JAWABAN UTS MICROPROCESSOR

                                                                     

Nama        : Pensuadi
NPM         : 43A87006100091
KELAS     : S1 / TI / 3 / K

1. Fungsi Processor

           Fungsi processor adalah sebagai otak untuk memproses data yang diterima dari masukan (input),       seterusnya akan menghsilkan keluaran (output).dan fungsi yg lainnya adalah:

• Melakukan operasi aritmatika dan logika terhadap data yang diambil dari memori atau dari informasi yang  dimasukkan melalui beberapa perangkat keras

• CPU dikontrol menggunakan sekumpulan instruksi perangkat lunak komputer. CPU ini Menjalankan perangkat lunak dengan membacanya dari media penyimpan. Instruksi-instruksi tersebut kemudian disimpan terlebih dahulu pada memori fisik (RAM), yang mana setiap instruksi akan diberi alamat unik yang disebut alamat memori.

• Selanjutnya, CPU dapat mengakses data-data pada RAM dengan menentukan alamat data yang dikehendaki
• Processor itu sendiri banyak digunakan di alat-alat elektronik dan industry misalnya pada computer, TV.net, Phonsel, Calculator, robot, microwave, mesin cuci, player.

2. Diagram Cara Kerja Processor
 

• Unit kontrol  Mampu mengatur jalannya program. Komponen ini sudah pasti terdapat dalam semua CPU. CPU bertugas mengontrol komputer sehingga terjadi sinkronisasi kerja antarkomponen dalam menjalankan fungsi-fungsi operasinya. termasuk dalam tanggung jawab unit kontrol adalah mengambil intruksi-intruksi dari memori utama dan menentukan jenis instruksi tersebut. Bila ada instruksi untuk perhitungan aritmatika atau perbandingan logika, maka unit kendali akan mengirim instruksi tersebut ke ALU. Hasil dari pengolahan data dibawa oleh unit kendali ke memori utama lagi untuk disimpan, dan pada saatnya akan disajikan ke alat output. Dengan demikian tugas dari unit kendali ini adalah:
  •  Mengatur dan mengendalikan alat-alat masukan (input) dan keluaran (output).
  • Mengambil instruksi-instruksi dari memori utama.
  • Mengambil data dari memori utama (jika diperlukan) untuk diproses.
  • Mengirim instruksi ke ALU bila ada perhitungan aritmatika atau perbandingan logika serta          mengawasi kerja dari ALU.        
  • Menyimpan hasil proses ke memori utama

• Register merupakan alat penyimpanan kecil yang mempunyai kecepatan akses cukup tinggi, yang digunakan untuk menyimpan data dan/atau instruksi yang sedang diproses. Memori ini bersifat sementara, biasanya di gunakan untuk menyimpan data saat di olah ataupun data untuk pengolahan selanjutnya. Secara analogi, register ini dapat diibaratkan sebagai ingatan di otak bila kita melakukan pengolahan data secara manual, sehingga otak dapat diibaratkan sebagai CPU, yang berisi ingatan-ingatan, satuan kendali yang mengatur seluruh kegiatan tubuh dan mempunyai tempat untuk melakukan perhitungan dan perbandingan logika.

• ALU unit yang bertugas untuk melakukan operasi aritmetika dan operasi logika berdasar instruksi yang ditentukan. ALU sering di sebut mesin bahasa karena bagian ini ALU terdiri dari dua bagian, yaitu unit arithmetika dan unit logika boolean yang masing-masing memiliki spesifikasi tugas tersendiri. Tugas utama dari ALU adalah melakukan semua perhitungan aritmatika yang terjadi sesuai dengan instruksi program. ALU melakukan semua operasi aritmatika dengan dasar penjumlahan sehingga sirkuit elektronik yang digunakan disebut adder.Tugas lain dari ALU adalah melakukan keputusan dari suatu operasi logika sesuai dengan instruksi program. Operasi logika meliputi perbandingan dua operand dengan menggunakan operator logika tertentu, yaitu sama dengan (=), tidak sama dengan , kurang dari (<), kurang atau sama dengan (£ ), lebih besar dari (>), dan lebih besar atau sama dengan

• CPU Interconnections adalah sistem koneksi dan bus yang menghubungkan komponen internal CPU, yaitu ALU, unit kontrol dan register-register dan juga dengan bus-bus eksternal CPU yang menghubungkan dengan sistem lainnya, seperti memori utama, piranti masukan /keluaran.

