Sejarah Processor: Berawal dari 4-Bit Menuju Multi-core
Perkembangan komputer hingga seperti saat ini tak terlepas dari perkembangan processor. Processor telah menjadi bagian penting dari berbagai perangkat komputasi yang berfungsi menjalankan dan menggabungkan berbagai fungsi pemrosesan sehingga komputer dapat menjalankan instruksi tertentu yang telah diprogram di dalamnya. Desain dari processor terus berkembang hingga mampu menjalankan kualitas pemrosesan yang rumit dalam ruang yang begitu kecil. Dibalik perkembangannya, processor ternyata mengalami berbagai dinamika yang melibatkan nuansa persaingan, inovasi, dan persaingan yang menarik untuk dipelajari.
Pra-Kemunculan ProcessorSebelum munculnya processor, atau disebut juga microprocessor, terdapat berbagai teknologi yang digunakan untuk menjalankan fungsi logika. Kebanyakan dari teknologi ini ditujukan untuk kepentingan militer pada Perang Dunia II. Sayangnya, teknologi pada masa itu tergolong mahal, lambat, dan rentan terhadap error.Pada Desember 1947, William Shockley, Walter Brattain, John Bardeen, Robert Gibney, dan Gerald Pearson, berhasil mengembangkan transistor pertama di Bell Telephone Labs. Keberhasilan penemuan transistor ini berhasil membuka peluang baru di bisnis semikonduktor. Para insinyur yang terlibat pada pengembangan transistor kemudian mendirikan perusahaan di bidang semikonduktor bernama Fairchild Semiconductor.
Fairchild sukses mengembangkan bisnis yang berfokus pada transistor berkemampuan canggih yang kemudian digunakan pada berbagai sistem milik IBM dan NASA. Akan tetapi, memasuki akhir 1967, Fairchild Semiconductor mulai mengalami penurunan laba. Anggaran R&D perusahaan mulai dipangkas dan manajemen berusaha memfokuskan penelitian pada ide-ide yang menguntungkan.
Kondisi yang dialami oleh Fairchild ini membuat perpecahan di internal manajemen yang akhirnya membuat Gordon Moore dan Robert Noyce mengundurkan diri dari Fairchild. Menggunakan dana investasi sebesar USD$2,3 juta dari Arthur Rock, dua peneliti ini mendirikan perusahaan Intel pada tahun 1968. Di tahun yang sama dengan pendirian Intel, istilah “microprocessor” dicetuskan oleh Viatron Computer Systems untuk menjelaskan konfigurasi integrated circuit (IC) yang digunakan pada sistem komputer kecil bernama System 21.
Kemunculan Processor 4-BitPada tahun 1969, Intel tengah mengembangkan Intel 4004. Sebuah microprocessor pertama yang tersedia secara komersil dengan harga US$ 60. Pengembangan Intel 4004 berawal pada 1969 dimana Busicom, penyedia kalkulator Jepang, meminta Intel untuk membangun chipset untuk mengerjakan perhitungan yang rumit. Ted Hoff, insinyur dari Intel ditugaskan untuk mengevaluasi rancangan chipset dari Busicom. Hoff mengajukan konsep arsitektur 4-chip yang berhasil diwujudkan oleh Federico Faggin. Pada Maret 1971, tim insinyur Intel berhasil menyelesaikan processor 4004 dan memenuhi permintaan Busicom. Produk ini kemudian diluncurkan ke pasaran pada akhir 1971.
Selain Intel, Texas Instrument juga berhasil mengembangkan chip tunggal CPU pertama pada tahun 1971. Produk ini kemudian diberi nama TMS 1000 dan diluncurkan secara komersil pada 1974. Keberhasilan Intel dan Texas Instrument juga diikuti kemunculan beberapa processor keluaran perusahaan lain seperti Pico Electronics, Garret AiResearch, General Instrument, dan Four-Phase Systems.
Processor 8-Bit Pertama Kali Digunakan Pada KomputerPada 1972, Intel memperkenalkan rancangan processor terbaru pertama yang berbasis 8-bit yang diberi nama Intel 8008. Menariknya, processor ini bukanlah hasil pengembangan dari model 4-bit yang diluncurkan sebelumnya, melainkan berasal dari tim insinyur yang berbeda dari pengembang processor 4-bit. Intel memasarkan processor 8008 pada April 1972 sebagai microprocessor 8-bit pertama di dunia. Processor ini menjadi terkenal karena digunakan pada komputer kit “Mark-8” yang dipasarkan pada tahun 1974.
Kesuksesan Intel 8008 berhasil dilanjutkan oleh Intel 8080 yang diluncurkan pada 1974. Processor Intel 8080 menawarkan performa yang lebih baik dengan penggunaan chip yang lebih sedikit. Intel tidak sendirian menguasai processor 8-bit. Motorola juga masuk ke pasar processor ini dan meluncurkan Motorola 6800 pada Agustus 1974. Motorola mencoba menyaingi kesuksesan Intel dengan meluncurkan seri Motorala 6502 pada 1975.
