Tugas Jarkom Hub vs Switch, ARP, & ICMP

3. INTERNET CONTROL MESSAGE PROTOCOL (ICMP)

PROTOKOL ICMP

1. Definisi dan karakteristik

ICMP (Internet Control Message Protocol) [1] adalah protocol yang bertugas mengirimkan pesan-pesan kesalahan dan kondisi lain yang memerlukan perhatian khusus. Pesan / paket ICMP dikirim jika terjadi masalah pada layer IP dan layer diatasnya (TCP/UDP).
Karakteristik dari ICMP adalah :
ICMP merupakan bagian internal dari IP dan diimplementasikan disetiap module IP
ICMP digunakan untuk menyediakan feedback tentang beberapa error pada sebuah proses datagram.
Tidak mendukung kehandalan pengiriman paket IP. Datagram/ paket bisa tidak terkirim dan tidak ada report pemberitahuan tentang kehilangan datagram. Jika diperlukan adanya kehandalan maka harus diimplementasikan pada layer transport ( pada arsitektur TCP /IP).
Tidak ada respon ICMP yang dikirimkan untuk menghindari adanya perulangan tak terbatas, kecuali respon dari query message ( ICMP type 0, 8-10, 13-18).
ICMP error message tidak pernah dikirimkan sebagai respon sebuah datagram untuk tujuan broadcast atau multicast.

2. ICMP Message

ICMP message dikirimkan didalam IP datagram. Format ICMP message dapat dilihat pada gambar 1. Dari gambar terlihat bahwa nomor protocol selalu 1 (ICMP) dan Type of Service selalu nol.



Gambar 1. Format ICMP Message


ICMP error message
Setiap ICMP error message terdiri dari Internet Header (IP) dan sekurangnya 8 data octet (byte) pada datagram.
Pada field Type menspesifikasikan tipe dari message, sementara error code pada datagram dilaporkan oleh ICMP message pada field Code. Pengertian setiap code bergantung dari tipe message.

Dibawah ini adalah tabel yang berisi penjelasan setiap tipe dan code


Tabel 1


Pada kondisi normal protocol IP berjalan baik dan menghasilkan proses penggunaan memori serta sumber daya transmisi yang efisien. Namun ada beberapa kondisi dimana koneksi IP terganggu, misalnya karena router yang crash, putusnya kabel atau matinya host tujuan. Pada saat ini ICMP berperan membantu menstabilkan kondisi jaringan. Hal ini dilakukan dengan cara memberikan pesan-pesan tertentu, sebagai respons atas kondisi tertentu yang terjadi pada jaringan tersebut.





Gambar 2. Timbulnya ICMP


Sebagai contoh, pada gambar diatas, hubungan antar router A dan B mengalami masalah, maka router A akan secara otomatis mengirimkan paket ICMP Destination Unreachable ke host pengirim paket yang berusaha melewati host B menuju tujuannya. Dengan adanya pemberitahuan ini maka host tujuan tidak akan terus menerus berusaha mengirimkan paketnya melewati router B.

Contoh diatas hanya sebagian dari jenis pesan ICMP. Ada dua tipe pesan yang dapat dihasilkan oleh ICMP yaitu ICMP Error Message dan ICMP Query Message. ICMP Error Message sesuai namanya dihasilkan jika terjadi kesalahan pada jaringan. Sedangkan ICMP Query Message ialah jenis pesan yang dihasilkan oleh protocol ICMP jika pengirim paket menginginkan informasi tertentu yang berkaitan dengan kondisi jaringan.

ICMP Error Message dibagi menjadi beberapa jenis diantaranya :
Destination Unreachable, Pesan ini dihasilkan oleh router jika pengiriman paket mengalami kegagalan akibat masalah putusnya jalur, baik secara fisik maupun secara logic. Destination Unreachable ini dibagi menjadi beberapa tipe. Beberapa tipe yang penting adalah:
Network Unreachable, jika jaringan tujuan tak dapat dihubungi
Host Unreachable, jika host tujuan tak bisa dihubungi
Protocol at Destination is Unreachable, jika ditujuan tak tersedia protocol tersebut
Port is Unreachable, jika tidak ada port yang dimaksud pada tujuan
Destination Network is Unknown, jika network tujuan tak diketahui
Destination Host is Unknown, jika host tujuan tidak diketahui

Time exceeded, Paket ICMP jenis ini dikirimkan jika isi field TTL dalam paket IP sudah habis dan paket belum juga sampai ke tujuannya. Sebagaimana telah diterangkan pada bagian IP diatas, tiap kali sebuah paket IP melewati satu router, nilai TTL dalam paket tersebut dikurangi satu. TTL ini diterapkan untuk mencegah timbulnya paket IP yang terus menerus berputar dinetwork karena suatu kesalahan tertentu, sehingga menghabiskan sumberdaya jaringan yang ada.

Parameter Problem, paket ini dikirimkan jika terdapat kesalahan paameter pada header paket IP

Source Quench, Paket ICMP ini dikirimkan jika router atau tujuan mengalami kongesti. Sebagai resspons pada paket ini, pihak pengirim paket harus memperlambat pengiriman paketnya.

Redirect, paket ini dikirimkan jika router merasa host mengirimkan paket IP melalui router yang salah. Paket ini seharusnya dikirimkan melalui router lain.


Sedangkan ICMP Query Messages terdiri atas:

Echo dan Echo Reply. Bertujuan untuk memeriksa apakah system tujuan dalam keadaan aktif. Program ping merupakan program pengiriman paket ini. Responder harus menembalikan data yang sama dengan data yang dikirimkan.

Timestamp dan Timestamp Reply. Menghasilkan informasi waktu yang diperlukan system tujuan untuk memproses suatu paket.