3.  DiagramBlokKomputer

• Input Device Adalah perangkat keras komputer yang berfungsi sebagai alat untuk memasukan data atau perintah ke dalam komputer

• Output DeviceAdalah perangkat keras komputer yang berfungsi untuk menampilkan keluaran sebagai hasil pengolahan data. Keluaran dapat berupa hard-copy (ke kertas), soft-copy (ke monitor), ataupun berupa suara

•  I/O Ports Bagian ini digunakan untuk menerima ataupun mengirim data ke luar sistem. Peralatan input dan output di atas terhubung melalui port ini

• CPU (Central Processing Unit) CPU merupakan otak sistem komputer, dan memiliki dua bagian fungsi operasional, yaitu: ALU (Arithmetical Logical Unit) sebagai pusat pengolah data,CU (Control Unit) sebagai pengontrol kerja komputer

• Address Bus Digunakan untuk menandakan lokasi sumber ataupun tujuan pada proses transfer data. Pada jalur ini, CPU akan mengirimkan alamat memori yang akan ditulis atau dibaca.Address bus biasanya terdiri atas 16, 24, atau 32 jalur paralel.

• Control Bus Control Bus digunakan untuk mengontrol penggunaan serta akses ke Data Bus dan Address Bus. Terdiri atas 4 sampai 10 jalur parallel

4.  Jelaskan fungsi sebagai berikut :
     a. Segment Unit
     b. Bus Interfase Unit

•  Segment unit  berfungsi sebagai skema manajemen memori dengan cara membagi memori menjadi segmen-segmen. Dengan demikian, sebuah program dibagi menjadi segmen-segmen. Segmen adalah sebuah unit logis , yaitu unit yang terdiri dari beberapa bagian yang berjenis yang sama.

•  Bus Interface berfungsi untuk memindahkan data antar bagian - bagian dalam sistem  komputer. Data dipindahkan dari piranti masukan ke CPU, CPU ke memori, atau dari memori ke piranti keluaran.

 
5.  Proses Dari awal Pembuatan Processor

• Pasir, seperempat bagiannya terbentuk dari silikon, yakni unsur kimia yang paling berlimpah di muka bumi  ini setelah oksigen. Pasir (terutama quartz) mempunyai persentase silikon yang tinggi di dalam bentuk Silicon Dioxide (SiO2) dan pasir merupakan bahan pokok untuk memproduksi semiconductor.

• Setelah memperoleh mentahan dari pasir dan memisahkan silikonnya, materil yang kelebihan dibuang. Lalu, silikon dimurnikan secara bertahap hingga mencapai kualitas semiconductor manufacturing quality, atau biasa disebut electronic grade silicon. Pemurnian ini menghasilkan sesuatu yang sangat dahsyat dimana electronic grade silicon hanya boleh memiliki satu alien atom di tiap satu milyar atom silikon. Setelah tahap pemurnian silikon selesai, silikon memasuki fase peleburan. Hasilnya adalah kristal tunggal yang disebut ingot.Kristal tunggal ingot ini terbentuk dari electronic grade silicon. Besar satu buah ingot kira-kira 100 Kilogram atau 220 pounds, dan memiliki tingkat kemurnian silikon hingga 99,9999 persen.

• Setelah itu, ingot memasuki tahap pengirisan. ingot di iris tipis hingga menghasilkan silicon discs, yang disebut dengan wafers. Beberapa ingot dapat berdiri hingga 5 kaki. Ingot juga memiliki ukuran diameter yang berbeda tergantung seberapa besar ukuran wafers yang diperlukan. CPU jaman sekarang biasanya membutuhkan wafers dengan ukuran 300 mm.

• Setelah diiris, wafers dipoles hingga benar-benar mulus sempurna, permukaannya menjadi seperti cermin yang sangat-sangat halus. Kenyataannya, Intel tidak memproduksi sendiri ingots dan wafers, melainkan Intel membelinya dari perusahaan third-party. Processor Intel dengan teknologi 45nm, menggunakan wafers dengan ukuran 300mm (12 inch), sedangkan saat pertama kali Intel membuat Chip, Intel menggunakan wafers dengan ukuran 50mm (2 inch).Cairan biru ini adalah Photo Resist seperti yang digunakan pada film pada fotografi. Wafers diputar dalam tahap ini supaya lapisannya dapat merata halus dan tipis

• Di dalam fase ini, photo resist disinari cahaya ultra violet. Reaksi kimia yang terjadi dalam proses ini mirip dengan film kamera yang terjadi pada saat kita menekan shutter.

• Daerah paling kuat atau tahan di wafer menjadi fleksibel dan rapuh akibat efek dari sinar ultra violet. Pencahayaan menjadi berhasil dengan menggunakan pelindung yang berfungsi seperti stensil. Saat disinari sinar ultra violet, lapisan pelindung membuat pola sirkuit. Di dalam pembuatan Processor, sangat penting dan utama untuk mengulangi proses ini berulang-ulang hingga lapisan-lapisannya berada di atas lapisan bawahnya, begitu seterusnya.