Harga yang lebih murah, ukuran yang lebih kecil, dan kemampuan yang lebih baik membuat processor generasi 8-bit dapat diterapkan untuk menciptakan komputer. Para pengembang teknologi mampu menciptakan mesin komputer dengan harga terjangkau. Komputer Sinclair ZX-81 mampu tersedia di pasaran dengan harga sekitar US$99. Begitu juga dengan komputer Commodore 64 yang menggunakan processor Motorola 6502.
Processor 32-Bit: Puncak Pertarungan Personal Computer dan Kelahiran Pentium
Processor 32-bit dengan kualitas paling signifikan yang pertama kali diperkenalkan adalah Motorola MC68000 pada 1979. Processor ini telah menggunakan model pemrograman 32-bit, namun masih menggunakan model data dan unit logika aritmatika 16-bit. Kombinasi dari performa yang lebih bai dan harga yang relatif lebih murah membuat processor 32-bit menjadi pilihan berbagai rancangan CPU. Beberapa komputer legendaris generasi awal, seperti Apple Lisa dan Macintosh, menggunakan processor Motorola MC68000.
Kesuksesan Motorola dilanjutkan dengan seri processor MC68010 yang diperkenalkan pada 1984. Processor ini mampu bekerja pada full 32-bit dan menjadi begitu populer bagi pasar pengguna Unix. Motorola kembali meraih kesuksesan pada lini processor lainnya yaitu MC68030 dan MC68040.
Berbagai perusahaan juga turut masuk ke pasar processor 32-bit. National Semiconductor mengawali lini 32-bit dengan processor NS 16032. Selain itu ada juga RISC processor yang meluncurkan lini processor AM29000 dan MC88000. Pada tahun 1985, ARM masuk ke lini processor 32-bit dengan memanfaatkan rancangan processor dari RISC. Sejak kemunculannya, ARM mendominasi pasar processor 32-bit untuk berbagai perangkat embedded-system.
Kondisi tak terduga terjadi saat National Semiconductor meninggalkan pasar Unix. Tim pengembang processor dari National Semiconductor meninggalkan perusahaan menuju Intel dan menjadi perancang utama dalam processor Intel Pentium. Pada periode 1993 – 2003, terjadi peningkatan dominasi arsitektur 32-bit x86 pada PC, laptop, dan server. Pasar komputasi semakin membutuhkan Microprocessor yang lebih cepat dan handal. Perubahan ini membuat Intel mampu bangkit lewat lini produk processor Intel Pentium.
Rancangan arsitektur Pentium ternyata tidak di-lisensi oleh Intel sehingga AMD dan Cyrix dapat menciptakan processor dengan versi serupa menggunakan arsitektur yang terdapat pada processor Pentium. Pada periode ini, processor mampu bekerja dengan jumlah transistor yang lebih banyak dan menangani jumlah perintah yang lebih banyak. Lini produk Intel Pentium kemudian menjadi begitu populer dan merupakan model processor 32-bit yang paling dikenal sepanjang masa.
Processor Multi-core untuk Mengikuti Hukum Moore
Para insinyur mencoba melakukan pendekatan yang berbeda untuk meningkatkan performa dari komputer dengan memanfaatkan ekstra processor. Proses ini berkembang dan populer digunakan pada server pada periode awal 1990an. Di saat yang sama, para pengembang processor mendapatkan tantangan serius untuk menciptakan processor dengan performa yang sejalan dengan hukum Moore. Processor multi-core merupakan solusi masalah ini dimana sebuah chip tunggal dapat terdiri lebih dari satu unit microprocessor. Setiap processor dapat bekerja secara simultan untuk menangani instruksi secara paralel. Cara ini secara efektif melipatgandakan performa processor berbanding lurus dengan jumlah core yang terdapat di dalamnya.
Pada 2005, AMD merilis processor dual-core pertama dengan nama Athlon X2. Dalam beberapa minggu, Intel meluncurkan Intel Pentium D yang menerapkan konsep multi-core pada processor. Selain dua pemain utama ini, Sun Microsystems juga meluncurkan Niagara dan Niagara 2 yang dirancang menggunakan delapan inti processor. Komputer desktop modern saat ini mendukung sistem yang menggunakan multi-core. Baik Intel maupun AMD menawarkan microprocessor yang terdiri dari 4 dan 6 inti processor. Saat ini, AMD sedikit lebih maju dengan meluncurkan jenis microprocessor dengan delapan inti lewat seri FX-8xxx.
Sejak kemunculan era multi-core processor, AMD dan Intel bergantian menawarkan lini processor terdepan untuk menawarkan pengalaman komputasi terbaik. Dalam pangsa pasar processor, Intel mengungguli AMD dengan seri Sandy Bridge dan Ivy Bridge. Sementara pada pasar server, AMD dikenal mampu mencapai performa superior dengan harga yang lebih baik.
Di zaman sekarang, processor begitu dibutuhkan untuk mengerjakan berbagai aplikasi di perangkat komputasi. Berbagai ide dapat diwujudkan dengan memanfaatkan perangkat yang bergantung pada kemampuan canggih processor. Namun, apakah processor akan terus berkembang mengikuti prediksi hukum Moore? Mari kita tunggu kelanjutannya.
