Archive for March, 2011

Cache Memory

Wednesday, March 23rd, 2011

William Stallings
Computer Organization
and Architecture
7th Edition
Chapter 4
Cache Memory

to see more , click here

mekanisme cache pada prosesor i3, i5 atau i7

Wednesday, March 23rd, 2011

Cache memory adalah memory berukuran kecil berkecepatan tinggi yang berfungsi untuk menyimpan sementara instruksi dan/atau data (informasi) yang diperlukan oleh prosesor. Boleh dikatakan bahwa cache memory ini adalah memory internal prosesor. Cache memory ini berbasis SRAM yang secara fisik berukuran kecil dan kapasitas tampung datanya juga kecil atau sedikit. Pada saat ini, cache memory ada 3 jenis, yaitu L1 cache, L2 cache, dan L3 cache.

Letak cache memory

L1 cache terintegrasi dengan chip prosesor, artinya letak L1 cache sudah menyatu dengan chip prosesor (berada di dalam keping prosesor). Sedangkan letak L2 cache, ada yang menyatu dengan chip prosesor, ada pula yang terletak di luar chip prosesor, yaitu di motherboard dekat dengan posisi dudukan prosesor. Pada era prosesor intel 80486 atau sebelumnya, letak L2 cache kebanyakan berada di luar chip prosesor. Chip cache terpisah dari prosesor, berdiri mandiri dekat chip prosesor. Sejak era prosesor Intel Pentium, letak L2 cache ini sudah terintegrasi dengan chip prosesor (menyatu dengan keping prosesor). Posisi L2 cache selalu terletak antara L1 cache dengan memori utama (RAM). Sedangkan L3 cache belum diimplementasikan secara umum pada semua jenis prosesor. Hanya prosesor-prosesor tertentu yang memiliki L3 cache.

Cache memory yang letaknya terpisah dengan prosesor disebut cache memory non integrated atau diskrit (diskrit artinya putus atau terpisah). Cache memory yang letaknya menyatu dengan prosesor disebut cache memory integrated, on-chip, atau on-die (integrated artinya bersatu/menyatu/ tergabung, on-chip artinya ada pada chip).

L1 cache (Level 1 cache) disebut pula dengan istilah primary cache, first cache, atau level one cache. L2 cache disebut dengan istilah secondary cache, second level cache, atau level two cache.

Kecepatan cache memory

Transfer data dari L1 cache ke prosesor terjadi paling cepat dibandingkan L2 cache maupun L3 cache (bila ada). Kecepatannya mendekati kecepatan register. L1 cache ini dikunci pada kecepatan yang sama pada prosesor. Secara fisik L1 cache tidak bisa dilihat dengan mata telanjang. L1 cache adalah lokasi pertama yang diakses oleh prosesor ketika mencari pasokan data. Kapasitas simpan datanya paling kecil, antara puluhan hingga ribuan byte tergantung jenis prosesor. Pada beberapa jenis prosesor pentium kapasitasnya 16 KB yang terbagi menjadi dua bagian, yaitu 8 KB untuk menyimpan instruksi, dan 8 KB untuk menyimpan data.

Transfer data tercepat kedua setelah L1 cache adalah L2 cache. Prosesor dapat mengambil data dari cache L2 yang terintegrasi (on-chip) lebih cepat dari pada cache L2 yang tidak terintegrasi. Kapasitas simpan datanya lebih besar dibandingkan L1 cache, antara ratusan ribu byte hingga jutaan byte, ada yang 128 KB, 256 KB, 512 KB, 1 MB, 2 MB, bahkan 8 MB, tergantung jenis prosesornya. Kapasitas simpan data untuk L3 cache lebih besar lagi, bisa ratusan juta byte (ratusan mega byte).

Prioritas penyimpanan dan pengambilan data

Dalam mekanisme kerjanya, data yang akan diproses oleh prosesor, pertama kali dicari di L1 cache, bila tidak ada maka akan diambil dari L2 cache, kemudian dicari di L3 cache (bila ada). Jika tetap tidak ada, maka akan dicari di memori utama. Pengambilan data di L2 cache hanya dilakukan bila di L1 cahe tidak ada.

