Apa itu CPU?
CPU, atau unit pemrosesan pusat, adalah komponen perangkat keras yang merupakan unit komputasi inti di sebuah server. Server dan perangkat pintar lainnya mengubah data menjadi sinyal digital dan melakukan operasi matematika. CPU adalah komponen utama yang memproses sinyal dan memungkinkan komputasi. CPU bertindak sebagai otak dari perangkat komputasi apa pun. CPU mengambil instruksi dari memori, melakukan tugas yang diperlukan, dan mengirim output kembali ke memori. CPU menangani semua jenis tugas komputasi yang diperlukan agar sistem operasi dan aplikasi dapat berjalan.
Bagaimana kemajuan teknologi CPU dari waktu ke waktu?
Komputer paling awal menggunakan tabung vakum untuk pemrosesan. Mesin, seperti ENIAC dan UNIVAC, berukuran besar, serta menghabiskan banyak daya dan menghasilkan panas yang signifikan. Penemuan transistor pada akhir 1940-an merevolusi teknologi CPU. Transistor menggantikan tabung vakum, menjadikan komputer lebih kecil, lebih andal, dan lebih hemat energi. Pada pertengahan 1960-an, sirkuit terpadu (IC) dikembangkan, yang menggabungkan beberapa transistor dan komponen lain pada satu chip komputer. CPU menjadi lebih kecil dan lebih cepat, yang mengarah pada munculnya mikroprosesor.
Mikroprosesor
Mikroprosesor menggabungkan seluruh CPU pada satu chip IC, yang memungkinkan komputer lebih mudah diakses dan mengarah pada pengembangan komputer pribadi. Awalnya, CPU dapat menangani 16 hingga 32 bit data sekaligus. Pada awal 2000-an, CPU 64-bit muncul, yang memungkinkan pengalamatan memori yang lebih besar dan mendukung pemrosesan data yang lebih luas.
Saat densitas transistor meningkat, maka semakin menantang untuk meningkatkan performa CPU single-core. Sebaliknya, produsen CPU mulai menggunakan arsitektur prosesor multi-core untuk mengintegrasikan beberapa core ke dalam satu chip.
Prosesor masa kini
Dengan munculnya perangkat seluler, efisiensi daya menjadi sangat penting. Produsen CPU kini mengembangkan CPU berdaya rendah dan hemat energi untuk perangkat portabel modern, seperti smartphone dan tablet.
Ketika kecerdasan buatan (AI) dan tugas intensif grafis menjadi lebih umum, CPU khusus, seperti unit pemrosesan grafis (GPU) dan akselerator AI kini digunakan untuk menangani beban kerja.
Penelitian dan pengembangan lanjutan dalam nanoteknologi dan ilmu material telah membuka jalan bagi transistor mikroskopis dan CPU yang lebih andal. Komputasi kuantum dan teknologi baru lainnya berpotensi untuk lebih mengembangkan teknologi prosesor komputer.
Apa saja komponen CPU?
CPU adalah sirkuit elektronik kompleks yang terdiri dari beberapa komponen kunci yang memproses data dan menjalankan instruksi. Komponen utama CPU diberikan di bagian berikutnya.
Unit kontrol
Unit kontrol mengelola pemrosesan instruksi dan mengoordinasikan aliran data dalam CPU dan di antara komponen komputer lainnya. Unit kontrol memiliki komponen decoder instruksi yang menafsirkan instruksi yang diambil dari memori dan mengubahnya menjadi operasi mikro yang dapat dijalankan CPU. Unit kontrol mengarahkan komponen CPU lainnya untuk melakukan operasi yang diperlukan.
Register
Register adalah lokasi penyimpanan memori kecil berkecepatan tinggi di dalam CPU. Register menyimpan data yang sedang dikerjakan CPU dan memfasilitasi akses cepat ke data. CPU memiliki beberapa jenis register, seperti berikut:
- Register tujuan umum yang menyimpan data operasional
- Register instruksi yang menyimpan instruksi yang sedang diproses
- Penghitung program yang menyimpan alamat memori dari instruksi berikutnya akan diambil
Register memberikan waktu akses yang lebih cepat daripada tingkat memori lainnya, seperti RAM atau memori cache.
ALU
Unit logika aritmatika (ALU) melakukan operasi aritmatika dasar (penambahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian) serta operasi logis (AND, OR, dan NOT) pada data. ALU menerima data dari register dalam CPU, memprosesnya berdasarkan instruksi dari unit kontrol, dan menghasilkan hasilnya.
Unit manajemen memori
Tergantung pada arsitektur CPU, mungkin ada unit antarmuka bus terpisah atau unit manajemen memori. Komponen ini menangani tugas-tugas yang berhubungan dengan memori, seperti mengelola interaksi CPU dan RAM. Unit manajemen memori juga menangani memori cache, sebuah unit memori kecil dan cepat yang terletak di dalam CPU, dan memori virtual yang dibutuhkan CPU untuk pemrosesan data.
Clock
CPU mengandalkan sinyal clock untuk menyinkronkan operasi internalnya. Clock menghasilkan pulsa stabil pada frekuensi tertentu, dan siklus jam ini mengoordinasikan operasi CPU. Kecepatan clock diukur dalam hertz (Hz) dan menentukan jumlah instruksi yang dapat dijalankan CPU per detik. CPU modern memiliki kecepatan clock yang berubah-ubah, yang menyesuaikan berdasarkan beban kerja untuk menyeimbangkan performa dan konsumsi daya.
Bagaimana cara kerja CPU?
Prosesor komputer menggunakan komponen perangkat keras dan program perangkat lunak lainnya untuk memproses data dan mengelola alur informasi dalam perangkat elektronik. Prosesor komputer biasanya bekerja dalam beberapa siklus, dengan setiap siklus instruksi merepresentasikan tiga langkah utama.
Siklus prosesor core
Langkah-langkah dasar dalam siklus instruksi dibahas selanjutnya.
Pengambilan instruksi
CPU mengambil instruksi dari memori. Instruksi adalah kode biner yang merepresentasikan tugas atau operasi tertentu untuk CPU. Unit kontrol ini menafsirkan instruksi dan menentukan operasi yang akan dilakukan. Unit kontrol ini juga mengidentifikasi komponen CPU tertentu yang diperlukan untuk tugas tersebut.
Pemrosesan instruksi
CPU melakukan operasi yang ditentukan pada data yang diambil. CPU melakukan perhitungan matematis, perbandingan logis, manipulasi data, atau transfer data antara register atau lokasi memori.
Penyimpanan hasil
Setelah menjalankan instruksi, CPU mungkin perlu menyimpan hasilnya di memori atau memperbarui register tertentu dengan data baru. Penghitung program (PC) diperbarui untuk menunjuk ke alamat instruksi berikutnya yang akan diambil. CPU mengulangi siklus, kemudian mengambil, mendekode, dan mengeksekusi instruksi secara berurutan.
Fungsi prosesor tambahan
CPU juga dapat menangani instruksi alur kontrol, seperti lompatan dan percabangan bersama dengan interupsi, sinyal yang dihasilkan oleh perangkat eksternal, atau kejadian yang memerlukan perhatian segera. Saat interupsi terjadi, CPU menghentikan sementara tugas saat ini, menyimpan statusnya, dan melompat ke rutinitas layanan interupsi. Setelah memproses interupsi, CPU melanjutkan tugas sebelumnya.
CPU modern sering menggunakan teknik, seperti paralelisme dan pipelining instruksi untuk meningkatkan performa. Beberapa instruksi dapat berada dalam tahap siklus yang berbeda secara bersamaan, dengan memungkinkan penggunaan sumber daya CPU yang lebih efisien.
Apa saja fitur-fitur CPU yang canggih?
CPU terbaik unggul dalam performa, efisiensi, dan fleksibilitas, sehingga memungkinkannya menangani berbagai tugas komputasi secara efektif. Selanjutnya, kita akan membahas beberapa fitur canggih.
Core
Sementara prosesor single-core adalah standar terdahulu, semua CPU memiliki beberapa core fisik saat ini. Core adalah unit pemrosesan individu di dalam CPU. Dengan semakin banyak core akan memungkinkan CPU menangani beberapa thread (urutan instruksi) secara paralel, sehingga meningkatkan performa yang signifikan secara keseluruhan. Aplikasi dapat memanfaatkan desain multi-core dengan membagi tugas menjadi subtugas yang lebih kecil yang dapat diselesaikan secara bersamaan.
Hyperthreading
Hyper-threading adalah implementasi multithreading simultan yang dikembangkan oleh Intel, dengan memungkinkan setiap core CPU menjalankan beberapa thread secara bersamaan. Implementasi ini memungkinkan setiap core fisik muncul sebagai dua core virtual dalam sistem operasi. Perangkat lunak ini menggunakan sumber daya perangkat keras yang tersedia secara lebih efisien.
Rangkaian instruksi lanjutan
CPU modern juga dilengkapi dengan rangkaian instruksi canggih dan teknologi yang dirancang untuk mempercepat tugas-tugas tertentu. Rangkaian instruksi ini melampaui operasi aritmetika dasar dan logis, dengan memberikan kemampuan tambahan untuk menangani komputasi yang kompleks secara lebih efisien.
Misalnya, CPU dapat mencakup rangkaian instruksi khusus untuk tugas-tugas berikut:
- Tugas multimedia, seperti dekoding video, enkoding audio, dan pemrosesan gambar.
- Algoritma enkripsi dan dekripsi, seperti Advanced Encryption Standard (AES) dan Secure Hash Algorithm (SHA).
- Tugas instruksi tunggal multidata (SIMD) yang memerlukan CPU untuk melakukan operasi yang sama secara bersamaan pada set data besar. Ini adalah tugas-tugas, seperti rendering grafis, simulasi ilmiah, dan pemrosesan sinyal digital.
- Virtualisasi, yang memungkinkan mesin virtual (VM) berjalan lebih efisien.
- Beban kerja AI, seperti operasi jaringan neural.
Bagaimana AWS dapat mendukung kebutuhan prosesor Anda?
Amazon Web Services (AWS) memiliki penawaran untuk mendukung kebutuhan prosesor Anda.
Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) menawarkan platform komputasi terluas dan terdalam. Platform ini menawarkan lebih dari 600 instans dan pilihan prosesor, penyimpanan, jaringan, sistem operasi, dan model pembelian terbaru untuk membantu Anda menyesuaikan dengan kebutuhan beban kerja Anda. Kami adalah penyedia cloud utama dan pertama yang mendukung prosesor Intel, AMD, dan Arm, dan satu-satunya cloud dengan instans Mac EC2 sesuai permintaan.
Saat Anda menggunakan Amazon EC2, Anda langsung mendapatkan manfaat ini:
- Dapatkan performa harga terbaik untuk pelatihan machine learning, serta biaya terendah per instans inferensi di cloud
- Pilih campuran terbaik dari CPU, memori, penyimpanan, dan sumber daya jaringan untuk aplikasi Anda
- Pilih Amazon Machine Image (AMI) yang sudah dikonfigurasikan sebelumnya dan bertemplat, agar dapat langsung diaktifkan dan dijalankan
Mulai instans dan prosesor khusus di AWS dengan membuat akun sekarang juga.