Address mask, Untuk mengetahui berapa netmask yang harus digunakan oleh suatu host dalam suatu network.

Sebagai paket pengatur kelancaran jaringan, paket ICMP tidak diperbolehkan membebani network. Karenanya paket ICMP tidak boleh dikirim saat terjadi problem yang disebabkan oleh:

Kegagalan pengiriman paket ICMP
Kegagalan pengiriman paket broadcast atau multicast

sumber : TUGAS AKHIR

2. Address Resolution Protocol (ARP)

Secara internal ARP melakukan resolusi address tersebut dan ARP berhubungan langsung dengan Data Link Layer. ARP mengolah sebuah tabel yang berisi IP-address dan Ethernet Card. Dan tabel ini diisi setelah ARP melakukan request (broadcast) ke seluruh jaringan.

Misal user host tertentu menjalankan perintah telnet (telnet merupakan perintah di linux yang dipakai untuk menjalankan mesin tertentu dari mesin lainnya) dengan host foghorn ($telnet foghorn) . Setelah user menjalankan command telnet, maka sistem akan mengecek ARP cache ada nomor phisical addres yang dimaksud. Jika informasi ini tidak ditemukan, maka host akan mengeluarkan suatu ARP khusus meminta paket. ARP Request dikapsulkan dengan semua informasi yang dibutuhkan kecuali physical addrees tujuan karena memang host tidak tahu tujuannya dimana, biasanya arp tujuan dibuat FF:FF:FF:FF secara broadcast ke jaringan, karena broadcast maka semua system pada local network akan menguji request tersebut. Paket ARP request/Reply mempunyai format yang sama. Informasi ini bisa ditangkap oleh software sniffer tcpdump atau ethereal (akan dijelaskan selanjutnya).

ARP Cache
Tadi sedikit disinggung, bahwa setelah menjalankan command telnet maka host akan mengecek ARP Cache. ARP cache berisi tabel IP host serta phisical adrees komputer. ARP cache akan bertambah jika ARP Request mendapat jawaban. ARP Cache ini diatur secara dinamik oleh kernel. Untuk melihat bisa pakai command arp –a.
Kita bisa melakukan penghapusan sebuah entry ARP dengan arp –d hostname

ARP bertugas untuk menterjemahkan IP address ke alamat Ethernet. Proses ini dilakukan hanya untuk datagram yang dikirim host karena pada saat inilah host menambahkan header Ethernet pada datagram. Penerjemahan dari IP address ke lamat Ethernet dilakukan dengan melihat sebuah table yang disebut cache ARP. Entri cache ARP berisi IP address host beserta alamat Ethernet untuk host tersebut. IP address suatu host bergantung pada IP address jaringan tempat host tersebut berada, selama alamat Ethernet sebuah NIC bergantung pada alamat yang diberikan vendornya.
Agar dua PC dalam jaringan dapat berkomunikasi, mereka harus mengetahui address physical machine (MAC). Untuk membroadcast ARP, sebuah host dapat menemukan secara dynamically sebuah layer MAC address koresponden untuk particular IP Network-layer address.
Setelah menerima sebuah layer address MAC, IP decives akan membuat sebuah ARP cache untuk menyimpan sementara acquires IP-to-MAC pengelamatan address. Jika sebuah device tidak merespon bersama sebuah specified time frame, maka didalam entry cache akan dihapus.

Misalkan sebuah PC dengan IP Address 172.24.12.15 akan mengirim sesuatu paket data ke PC 172.24.12.18 , maka PC tersebut akan mengecek ARP Cache Table, jika tidak ada dalam table akan melakukan broadcast. Lalu PC yang dituju akan memberikan respon berpa MAC address, selanjutnya disimpan di PC yang meminta.

Dalam konsisi Reverse Address Resolution Protocol adalah menggunakan untuk map MAC-layer addresses to IP addresses. RARP, dimana adalah sebuah logical inverse dari ARP. Dapat juga digunakan sebagai diskless PC pada saat tidak tahu alamat IP disaat boot. Contohnya : sebuah PC dengan IP address 174.24.12.18 akan membroadcast data, maka PC tersebut membutuhkan IP Address, lalu PC tersebut request ke DHCP Server dan DHCP server memberikan response dengan memberikan tertentu dengan waktu pakai tertentu.


sumber: www.google.com

1. HUB VS SWITCH

FUNGSI HUB DAN SWITCH HUB
Dalam Jaringan komputer kita perlu hub yang berfungsi untuk menggabungkan beberapa komputer menjadi satu buah kelompok jaringan. Mungkin bila kita hanya akan menghubungkan dua buah PC kita hanya akan memerlukan Kabel UTP dengan Crimping dengan metode cross cable. Tapi bagaimana halnya dengan 10 PC ? atau 20 PC ? disinilah fungsi hub bekerja dimana komputer2 tersebut akan dihubungkin dengan UTP Straight Cable yang dicolokkan ke port2 yang ada di hub dan diset dengan IP dengan alamat jaringan yang sama, maka kita akan berada di dalam jaringan komputer yang terdiri lebih dari 2 buah PC.
Sekarang ini banyak orang menilai hub sudah cukup untuk mengatasi problema seperti itu, tetapi dilihat dari sisi lain ternyata hub memiliki sedikit kejelekan dimana dia akan membroadcast semua paket yang akan dikirim ke salah satu IP Tujuan. Hal ini mungkin tidak akan terasa bila kita hanya memiliki 10 buah PC yang terkoneksi dalam satu jaringan. Tetapi bagaimana dengan ratusan ? atau bahkan mungkin ribuan? disinilah fungsi switch sebenarnya bekerja.Di bidang jaringan komputer seringkali kita mendengar kata hub dan switch, bentuknya mirip dan fungsinya dasarnya juga sama yaitu untuk transfer data dari dan ke komputer-komputer dalam suatu jaringan. Beberapa waktu yang lalu penulis mendapati pertanyaan sederhana mengenai perbedaan antara hub dan switch dari beberapa rekan penulis. Melalui artikel kali ini penulis akan bahas secara singkat mengenai perbedaannya. Dari tampak luar, sebuah hub atau switch terlihat sama, keduanya memiliki jack RJ-45 untuk berhubungan dengan suatu device. Sebelum berbicara mengenai mengenai perbedaan antara keduanya maka ada baiknya kita lihat sejenak mengenai keterbatasan suatu (non switched) ethernet, yaitu hanya satu device yang dapat mentransmit data ke suatu segment pada suatu waktu tertentu. Jika lebih dari satu device berusaha mentransmit data pada waktu yang bersamaan maka akan terjadilah collision. Setelah collision terjadi maka setiap device tadi harus melakukan proses pengiriman data kembali (re-transmit). Dapat dibayangkan jika jumlah segment dalam jaringan semakin bertambah maka otomatis kemungkinan akan terjadinya collision akan semakin besar, dan karena akibat collision ini semua device akan melakukan proses re-transmit maka otomatis traffic jaringan akan menjadi relatif lebih lambat. Sebelum ditemukannya teknologi switch, suatu jaringan dapat dibagi-bagi ke dalam beberapa segment dengan suatu device yang dinamakan bridge. Bridge memiliki dua buah port ethernet. Jika ada traffic ke dalam jaringan maka secara otomatis bridge akan mengamati device-device yang terlibat di dalamnya dari kedua sisi (melihat berdasarkan MAC address-nya). Bridge kemudian akan mampu membuat keputusan untuk mem-forward atau tidak mem-forward setiap paket data menuju ke device tujuan


Hub
Sama seperti switch, tetapi perbedaannya adalah hub tidak memiliki faslitas routing. Sehingga semua informasi yang datang akan dikirimkan ke semua komputer (broadcast).
Hub adalah istilah umum yang digunakan untuk menerangkan sebuah
central connection point untuk komputer pada network. Fungsi dasar
yang dilakukan oleh hub adalah menerima sinyal dari satu komputer dan
mentransmisikannya ke komputer yang lain.
Sebuah hub bisa active atau passive. Active hub bertindak sebagai
repeater; ia meregenerasi dan mengirimkan sinyal yang
diperkuat. Passive hub hanya bertindak sebagai kotak sambungan; ia
membagi/memisahkan sinyal yang masuk untuk ditransmisikan ke seluruh
network.Hub adalah central utnuk topologi star dan mengijinkan komputer untuk
ditambahkan atau dipindahkan pada network dengan relatif mudah.
Kapabilitas yang disediakan hub central utnuk topologi star dan mengijinkan computer untuk
ditambahkan atau dipindahkan pada network dengan relatif mudah.
Kapabilitas yang disediakan hub
-------------------------------

Fungsi tambahan selain sebagai central connection point, hub
menyediakan kemampuan berikut:
- memfasilitasikan penambahan, penghilangan atau pemindahan
- workstation. menambah jarak network (fungsi sebagai repeater)
- menyediakan fleksibilitas dengan mensupport interface yang berbeda
- (Ethernet, Token Ring, FDDI). menawarkan feature yang fault
- tolerance (isolasi kerusakan) memberikan manajemen service yang
- tersentralisasi (koleksi informasi, diagnostic)

Kekurangannya, hub cukup mahal, membutuhkan kabel tersendiri untuk
berjalan, dan akan mematikan seluruh network jika ia tidak berfungsi.

Cara kerja Hub
pada dasarnya adalah sebuah pemisah sinyal (signal splitter). Ia
mengambil bit-bit yang datang dari satu port dan mengirimkan copynya
ke tiap-tiap port yang lain. Setiap host yang tersambung ke hub akan
melihat paket ini tapi hanya host yang ditujukan saja yang akan
memprosesnya. Ini dapat menyebabkan masalah network traffic karena
paket yang ditujukan ke satu host sebenarnya dikirimkan ke semua host
(meskipun ia hanya diproses oleh salah satu yang ditujukannya saja). Switch
------
Switch

Biasanya switch banyak digunakan untuk jaringan LAN token star.
Dan switch ini digunakan sebagai repeater/penguat. Berfungsi untuk menghubungkan kabel-kabel UTP ( Kategori 5/5e ) komputer yang satu dengan komputer yang lain. Dalam switch biasanya terdapat routing, routing sendiri berfungsi untuk batu loncat untuk melakukan koneksi dengan komputer lain dalam LAN.
Switch adalah hub pintar yang mempunyai kemampuan untuk menentukan
tujuan MAC address dari packet. Daripada melewatkan packet ke semua
port, switch meneruskannya ke port dimana ia dialamatkan. Jadi, switch
dapat secara drastis mengurangi traffic network.
Switch memelihara daftar MAC address yang dihubungkan ke port-portnya
yang ia gunakan untuk menentukan kemana harus mengirimkan
paketnya. Karena ia beroperasi pada MAC address bukan pada IP address,
switch secara umum lebih cepat daripada sebuah router.

Gambarannya adalah seperti ini :




Kenapa Switch Lebih Baik?
Di dalam hub tidak ada proses apa-apa dalam menangani traffic jaringan. Hub hanya mengulang sinyal yang masuk ke seluruh port yang ada pada hub tersebut. Ini akan sangat berbeda dengan switch, di dalam switch setiap port berfungsi juga sebagai suatu bridge. Jika suatu port terhubung dengan suatu device maka secara prinsipal setiap device akan bersifat independen terhadap device lainnya. Perbedaan lainnya lagi adalah bahwa 10/100 ethernet hub hanya bekerja secara half-duplex, ini artinya adalah sebuah device hanya dapat mengirim atau menerima data pada suatu waktu tertentu. Switch mampu bekerja secara full-duplex yang artinya mampu menerima dan mengirimkan data pada saat yang bersamaan.
Sebagai contoh misalnya ada suatu switch yang pada port-nya terpasang beberapa device berikut ini:
- Computer 1
- Computer 2
- Computer 3
- Printer
- File Server
- Uplink ke internet

Perbedaan lainnya lagi adalah bahwa 10/100 ethernet hub hanya bekerja secara half-duplex, ini artinya adalah sebuah device hanya dapat mengirim atau menerima data pada suatu waktu tertentu. Switch mampu bekerja secara full-duplex yang artinya mampu menerima dan mengirimkan data pada saat yang bersamaan.
Pada kasus ini, Computer 1 dapat melakukan proses print (cetak) dokumen, sementara itu Computer 2 bisa mengakses file server, dan sementara itu pula Computer 3 dapat melakukan akses ke Internet. Ini semua bisa dilakukan karena switch dapat secara pintar melakukan forward traffic paket data khusus hanya kepada device-device yang terlibat saja. Ini juga yang disebut dengan hubungan antar device yang simultan dan bersifat independen. Jadi kesimpulannya di dalam switch terdapat suatu mekanisme filtering dan forwarding terhadap traffic jaringan yang melewatinya. Switch Bekerja pada lapisan data link ( Baca posting mengenai OSI Layer ) tetapi memiliki keunggulan di mana masing-masing port memiliki domain collision sendiri ( Port memiliki jalur data sendiri-sendiri ) Switch juga menganut sistem mac address learning dimana dia akan memiliki tabel pernerjemah pusat yang memiliki daftar penerjemah untuk semua port. Switch juga dapat membuat VPN antara port pengirim dan penerima. Switch ini menggunakan transmisi full duplex dimana memiliki jalur antara receive dan transmit data secara terpisah.

dalam mengolah data switch dapat digolongkan dalam tiga jenis :

1. Store and Forward - switch akan meneruskan frame setelah data di terima secara lengkap
2. Cut-Through Switch Meneruskan Frame tanpa menunggu penerimaan frame secara lengkap
3. Fragment Free ( Hybrid ) merupakan kompromi dari kedua jenis switch diatas
Switch Juga diperkuat oleh teknologi VLAN ( Virtual LAN ) dimana dia mampu Mensegmentasi jaringan LAN secara logika tanpa harus menuruti lokasi fisik peralatan.
Switch juga dapat berfungsi sebagai Spanning Tree protokol yang bersifat redundant jika dia menilai suatu jalur itu sibuk maka dia ( switch ) akan memilih jalur lain yang tidak sibuk.

sumber : http://www.scribd.com/doc/344736/FUNGSI-HUB-DAN-SWITCH-HUB-TUGAS

Tugas Arkom 5

Untuk Download klik disini

PUSTAKA :
http://www.electroniclab.com/index.php?option=com_content&view=article&id=30:cisc-vs-risc&catid=9:labmikro&Itemid=11 (CISC vs RISC)
http://www.geocities.com/nightmare_club/project/risc_cisc.htm (Perbandingan RISC dan CISC)
http://elektroindonesia.com/elektro/komput3.html (ELEKTRO INDONESIA - Edisi ke Empat - komput3.html+gamb3-1)
http://elektroindonesia.com/elektro/komput3a.html (ELEKTRO INDONESIA - Edisi ke Empat - komput3a.html+gamb3-2)
http://www.electroniclab.com/index.php?view=article&catid=9%3Alabmikro&id=30%3Acisc-vs-risc&format=pdf&option=com_content&Itemid=11 (RICS Vs CISC .pdf)
http://74.125.153.132/search?q=cache:JXxJpfllR2sJ:www.suwidi.or.id/downloads/kuliah/ArKom%252003%2520(RISC%2520dan%2520CISC)%2520PDF.pdf+prosesor+CISC&cd=11&hl=id&ct=clnk&gl=id (ArKom 03 (RISC dan CISC) PDF)
http://en.wikipedia.org/wiki/Superscalar (Superscalar - Wikipedia, the free encyclopedia)
http://ve-r4.blogspot.com/2008/12/processor-superscalar.html (i_yha_ Processor Superscalar)

Tugas ARKOM

Processor Superscalar

Salah satu jenis dari arsitektur, dimana superscalar adalah sebuah uniprocessor yang dapat mengeksekusi dua atau lebih operasi scalar dalm bentuk paralel.

Merupakan salah satu rancangan untuk meningkatkan kecepatan CPU. Kebanyakan dari komputer saat ini menggunakan mekanisme superscalar ini. Standar pipeline yang digunakan adalah untuk pengolahan bilangan matematika integer (bilangan bulat, bilangan yang tidak memiliki pecahan), kebanyakan CPU juga memiliki kemampuan untuk pengolahan untuk data floating point (bilangan berkoma). Pipeline yang mengolah integer dapat juga digunakan untuk mengolah data bertipe floating point ini, namun untuk aplikasi tertentu, terutama untuk aplikasi keperluan ilmiah CPU yang memiliki kemampuan pengolahan floating point dapat meningkatkan kecepatan prosesnya secara dramatis.

Peristiwa menarik yang bisa dilakukan dengan metoda superscalar ini adalah dalam hal memperkirakan pencabangan instruksi (brach prediction) serta perkiraan eksekusi perintah (speculative execution). Peristiwa ini sangat menguntungkan buat program yang membutuhkan pencabangan dari kelompok intruksi yang dijalankankannya.

Program yang terdiri dari kelompok perintah bercabang ini sering digunakan dalam pemrograman. Contohnya dalam menentukan aktifitas yang dilakukan oleh suatu sistem berdasarkan umur seseorang yang sedang diolahnya, katakanlah jika umur yang bersangkutan lebih dari 18 tahun, maka akan diberlakukan instruksi yang berhubungan dengan umur tersebut, anggaplah seseorang tersebut dianggap telah dewasa, sedangkan untuk kondisi lainnya dianggap belum dewasa. Tentu perlakuannya akan dibedakan sesuai dengan sistem yang sedang dijalankan.

Lalu apa yang dilakukan oleh CPU untuk hal ini? Komputer akan membandingkan nilai umur data yang diperolehnya dengan 18 tahun sehingga komputer dapat menentukan langkah dan sikap yang harus diambilnya berdasarkan hasil perbandingan tersebut. Sikap yang diambil tentu akan diambil berdasarkan pencabangan yang ada.

Pada CPU yang mendukung perintah pencabangan ini, CPU membutuhkan lumayan banyak clock cycle, mengingat CPU menempatkan semuanya pada pipeline dan menemukan perintah berikutnya yang akan dieksekusinya. Sirkuit untuk branch prediction melakukan pekerjaan ini bekerja sama dengan pipeline, yang dilakukan sebelum proses di ALU dilaksanakan, dan memperkirakan hasil dari pencabangan tersebut.

Jika CPU berfikir bahwa branch akan menuju suatu cabang, biasanya berdasarkan pekerjaan sebelumnya, maka perintah berikutnya sudah dipersiapkan untuk dieksekusi berikut data-datanya, bahkan dengan adanya pipeline ini, bila tidak diperlukan suatu referensi dari instruksi terakhir, maka bisa dilaksanakan dengan segera, karena data dan instruksi yang dibutuhkan telah dipersiapkan sebelumnya..

Dalam hal speculative execution, artinya CPU akan menggunakan melakukan perhitungan pada pipeline yang berbeda berdasarkan kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer. Jika kemungkinan yang dilakukan oleh komputer tepat, maka hasilnya sudah bisa diambil langsung dan tinggal melanjutkan perintah berikutnya, sedangkan jika kemungkinan yang diperkirakan oleh komputer tidak tepat, maka akan dilaksanakan kemungkinan lain sesuai dengan logika instruksi tersebut.

Teknik yang digunakan untuk pipeline dan superscalar ini bisa melaksanakan branch prediction dan speculative execution tentunya membutuhkan ekstra transistor yang tidak sedikit untuk hal tersebut.

Sebagai perbandingan, komputer yang membangkitkan pemrosesan pada PC pertama yang dikeluarkan oleh IBM pada mesin 8088 memiliki sekitar 29.000 transistor. Sedangkan pada mesin Pentium III, dengan teknologi superscalar dan superpipeline, mendukung branch prediction, speculative execution serta berbagai kemampuan lainnya memiliki sekitar 7,5 juta transistor. Beberapa CPU terkini lainnya seperti HP 8500 memiliki sekitar 140 juta transistor.

Processor Dari Generasi ke Generasi
mikroprosesor adalah sebuah IC (Integrated Circuit) yang digunakan sebagai otak/pengolah utama dalam sebuah sistem komputer.
Mikroprosesor merupakan hasil dari pertumbuhan semikonduktor.
Pertama kali MIkroprosesor dikenalkan pada tahun 1971 oleh Intel Corp,
yaitu Mikroprosesor Intel 4004 yang mempunyai arsitektur 4 bit.
Dengan penambahan beberapa peripheral (memori, piranti I/O, dsb) Mikroprosesor 4004 di ubah menjadi komputer kecil oleh intel.
Kemudian mikroprosesor ini di kembangkan lagi menjadi 8080 (berasitektur 8bit), 8085, dan kemudian 8086 (berasitektur 16bit).
Dilaen pihak perusahaan semikonduktor laen juga memperkenalkan dan mengembangkan mikroprosesor antara lain Motorola dengan M6800, dan Zilog dengan Z80nya.
Mikroprosesor Intel yang berasitektur 16 bit ini kebanyakan di akhiri oleh angka 86,
akan tetapi karena nomor tidak dapat digunakan untuk merek dagang mereka menggantinya dengan nama pentium untuk merek dagang Mikroprosesor generasi kelima mereka.
Arsitektur ini telah dua kali diperluas untuk mengakomodasi ukuran word yang lebih besar.
Di tahun 1985, Intel mengumumkan rancangan generasi 386 32-bit yang menggantikan rancangan generasi 286 16-bit.
Arsitektur 32-bit ini dikenal dengan nama x86-32 atau IA-32 (singkatan dari Intel Architecture, 32-bit). Kemudian pada tahun 2003, AMD memperkenalkan Athlon 64, yang menerapkan secara lebih jauh pengembangan dari arsitektur ini menuju ke arsitektur 64-bit, dikenal dengan beberapa istilah x86-64, AMD64 (AMD), EM64T atau IA-32e (Intel), dan x64 (Microsoft).

Untuk melihat sejarah perkembangan komponen elektronik bisa dilihat dibawah ini:

1904: Dioda tabung pertama kali diciptakan oleh seorang ilmuwan dari Inggris yang bernama Sir John Ambrose Fleming (1849-1945)

1906: ditemukan trioda hasil pengembangan dioda tabung oleh seorang ilmuwan Amerika yang bernama Dr. Lee De Forest. Yang kemudian terciptalah tetroda dan pentode.

Akan tetapi penggunaan dari tabung hampa tersebut tergeser pada tahun 1960 setelah ditemukannya komponen semikonduktor.

1947: Transistor diciptakan di labolatorium Bell.

1965: Gordon Moore dari Fairchild semiconductor dalam sebuah artikel untuk majalan elektronik mengatakan bahwa chip semikonduktor berkembang dua kali lipat setiap dua tahun selama lebih dari tiga dekade.

1968: Moore, Robert Noyce dan Andy Grove menemukan Intel Corp. untuk menjalankan bisnis "INTegrated ELectronics."

1969: Intel mengumumkan produk pertamanya, RAM statis 1101, metal oxide semiconductor (MOS) pertama di dunia. Ia memberikan sinyal pada berakhirnya era memori magnetis.

1971: Intel meluncurkan mikroprosesor pertama di dunia, 4-bit 4004, yang didesain oleh Federico Faggin.

1972: Intel mengumumkan prosesor 8-bit 8008. Bill Gates muda dan Paul Allen coba mengembangkan bahasa pemograman untuk chip tersebut, namun saat itu masih kurang kuat.

1974: Intel memperkenalkan prosesor 8-bit 8080, dengan 4.500 transistor yang memiliki kinerja 10 kali pendahulunya.

1975: Chip 8080 menemukan aplikasi PC pertamanya pada Altair 8800, sekaligus merevolusi PC. Gates dan Allen sukses mengembangkan bahasa dasar Altair, yang kemudian menjadi Microsoft Basic, untuk 8080.

1976: Arsitektur x86 mengalami kemunduran saat Steve Jobs dan Steve Wozniak memperkenalkan Apple II computer dengan menggunakan prosesor 8-bit Motorola 6502.

1978: Intel memperkenalkan mikroprosesor 16-bit 8086 yang kelak menjadi standar industri pada tanggal 8 Juni.

1979: Intel memperkenalkan versi dengan harga yang lebih murah dari 8086, yaitu 8088 dengan 8-bit bus.

1980: Intel memperkenalkan 8087 math co-processor.

1981: IBM memilih 8088 untuk menjalankan PC-nya. Seorang eksekutif Intel kemudian mengatakannya sebagai "Kemenangan besar pertama Intel."

1982: IBM menandatangani Advanced Micro Devices sebagai sumber kedua Intel untuk mikroprosesor 8086 dan 8088.

1982: Intel memperkenalkan prosesor 16-bit 80286 dengan 134.000 transistor.

1984: IBM mengembangkan PC generasi kedua, 80286-based PC-AT. PC-AT yang menjalankan MS-DOS,
kelak menjadi standar PC selama hampir 10 tahun.

1985: Intel keluar dari bisnis RAM dinamis untuk fokus pada mikroprosesor, dan akhirnya ia mengeluarkan prosesor 80386, sebuah chip 32-bit dengan 275.000 transistor dan kemampuan menjalankan berbagai macam program sekaligus.

1986: Compaq Computer melambungkan IBM dengan PC yang didasarkan pada 80386.

1987: VIA Technologies didirikan di Fremont, Calif., mereka akan mejual chip set core logic x86.

1989: 80486 diluncurkan, dengan 1.2 juta buah transistor dan built-in math co-processor.

Intel telah memprediksi pengembangan prosesor multicore suatu saat pada tahun 2000-an.

1990: Compaq memperkenalkan server PC pertama, yang dijalankan dengan menggunakan 80486.

1993: Transistor 3.1 juta, prosesor 66-MHz Pentium dengan teknologi superscalar diperkenalkan.

1994: AMD dan Compaq membentuk aliansi untuk mendukung Compaq computer dengan mikroprosesor Am486.

1997: Intel meluncurkan teknologi prosesor 64-bit Epic. Ia juga memperkenalkan MMX Pentium untuk aplikasi prosesor sinyal digital, yang juga mencakup grafik, audio, dan pemrosesan suara.

1998: Intel memperkenalkan prosesor Celeron di bulan April.

1999: VIA mengakuisisi Cyrix Corp. dan Centaur Technology, pembuat prosesor x86 dan x87 co-processor.

2000: Debut Pentium 4 dengan 42 juta transistor.

2003: AMD memperkenalkan x86-64, versi 64-bit dari x86 instruction set.

2004: AMD mendemonstrasikan x86 dual-core processor chip.

2005: Intel menjual prosesor Dual-Core pertamanya.

2006: Dell Inc. mengumumkan akan menawarkan system prosesor berbasis AMD.

2006: Intel Memperkenalkan prosesor core 2 duo di bulan juli.

2007: Intel memperkenalkan prosesor core 2 quad di bulan januari.

PENJELASAN TENTANG RISC DAN CISC.

CISC dan RISC perbedaannya tidak signifikan jika hanya dilihat dari terminologi set instruksinya yang kompleks atau tidak (reduced). Lebih dari itu, RISC dan CISC berbeda dalam filosofi arsitekturnya. Filosofi arsitektur CISC adalah memindahkan kerumitan software ke dalam hardware. Teknologi pembuatan IC saat ini memungkinkan untuk menamam ribuan bahkan jutaan transistor di dalam satu dice. Bermacam-macam instruksi yang mendekati bahasa pemrogram tingkat tinggi dapat dibuat dengan tujuan untuk memudahkan programmermicrocode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip membuat programnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

Sebaliknya, filosofi arsitektur RISC adalah arsitektur prosesor yang tidak rumit dengan membatasi jumlah instruksi hanya pada instruksi dasar yang diperlukan saja. Kerumitan membuat program dalam bahasa mesin diatasi dengan membuat bahasa program tingkat tinggi dan compiler yang sesuai. Karena tidak rumit, teorinya mikroprosesor RISC adalah mikroprosesor yang low-cost dalam arti yang sebenarnya. Namun demikian, kelebihan ruang pada prosesor RISC dimanfaatkan untuk membuat sistem-sistem tambahan yang ada pada prosesor modern saat ini. Banyak prosesor RISC yang di dalam chip-nya dilengkapi dengan sistem superscalar, pipelining, caches memory, register-register dan sebagainya, yang tujuannya untuk membuat prosesor itu menjadi semakin cepat.

Gambar 1. RISC vs CISC

Secara singkat perbedaan CISC dan RISC:

CISC:

1. Lebih menekankan pada perangkat keras, sesuai dengan takdirnya untuk programer.
2. Memiliki instruksi komplek.
3. Load/store atau memori ke memori bekerja sama.
4. Memiliki ukuran kode yang kecil dan kecepatannya rendah.
5. Transistor di dalamnya digunakan untuk menyimpan instruksi - instruksi bersifat komplek.

RISC:

1. Menekankan pada perangkat lunak, dengan sedikit transistor.
2. Instruksi sederhana bahkan single.
3. Load/store atau memori ke memori bekerja terpisah.
4. Ukuran kode besar dan kecepatan lebih tinggi.
5. Transistor di dalamnya lebih untuk register memori.

CISC (Complex Instruction Set Computer)

CISC (Complex Instruction Set Computer) adalah salah satu bentuk arsitektur yang menjalankan set instruksi dan tiap instruksi dapat menjalankan beberapa instruksi tingkat rendah. Misalnya instruksi tingkat rendah tersebut adalah operasi aritmatika, penyimpanan – pengambilan dari memori dll. Prosesor CISC memiliki kapasitas instruksi yang cukup besar yang memberikan fleksibilitas untuk menulis sebuah program menjadi lebih pendek dan lebih efektif.

CISC banyak digunakan di AMD CPU dan Intel. CISC memang memiliki instruksi yang kompleks dan memang dirasa berpengaruh pada kinerjanya yang lebih lambat. Mungkin sudah jadi takdir bagi CISC yang selalu ingin hardware berkembang jauh lebih cepat ketimbang software maka CISC menawarkan set instruksi yang powerful, kuat, tangguh, maka tak heran jika CISC memang hanya mengenal bahasa assembly yang sebenarnya ia tujukan bagi para programmer. Karena instruksi yang ia usung bersifat komplek, maka ia hanya memerlukan sedikit instruksi untuk berjalan.

Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu perintah cukup dengan beberapa baris bahasa mesin sedikit mungkin. Hal ini bisa tercapai dengan cara membuat perangkat keras prosesor mampu memahami dan menjalankan beberapa rangkaian operasi.

Hal ini sangat mungkin karena pembangunan perangkat prosesor CISC dapat memahami dan mengeksekusi operasi yang banyak. Sebagai contoh pada MCS-51, instruksi pengkalian (MUL) merupakan instruksi yang kompleks yang mana hanya operand yang akan ditentukan dalam instruksi, dan operasi pengkalian diselesaikan oleh hardware. Dalam tipe instruksi yang demikian, pembentukan inkstruksi kompleks ke dalam hardware yang dilakukan secara langsung, membantu dalam dua cara yang berbeda. Tidak hanya pengimplementasian hardware menjadi lebih cepat, tetapi juga menghemat ruang memori program mengingat kode instruksi sangatlah pendek jika dibandingkan dengan yang diperlukan untuk operasi pengalian dengan instruksi ADD. Hal tersebut mengharuskan programer bekerja dalam level yang lebih tinggi.

Untuk tujuan contoh kita kali ini, sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus, yang kita beri nama MULT. Saat dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai dan menyimpannya ke 2 register yag berbeda, melakukan perkalian operan di unit eksekusi dan kemudian mengambalikan lagi hasilnya ke register yang benar. Jadi instruksi-nya cukup satu saja.

MULT dalam hal ini lebih dikenal sebagai “complex instruction”, atau instruksi yang kompleks. Bekerja secara langsung melalui memori komputer dan tidak memerlukan instruksi lain seperti fungsi baca maupun menyimpan. Satu kelebihan dari sistem ini adalah kompailer hanya menerjemahkan instruksi-instruksi bahasa tingkat-tinggi ke dalam sebuah bahasa mesin. Karena panjang kode instruksi relatif pendek, hanya sedikit saja dari RAM yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi tersebut.


CISC (Complex Instruction Set Computer)

RISC (reduced instruction set computer) adalah tipe mikroprosesor yang mengenali sejumlah tertentu instruksi. Salah satu keuntungan teknologi RISC adalah memungkinkan eksekusi instruksi dengan sangat cepat karena instruksi yang digunakan sederhana. Keunggulan lainnya adalah bahwa teknologi RISC membutuhkan lebih sedikit transistor, yang menjadikannya lebih murah. Sebagian besar komputer sekarang adalah complex instruction set computer (CISC). Namun, dalam perkembangannya RISC dan CISC menjadi semakin mirip. Chip RISC sekarang mendukung instruksi yang sama pada chip CISC dan chip CISC juga banyak menggunakan teknik yang sebelumnya digunakan pada chip RISC.

RISC memiliki keunggulan dalam hal kecepatannya sehingga banyak digunakan untuk aplikasi-aplikasi yang memerlukan kalkulasi secara intensif. Konsep RISC pertama kali dikembangkan oleh IBM pada era 1970-an. Komputer pertama yang menggunakan RISC adalah komputer mini IBM 807 yang diperkenalkan pada tahun 1980. Dewasa ini, RISC digunakan pada keluarga processor buatan Motorola (PowerPC) dan SUN Microsystems (Sparc, UltraSparc).

RISC dikembangkan melalui seorang penelitinya yang bernama John Cocke, beliau menyampaikan bahwa sebenarnya kekhasan dari komputer tidaklah menggunakan banyak instruksi, namun yang dimilikinya adalah instruksi yang kompleks yang dilakukan melalui rangkaian sirkuit.

Ciri - Ciri RISC:

1. Instruksi berukuran tunggal.
2. Ukuran yang umum adalah 4 byte.
3. Jumlah pengalamatan data sediki, biasanya kurang dari 5 buah.
4. Tidak terdapat pengalamatan tidak langsung yang mengharuskan melakukan sebuah akses memori agar memperoleh alamat operand lainnya dalam memori.
5. Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika, seperti penambahan ke memori dan penambahan dari memori.
6. Tidak terdapat lebih dari satu operand beralamat memori per instruksi.
7. Tidak mendukung perataan sembarang bagi data untuk operasi load/store.
8. Jumlah maksimum pemakaian memori manajemen bagi suatu alamat data adalah sebuh instruksi.
9. Jumlah bit bagi integer register spesifier sama dengan 5 atau lebih, artinya sedikitnya 32 buah register integer dapat direferensikan sekaligus secara eksplisit.
10. Jumlah bit floating point register spesifier sama dengan 4 atau lebih, artinya sedikitnya 16 register floating point dapat direferensikan sekaligus secara eksplisit.

Pada desain chip mikroprosesor jenis ini, pemroses diharapkan dapat melaksanakan perintah-perintah yang dijalankannya secara cepat dan efisien melalui penyediaan himpunan instruksi yang jumlahnya relatif sedikit, dengan mengambil perintah-perintah yang sangat sederhana, akibatnya arsitektur RISC membatasi jumlah instruksinya yang dipasang ke dalam mikroprosesor tetapi mengoptimasi setiap instruksi sehingga dapat dilaksanakan dengan cepat.

Dengan demikian instruksi yang sederhana dapat dilaksanakan lebih cepat apabila dibandingkan dengan mikroprosesor yang dirancang untuk menangani susunan instruksi yang lebih luas. Chip RISC hanya dapat memproses instruksi dalam jumlah terbatas, tetapi instruksi ini dioptimalkan sehingga cepat dieksekusi. Tetapi, bila harus menangani tugas yang kompleks, instruksi harus dibagi menjadi banyak kode mesin, terutama sebelum chip RISC dapat menanganinya. Karena keterbatasan jumlah instruksi yang ada padanya, apabila terjadi kesalahan dalam pemrosesan akan memudahkan dalam melacak kesalahan tersebut.

Pada tahun 1980-an kapasitas modul memori meningkat dan harganya turun. Penekanan pada desain CPU bergeser ke kinerja, dan RISC menjadi trend baru. Contoh arsitektur RISC meliputi SPARC dari Sun Microsystems; seri MIPS Rxxxx dari MIPS Technologies; Alpha dari Digital Equipment; PowerPC yang dikembangkan bersama oleh IBM dan Motorola; dan RISC dari Hewlett-Packard.

Chip RISC menggunakan sejumlah kecil instruksi dengan panjang-sama yang relatif sederhana, yaitu panjangnya selalu 32 bit. Walaupun hal ini memboroskan memori karena harus dibuat program lebih besar, instruksi lebih mudah dan cepat dieksekusi. Karena chip ini berurusan dengan jenis instruksi lebih sedikit, chip RISC membutuhkan lebih sedikit transistor ketimbang chip CISC dan umumnya berkinerja lebih tinggi pada kecepatan clock yang sama, walaupun chip ini harus mengeksekusi lebih banyak instruksi lebih pendek untuk menyelesaikan sebuah fungsi. Kesederhanaan RISC juga mempermudah merancang prosesor superscalar (Chip yang dapat mengeksekusi lebih dari satu instruksi pada satu saat). Hampir semua prosesor RISC dan CISC modern adalah superscalar; tetapi untuk mencapai kemampuan ini membuat desain lebih rumit.

KELEBIHAN DAN KEKURANGAN TEKNOLOGI RISC

Teknologi RISC relatif masih baru oleh karena itu tidak ada perdebatan dalam menggunakan RISC ataupun CISC, karena tekhnologi terus berkembang dan arsitektur berada dalam sebuah spektrum, bukannya berada dalam dua kategori yang jelas maka penilaian yang tegas akan sangat kecil kemungkinan untuk terjadi.

KEUNGGULAN

• Berkaitan dengan penyederhanaan kompiler, dimana tugas pembuat kompiler untuk menghasilkan rangkaian instruksi mesin bagi semua pernyataan HLL.

• Instruksi mesin yang kompleks seringkali sulit digunakan karena kompiler harus menemukan kasus-kasus yang sesuai dengan konsepnya.

• Pekerjaan mengoptimalkan kode yang dihasilkan untuk meminimalkan ukuran kode, mengurangi hitungan eksekusi instruksi, dan meningkatkan pipelining jauh lebih mudah apabila menggunakan RISC dibanding menggunakan CISC.

• Arsitektur RISC yang mendasari PowerPC memiliki kecenderungan lebih menekankan pada referensi register dibanding referensi memori, dan referensi register memerlukan bit yang lebih sedikit sehingga memiliki akses eksekusi instruksi lebih cepat.

• Kecenderungan operasi register ke register akan lebih menyederhanakan set instruksi dan menyederhanakan unit kontrol serta pengoptimasian register akan menyebabkan operand-operand yang sering diakses akan tetap berada dipenyimpan berkecepatan tinggi.

• Penggunaan mode pengalamatan dan format instruksi yang lebih sederhana.

KEKURANGAN

• Program yang dihasilkan dalam bahasa simbolik akan lebih panjang (instruksinya lebih banyak).

• Program berukuran lebih besar sehingga membutuhkan memori yang lebih banyak, ini tentunya kurang menghemat sumber daya.

• Program yang berukuran lebih besar akan menyebabkan menurunnya kinerja, yaitu instruksi yang lebih banyak artinya akan lebih banyak byte-byte instruksi yang harus diambil. Selain itu, Pada lingkungan paging akan menyebabkan kemungkinan terjadinya page fault lebih besar.

Posted By : Ferry Trivianto (7107040031)