Lebih jelasnya proses baca tulis data yang dilakukan oleh prosesor ke memori utama dapat dijelaskan sebagai berikut:

Ketika data dibaca/ditulis di memori utama (RAM) oleh prosesor, salinan data beserta address-nya (yang diambil/ditulis di memori utama) disimpan juga di cache. Sewaktu prosesor memerlukan kembali data tersebut, prosesor akan mencari ke cache, tidak perlu lagi mencari di memori utama.

Jika isi cache penuh, data yang paling lama akan dibuang dan digantikan oleh data yang baru diproses oleh prosesor. Proses ini dapat menghemat waktu dalam proses mengakses data yang sama, dibandingkan jika prosesor berulang-ulang harus mencari data ke memori utama.

Secara logika, kapasitas cache memory yang lebih besar dapat membantu memperbaiki kinerja prosesor, setidak-tidaknya mempersingkat waktu yang diperlukan dalam proses mengakses data.

Sistem Bus

Wednesday, March 23rd, 2011

William Stallings
Computer Organization
and Architecture
7th Edition
Chapter 3
System Buses

to see more , click here

feature dan arsitektur motherboard dengan prosesor Inter atau AMD generasi baru

Wednesday, March 23rd, 2011

Prosesor Athlon merupakan sebuah prosesor yang dibuat ulang tanpa menggunakan teknologi dari generasi pendahulunya, yaitu K6. Secara teknis, AMD meningkatkan Floating Point Unit (FPU) pada prosesor ini secara signifikan dan menyertakan L1 Cache sebesar 128 KB (64 + 64 KB). Tidak berhenti pada penyertaan L1 Cache saja, pada awalnya prosesor Athlon memiliki subset Cache eksternal sebesar 512 KB yang diletakkan di sisi prosesor utama pada model Slot-A. Namun sayangnya, Cache tersebut tidak berjalan pada kecepatan penuh. Harga memori RAM yang tinggi menyebabkan Cache eksternal prosesor tersebut hanya dapat berjalan maksimum hingga 1/3 kecepatan inti prosesor.

Secara arsitektural, Mobile Athlon XP tidak terlalu berbeda dengan versi desktop Athlon XP. Namun secara teknis, terdapat beberapa perbedaan yang signifikan. Pertama, Mobile Athlon XP berjalan pada voltase yang lebih rendah. Hal ini mengijinkan penggunaan daya baterai yang lebih rendah. Kedua, Multiplier pada prosesor ini tidak terkunci sehingga kecepatan prosesor dapat diatur tidak hanya dari segi pengaturan Front Side Bus (FSB) saja. Sebenarnya, Mobile Athlon XP adalah Athlon XP yang secara selektif dipilih karena kemampuannya berjalan pada voltase rendah. Akibatnya, banyak overclocker yang mencari prosesor Mobile Athlon XP karena memiliki potensi sangat besar untuk ditingkatkan kecepatannya.

Penantian yang panjang
Pada tahun 2003, tampaknya perseteruan antara Intel dan AMD berada pada tingkat tertingginya dan mempengaruhi perkembangan prosesor mobile dari AMD. Peluncuran prosesor Intel Pentium 4 revisi C, tidak menimbulkan sifat reaktif AMD dengan meluncurkan prosesor baru. AMD lebih memilih untuk diam dan lebih mengkonsentrasikan untuk membawa prosesor generasi kedelapan secepatnya ke tangan konsumen.

Penantian yang panjang ini akhirnya direalisasikan oleh AMD dengan memperkenalkan prosesor generasi kedelapan yang disebut dengan nama Athlon 64 pada akhir tahun 2003.

Perkenalan Athlon 64 langsung membuat penikmat dan pemerhati teknologi komputer jatuh cinta pada prosesor tersebut. Salah satu feature utama yang mengontribusikan tingginya kinerja prosesor Athlon 64 adalah penyertaan on-die memory controller. Feature tersebut berarti kecepatan akses memori menjadi tinggi karena berjalan dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan prosesor.

TEKNOLOGI BARU YANG DIKELUARKAN OLEH INTEL DAN AMD

Dual-Core

Adalah pencapaian teknologi mutakhir pada CPU AMD dan Intel. Dua core (inti prosesor) ditempatkan pada sebuah CPU untuk meningkatkan kinerjanya. Setiap core ini sebenarnya tidak lebih cepat dibanding CPU biasa dengan clockspeed yang sama, tetapi semua proses perhitungan dibagi kepada 2 inti prosesor tersebut.Istilah yang kerap dipakai adalah multithreading. Aplikasi yang dirancang untuk ini menugaskan langkah-langkah kerja (threads) tertentu kepada setiap core prosesor yang dikerjakan secara paralel. Peningkatan kecepatan yang bisa diperoleh mencapai 70%. Pada aplikasi yang tidak dirancang untuk multithreading, peningkatan kinerja baru terasa bila beberapa aplikasi dijalankan sekaligus (multitasking). Misalnya ketika Anda bekerja dengan program word processor, sebuah tool AntiVirus bekerja di latar belakang untuk melindungi pekerjaan Anda dari serangan virus. Hal ini serupa dengan Hyperthreading pada Intel. Bedanya, konsep Hyperthreading menggunakan 2 prosesor virtual.

Walaupun prinsip Dual-Core pada AMD dan Intel sama, realisasinya berbeda. Saat ini Intel masih memotong 2 core prosesor (Die) tunggal dari wafer semikonduktor, dua CPU Pentium dengan masing-masing L2 cache. Kedua cache baru disatukan dalam paket Dual-Core. Sebaliknya, AMD sudah menggabungkan kedua core tidak terpisahkan dalam sebuah Die. Melalui Hypertransport Protocol, keduanya dapat langsung berkomunikasi seperti komponen pada chip Northbridge. Sebuah protokol

khusus digunakan untuk menjamin pengelolaan L2 cahe secara lebih efisien. Selain itu, cache-controller terintegrasi memungkinkan akses data langsung dalam RAM.

64 Bit Inovasi yang paling menggebrak dari pengembangan prosesor adalah implementasi 64 Bit. Dari sisi hardware, sejak dua tahun lalu, AMD sudah siap dengan solusi CPU 64 Bit pertamanya. Sayangnya, CPU ini belum didukung Windows di segmen Desktop. Baru setelah Intel juga menawarkan CPU 64 Bit dengan seri 6xx, industri prosesor mulai berubah. Sejak Me lalu, Windows XP versi 64 Bit sudah tersedia dan dapat digunakan pada CPU AMD maupun Intel.

Dari sisi software, Extended Memory 64 Technique (EM64T) Intel ini sama dengan yang dipakai AMD. Teknologi ini adalah perluasan konsep 32 Bit dengan fungsi-fungsi tambahan sehingga software 32 Bit masih dapat digunakan. Registry dan perintah-perintah 64 Bit antara lain dapat mempercepat penanganan bilangan yang membutuhkan tempat lebih dari 32 Bit, termasuk format “Long-Integer” dan “Double-Floating-Point” yang digunakan pada aplikasi ilmiah. Dengan teknologi 64 Bit, memory address yang dapat dikontak juga meningkat 16 Exabyte (praktiknya hanya sekitar 1 Terabyte). Sebanyak 32 memory address maksimal hanya mencakup 4 GB.

Peningkatan kinerja lewat teknologi 64 Bit dapat dilihat pada hasil uji Cinebench 2003 dari Maxon Cinema 4D. Dengan Athlon X2, aplikasi 64 Bit ini mencapai kinerja 30% lebih tinggi dibanding aplikasi 32 Bit. Sementara dengan Pentium 4/670 kinerjanya lebih cepat 20%.

Hemat energy Untuk PC yang tenang, prosesor harus hemat energi. Pada CPU high-end terbaru, daya panas yang dihasilkan tiap bidang yang setara dengan uang logam Rp 25, sama dengan daya bola lampu 100 Watt! Pendinginan yang dilakukan dengan kipas menjadikan PC bersuara bising.

Mulai Sempron 3000+, AMD menangkalnya dengan mekanisme hemat energi Cool n’ Quiet yang menurunkan clockspeed CPU pada beban rendah. Permukaan prosesor menjadi tetap dingin dan sistem lebih tenang. Mulai seri 6xx, Intel melengkapi CPU-nya dengan mekanisme serupa, Enhanced SpeedStep (ESS). Namun, solusi ini kurang efektif.

Ada sebuah prosesor intel yang hemat energi.Berbeda dengan prosesor Intel lainnya, prosesor notebook Intel Pentium M sangat hemat energi. Pada prosesor Desktop, semakin tinggi clockspeed semakin banyak panas yang dihasilkan.

Sudah lama Intel menghadapi masalah ini. Bahkan model Desktop seri 6xx yang dilengkapi mekanisme hemat energy SpeedStep, masih tetap panas.

CPU notebook memiliki instalasi hemat energi yang canggih dan arsitektur prosesor yang lebih efisien, menjamin power-loss yang rendah. Dengan demikian durasi baterai lebih lama. CPU tersebut juga dapat digunakan pada Desktop untuk mendapatkan PC yang tenang.

Keluarga prosesor AMD meliputi Athlon 64 FX, Dual-Core X2, Athlon 64, dan Sempron. Anda bisa membandingkannya berdasarkan peringkat dalam nama (misalnya 4000+). Nomor 2 digit pada model FX juga menandakan kecepatan, semakin besar semakin cepat.Perbedaan teknis antarkeluarga produk kini tidak lagi terlalu jelas. Dulu, dukungan dual-channel hanya untuk seri FX dan Cool n’ Quiet hanya untuk Athlon 64. Kini keduanya memiliki semua feature tersebut.

02_Computer-Evolution-and-Performance.ppt-Compatibility-Mode

Wednesday, March 16th, 2011

William Stallings
Computer Organization
and Architecture
7th Edition
Chapter 2
Computer Evolution and
Performance

to see more , click here

Arsitektur dan fitur Porsesor Itanium / I3 /I5 /I7

Wednesday, March 16th, 2011

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 ). x86 = 32-bit CMIIW. Jadi processor tsb dibangun dgn arsitektur 32-bit, tapi beberapa udah support 64-bit agar dapat berjalan pada sistem operasi 64-bit yg mendukung kapasitas RAM lebih besar. Yang membedakan tiap generasi adalah arsitekturnya, entah itu benar2 berbeda, ataupun hanya sedikit berbeda. Sedangkan yg membedakan antar codename dlm arsitektur yg sama adalah ukuran transistor, thermal, dan beberapa lainnya, tp hanya merupakan revisi, bukan perombakan besar2an. X58 itu nama chipset buat Bloomfield. Sama seperti X48, P45, P35 utk Core 2 Duo/Quad. Jadi tidak ada hubungannya dgn x86 karena x86=32-bit GDDR sama aj kayak DDR, cuman kalo GDDR khusus buat graphic. Yang membedakan adalah clock speed dan bandwith juga timingnya. Normalnya GDD2 sampai dgn 800MHz, GDDR3 sampai dgn 1600MHz, GDDR4 s/d ???MHz, GDDR5 s/d ???MHz CMIIW. Diatas itu bisa dibilang versi overclock, tapi ada juga chipset contohnya GDDR3 yg dibikin agar sanggup run 2000MHz contohnya Samsung 1ns. Semakin tinggi kelas GDDR, timingnya pun semakin longgar, tp timing sendiri tdk signifikan ketimbang bandwith. Tapi apabila ada 1000MHz GDDR2 dan 1000MHz GDDR3, jelaslah lebih kencang 1000MHz GDDR2. Jadi intinya sama aj memory GDDR2 yg ada pada GeForce seri 6000 dan GeForce seri 9000 (hardware yg sama) karena yg membedakan adalah teknologi GPU yg digunakan. Seperti RAM DDR2 yg dipasang di Pentium 4 maupun Core 2 Duo tetap sama, tapi RAM di Core 2 Duo menjadi lebih kencang karena dukungan CPU