Ditinjau dari jenis set instruksinya, ada 2 jenis arsitektur komputer, yaitu:
1. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang rumit. (Complex Instruction Set Instruction Computer = CISC)
2. Arsitektur komputer dengan kumpulan perintah yang sederhana. (Reduced Instruction Set Computer = RISC)
A. Reduce Instruction Set Computer (RISC)
1. Sejarah
Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau “Komputasi set instruksi yang disederhanakan” pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson, pengajar pada University of California di Berkely.
2. Definisi
RISC, yang jika diterjemahkan berarti “Komputasi Kumpulan Instruksi yang Disederhanakan”, merupakan sebuah arsitektur komputer atau arsitektur komputasi modern dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada komputer dengan kinerja tinggi, seperti komputer vektor. Selain digunakan dalam komputer vektor, desain ini juga diimplementasikan pada prosesor komputer lain, seperti pada beberapa mikroprosesor Intel 960, Itanium (IA64) dari Intel Corporation, Alpha AXP dari DEC, R4x00 dari MIPS Corporation, PowerPC dan Arsitektur POWER dari International Business Machine. Selain itu, RISC juga umum dipakai pada Advanced RISC Machine (ARM) dan StrongARM (termasuk di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.
Selain RISC, desain Central Processing Unit yang lain adalah CISC (Complex Instruction Set Computing), yang jika diterjemahkan ke dalam Bahasa Indonesia berarti Komputasi Kumpulan Instruksi yang kompleks atau rumit.
3. Beberapa elemen penting pada arsitektur RISC :
· Set instruksi yang terbatas dan sederhana
· Register general-purpose yang berjumlah banyak, atau penggunaan teknologi kompiler untuk mengoptimalkan pemakaian registernya
· Penekanan pada pengoptimalan pipeline instruksi
4. Aspek komputasi yang ditinjau dalam merancang mesin RISC adalah sebagai berikut:
· Operasi-operasi yang dilakukan:
Hal ini menentukan fungsi-fungsi yang akan dilakukan oleh CPU dan nteraksinya dengan memori.
· Operand-operand yang digunakan:
Jenis-jenis operand dan frekuensi pemakaiannya akan menentukan organisasi memori untuk menyimpannya dan mode pengalamatan untuk mengaksesnya.
· Pengurutan eksekusi:
Hal ini akan menentukan kontrol dan organisasi pipeline.
5. Hasil-hasil penelitian secara umum dapat dinyatakan bahwa terdapat tiga buah elemen yang menentukan karakter arsitektur RISC :
· Pertama, penggunaan register dalam jumlah yang besar. Hal ini dimaksudkan untuk mengoptimalkan pereferensian operand.
· Kedua, diperlukan perhatian bagi perancangan pipeline instruksi. Karena tingginya proporsi instruksi pencabangan bersyarat dan prosedur call, pipeline instruksi yang bersifat langsung dan ringkas akan menjadi tidak efisien.
· Ketiga, terdapat set instruksi yang disederhanakan (dikurangi) keinginan untuk mengimplementasikan keseluruhan CPU dalam keping tunggal akan merupakan solusi Reduced Instruction Set.
6. Ciri-ciri RISC :
· Instruksi berukuran tunggal Ukuran yang umum adalah 4 byte.
· Jumlah mode pengalamatan data yang sedikit, biasanya kurang dari lima buah.
· Tidak terdapat pengalamatan tak langsung.
· Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/store dengan operasi aritmatika (misalnya, penambahan dari memori, penambahan ke memori).
B. Complex Instruction Set Computing (CISC)
1. Definisi
Complex Instruction Set Computing (CISC) atau kumpulan instruksi komputasi kompleks. Adalah suatu arsitektur komputer dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memori (load), operasi aritmatika, dan penyimpanan ke dalam memori (store) yang saling bekerja sama.
Tujuan utama dari arsitektur CISC adalah melaksanakan suatu instruksi cukup dengan beberapa baris bahasa mesin yang relatif pendek sehingga implikasinya hanya sedikit saja RAM yang digunakan untuk menyimpan instruksi-instruksi tersebut. Arsitektur CISC menekankan pada perangkat keras karena filosofi dari arsitektur CISC yaitu bagaimana memindahkan kerumitan perangkat lunak ke dalam perangkat keras.
Misalkan, sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus yang diberi nama MULT (dikenal sebagai complex instruction). Ketika dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai kemudian menyimpannya ke dalam 2 register yang berbeda, melakukan operan perkalian di dalam unit eksekusi dan hasilnya dikembalikan lagi ke register yang benar. Maka instruksinya cukup satu baris yaitu :
MULT 2:3, 5:2
Sebelumnya, pada arsitektur RISC ketika menjalankan instruksi “MULT” maka akan dibagi menjadi 3 instruksi yaitu :
- LOAD, digunakan untuk memindahkan data dari memori ke register.
- PROD, digunakan untuk melakukan operasi perkalian yang berada di dalam register.
- STORE, digunakan untuk memindahkan data dari register ke memori yang benar.
Maka instruksinya :
LOAD A, 2:3
LOAD B, 5:2
PROD A, B
STORE 2:3, A
Untuk lebih jelasnya perbedaan tersebut, kita dapat melihatnya pada tabel berikut :
Fitur
|
RICS
|
PC/Desktop CISC
|
Daya
|
Sedikit ratusan miliwatt
|
Banyak watt
|
Kecepatan Komputasi
|
200-520 MHz
|
2-5 GHz
|
Manajemen Memori
|
Direct, 32 bit
|
Mappped
|
I/O
|
Custom
|
PC berbasis pilihan via BIOS
|
Environment
|
High Temp, Low EM Emissions
|
Need Fans, FCC/CE approval an issue
|
Struktur Interupsi
|
Custom, efisien, dan sangat cepat
|
Seperti PC
|
Port Sistem Operasi
|
Sulit, membutuhkan BSP level rendah.
|
Load and Go
|
Referensi :
0 komentar:
Posting Komentar