dapat dijalankan pada saat yang hampir bersamaan. Yaitu, pada saat CPU melakukan tahap executing instruksi yang pertama, CPU sudah dapat menjalankan fetching instruksi yang ke-dua dan seterusnya. Ini yang disebut dengan sistem pipeline, sehingga program keseluruhan dapat dijalankan relatif lebih cepat.
Prinsip pipeline
Pada arsitektur Harvard, lebar bit memori program tidak mesti sama dengan lebar memori data. Misalnya pada keluarga PICXX dari Microchip, ada yang memiliki memori program dengan lebar 12,14 atau 16 bits, sedangkan lebar data-nya tetap 8 bits. Karena bandwith memori program yang besar (16 bits), opcode dan operand dapat dijadikan satu dalam satu word instruksi saja. Tujuannya adalah supaya instruksi dapat dilakukan dengan lebih singkat dan cepat.
Kedua hal di atas inilah yang membuat prosesor ber-arsitektur Harvard bisa memiliki CPI yang kecil. PICXX dari Microchip dikenal sebagai mikroprosesor yang memiliki 1 siklus mesin (machine cycle) untuk tiap instruksinya, kecuali instruksi percabangan.
Dari segi kapasitas memori, tentu arsitektur Harvard memberi keuntungan. Karena memori program dan data yang terpisah, maka kavling total memori program dan data dapat menjadi lebih banyak. Mikrokontroler 8bit Motorola 68HC05 memiliki peta memori 64K yang dipakai bersama oleh RAM dan ROM. Oleh sebab itu pengalamatan ROM dan RAM hanya dapat mencapai 64K dan tidak lebih. Sedangkan pada mikrokontroler Intel keluarga 80C51 misalnya, memori program (ROM) dan memori data (RAM) masing-masing bisa mencapai 64K.
Tetapi ada juga kekurangannya, arsitektur Harvard tidak memungkinkan untuk menempatkan data pada ROM. Kedengarannya aneh, tetapi arsitektur ini memang tidak memungkinkan untuk mengakses data yang ada di ROM. Namun hal ini bisa diatasi dengan cara membuat instruksi dan mekanisme khusus untuk pengalamatan data di ROM. Mikroprosesor yang memiliki instruksi seperti ini biasanya disebut ber-arsitektur Modified Harvard. Instruksi yang seperti ini dapat ditemukan pada keluarga MCS-51 termasuk Intel 80C51, P87CLXX dari Philips dan Atmel AT89LSXX.
JACK KILBY
Jack Kilby, seorang insinyur di Texas Instrument, mengembangkan sirkuit terintegrasi (IC : integrated circuit) di tahun 1958. IC mengkombinasikan tiga komponen elektronik dalam sebuah piringan silikon kecil yang terbuat dari pasir kuarsa.
Para ilmuwan kemudian berhasil memasukkan lebih banyak komponen-komponen ke dalam suatu chip tunggal yang disebut semikonduktor. Hasilnya, komputer menjadi semakin kecil karena komponen-komponen dapat dipadatkan dalam chip.
FLYNN
Tidak semua komputer merupakan mesin von Neumann. Flynn, pada tahun 1966, mengklasifikasikan arsitektur komputer menurut berbagai sifatnya, yang meliputi jumlah prosesor, jumlah program yang dapat dijalankan, dan struktur memori. Klasifikasinya yaitu mencakup kategori berikut :
• Single instruction stream, single data stream (SISD) / satu aliran instruksi, satu aliran data Arsitektur von Neumann termasuk dalam klasifikasi ini. Komputer SISD mempunyaisatu CPU yang menjalankan satu instruksi pada sekali waktu (oleh karenanya disebut aliran instruksi tunggal) dan menjemput atau menyimpan satu item data pada sekali waktu (oleh karenanya disebut aliran data tunggal)
• Single instruction stream, multiple data stream (SIMD) / satu aliran instruksi, beberapa aliran data Array prosesor termasuk dalam kategori ini. Mesin SIMD mempunyai sebuah CU yang beroperasi seperti mesin Von Neumann (yaitu, ia menjalankan satu aliran instruksi), namun mesin SIMD mempunyai lebih dari satu PE. CU menghasilkan signal kontrol untuk semua PE, yang menjalankan operasi yang sama, biasanya pada lockstep, pada item data yang berbeda (oleh karenanya disebut aliran data banyak). Dibawah ini merupakan gambar diagram bloknya.
• Multiple instruction stream, single data stream (MISD) / beberapa a1iran instruksi, satu aliran data. Secara logis, mesin dalam kelompok ini akan menjalankan berbagai program pada item data yang sama. Sekarang, telah ada mesin jenis ini, walaupun beberapa sistem MIMD bisa digunakan dengan cara ini.
• Multiple instruction stream, multiple data stream (MIMD) / beberapa aliran instruksi, beberapa aliran data. Mesin MIMD juga disebut multiprosesor. Ia mempunyai lebih dari satu prosesor independen, dan setiap prosesor dapat menjalankan program yang berbeda (oleh karenanya disebut aliran data banyak) pada datanya sendiri (oleh karenanya disebut aliran data banyak).
Note : Mesin SIMD dan MIMD adalah parallel processor (prosesor paralel), karena mereka beroperasi secara paralel pada lebih dari satu data sekali waktu. Arsitektur multiprosesor dapat dibagi menjadi dua kategori, didasarkan pada susunan sistem memorinya:
• Global memory (GM) system architecture arsitektur sistem memori global. Satu system memori global digunakan bersama oleh semua prosesor. Arsitektur komputer berunjuk kerja tinggi pada saat ini adalah dari jenis ini, dan ketiga arsitektur yang ada berdasarkan gambar diatas
• Local-memory (LM) system architecture arsitektur system memori lokal. Disini, satu system penyimpanan digunakan untuk setiap prosesor. Multi prosesor dengan LM mungkin juga mempunyai GM dan juga disebut multiple processor.
• Pada saat sekarang ini kita akan membahas tentang SIMD (Single instruction stream, multiple data stream).
Cara Kerja
• Mereka mendistribusikan pemrosesan ke sejumlah hardware.
• Mereka beroperasi secara bersama-sama pada beberapa elemen data yang berbeda.
• Mereka menjalankan komputasi yang sarna pada semua elemen data.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar