Cara Kerja Processor Part 1

CPU atau processor adalah komponen utama dari sebuah komputer yang merupakan otak dari komputer itu sendiri dan bertanggung jawab dalam semua proses data atau informasi yang terjadi pada komputer dioperasikan. Bagaimana processor memproses sebuah data itu tergantung dari program yang digunakan.

Program bisa berupa MS office, photoshop, games atau lainnya. Apapun progra, yang sedang dioperasikan pada komputer, bagi processor tidak ada bedanya karena processor tidak mengetahui apa yang dilakukan suatu oleh program. Processor hanya menjalankan perintah (command atau instruction) yang ada didalam program. Perintah-perintah ini bisa bermacam-macam seperti mengririm data ke video card misalnya.

Ketika anda membuka sebuah program menggunakan double click pada ikon program di desktop, inilah yang terjadi :

• Program yang tersimpan didalam hard disk akan ditransfer ke memori RAM. Program adalah sekumpulan perintah atau instruksi ke processor.
• Processor menggunakan sebuah circuit yang disebut memory controller akan membuka data program dari RAM.
• Kemudian data  akan diproses oleh processor.
• Apa yang akan terjadi selanjutnya tergantung kepada pengoperasian program itu sendiri.

Dulu processor mengatur transfer data antara hard disk dan RAM. Kecepatan hard disk lebih lambat daripada kecepatan RAM hal ini membuat sistem menjadi lambat karena processor akan sangat sibuk sampai semua data terkirim dari hard disk ke RAM. Metode ini disebut PIO, processor I/O (atau Programmed I/O). Saat ini transfer data antara hard disk dan RAM sudah tidak melalui processor sehingga sistem bisa berjalan lebih cepat. Metode ini disebut bus mastering atau DMA (Direct Memory Access).

Processor AMD soket 754, 939 dan 940 (Athlon 64, Athlon 64 X2, Athlon 64 FX, Opteron dan beberapa model Sempron) sudah tertanam sebuah kontroler memori didalamnya. Ini artinya processor-processor tersebut mengakses RAM secara langsung tanpa menggunakan north bridge.

Clock
Apa itu clock? clock adalah sinyal yang digunakan untuk sinkronisasi hal-hal didalam komputer. Gambar dibawah menunjukan clock signal secara umum, sebuah wave kotak berubah dari 0 ke 1 dengan rate yang tetap. Pada gambar dapat dilihat tiga clock cycle penuh (ticks). Tanda panah merupakan permulaan dari setiap cycle ketika sinyal berubah dari 0 ke 1. Clock signal diukur dalam satuan Hertz (Hz) yang merupakan jumlah clock per detik.

Pada komputer, semua waktu diukur dalam clock cycle. Sebagai contoh, sebuah memori RAM dengan latency 5 berarti RAM tersebut akan menunda pengiriman data selama 5 clock cycle. Pada processor semua instruksi akan tertunda selama clock cycle tertentu sampai di eksekusi. Misalnya sebuah perintah akan tertunda selama 7 clock cycle sampai tereksekusi semua.

Yang menarik adalah processor mengetahu berapa banyak clock cycle yang dibutuhkan untuk setiap instruksi. Jika ada dua perintah yang harus dijalankan dan processor tahu bahwa instruksi pertama memburuhkan 7 clock cycle maka perintah kedua akan secara otomatis dijalankan pada clock cycle ke 8.  ini adalah penjelasan generik untuk CPU dengan hanya satu unit eksekusi - processor modern memiliki beberapa unit eksekusi yang bekerja secara paralel dan dapat mengeksekusi instruksi kedua pada saat yang sama seperti yang pertama, secara paralel. Ini disebut arsitektur superscalar.

Lalu apa hubungan antara clock dengan kinerja? berfikir bahwa clock dan kinerja adalah  hal yang sama adalah kesalahpahaman mengenai processor yang paling banyak terjadi.
Jika anda membandingkan dua processor yang identik, maka processor dengan clock rate yang lebih besar akan lebih cepat. Dalam hal ini dengan clock rate yang lebih tinggi maka waktu antar clock cycle akan menjadi lebih pendek sehingga perintah-perintah yang ada akan membutuhkan waktu lebih sedikit dan tentu saja kinerja yang lebih tinggi. Namun jika anda membandingkan dua processor yang berbeda, hal ini tidak sepenuhnya benar.

Jika anda mempunyai dua processor dengan arsitektur yang berbeda contohnya dari produsen yang berbeda seperti intel dan AMD, maka processor tersebut sangat berbeda.

Ketika clock signal dari processor menjadi sangat tinggi maka akan muncul sebuah masalah yaitu motherboard dimana processor terpasang tidak bisa bekerja pada clock signal yang sama. Jika anda lihat pada motherboard, anda akan melihat banyak jalur . Jalur ini menghubungkan beberapa rangkaian pada komputer, masalahnya adalah  bahwa dengan tingkat clock yang lebih tinggi, jalur ini mulai bekerja sebagai antena, sehingga sinyal akan hilang sebelum sampai tujuan dan hanya ditransmisikan sebagai gelombang radio.