• Lensa di tengah berfungsi untuk mengecilkan cahaya menjadi sebuah fokus yang berukuran kecil.Transistor berfungsi seperti saklar, mengendalikan aliran arus listrik di dalam chip komputer. Peneliti Intel telah mengembangkan transistor menjadi sangat kecil sehingga sekitar 30 juta transistor dapat menancap di ujung pin.Setelah disinari sinar ultra violet, bidang photo resist benar-benar hancur lebur.Pola ini merupakan awal dari transistor, interconnects, dan hal yang berhubungan dengan listrik berawal dari sini.

• Meskipun bidangnya hancur, lapisan photo resist masih melindungi materiil wafer sehingga tidak akan tersketsa. Bagian yang tidak terlindungi akan disketsa dengan bahan kimia.Setelah tersketsa, lapisan photo resist diangkat dan bentuk yang diinginkan menjadi tampak.Photo resist kembali digunakan dan disinari dengan sinar ultra violet. Photo resist yang tersinari kemudian dicuci dahulu sebelum melangkah ke tahap selanjutnya, proses pencucian ini dinamakan ion doping, proses dimana partikel ion ditabrakan ke wafer, sehingga sifat kimia silikon dirubah, agar CPU dapat mengontrol arus listrik.Melalui proses yang dinamakan ion implantation (bagian dari proses Ion Doping) daerah silikon pada wafers ditembak oleh ion. Ion ditanamkan di silikon supaya merubah daya antar silikon dengan listrik. Ion didorong ke permukaan wafer dengan kecepatan tinggi. Medan listrik melajukan ion dengan kecepatan lebih dari 300,000 Km/jam (sekitar 185,000 mph)Setelah ion ditanamkan, photo resist diangkatTransistor ini sudah hampir selesai. Tiga lubang telah tersketsa di lapisan isolasi (warna ungu kemerahan) yang berada di atas transistor. Tiga lubang ini akan diisi dengan tembaga, yang berfungsi untuk menghubungkan transistor ini dengan transistor lain.
• wafers memasuki tahap copper sulphate solution pada tingkat ini. Ion tembaga disimpan ke dalam transistor melalui proses yang dinamakan Electroplating. Ion tembaga berjalan dari terminal positif (anode) menuju terminal negatif (cathode).

• Ion tembaga telah menjadi lapisan tipis di permukaan wafers.Materil yang kelebihan dihaluskan, meninggalkan lapisan tembaga yang sangat tipis.Sampai tahap ini proses semakin rumit, banyak lapisan logam dibuat untuk saling menghubungkan bermacam-macam transistors. Bagaimana rangkaian hubungan ini disambungkan, itu ditentukan oleh teknik arsitektur dan desain tim yang mengembangkan kemampuan masing-masing processor. Dimana chip komputer terlihat sangat datar, sebenarnya memiliki lebih dari 20 lapisan untuk membuat sirkuit yang kompleks. Jika melihat dengan kaca pembesar, maka akan terlihat jaringan bentuk sirkuit yang rumit, dan transistors yang terlihat futuristik, Multi-Layered Highway System.

• Ini hanya contoh super kecil dari wafer yang akan melalui tahap test kemampuan pertama. Di tahapan ini, sebuah pola test dikirimkan ke tiap-tiap chip, lalu respon dari chip akan dimonitor dan dibandingkan dengan The Right Answer.

• Setelah hasil test menunjukan bahwa wafer lulus, wafer dipotong menjadi sebuah bagian yang disebut dies. Unik juga, proses ini sangatlah rumit hanya untuk mendapatkan hasil yang sangat kecil. Pada gambar paling kiri itu ada 6 kelompok wafers.Dies yang lulus test, akan diikutkan ke tahap selanjutnya yaitu Packaging. dies yang tidak lulus, dibuang dengan percumanya.

• Lapisan bawah, die, dan  heatspreader dipasang bersama untuk membentuk Processor. Lapisan hijau yang bawah, digunakan untuk membentuk listrik dan mechanical interface untuk Processor supaya dapat berinteraksi dengan sistem PC. heatspreader adalah thermal interface dimana solusi pendinginan diterapkan, sehingga Processor dapat tetap dingin dalam beroperasi.

• Selama tes terakhir untuk Processor, Processor di tes karakteristiknya, seperti penggunaan daya dan frekwensi maksimumnya.Hasil test sebelumnya, Processor dikelompokan dengan Processor yang memiliki kemampuan sama. Proses ini dinamakan dengan binning, yang ditentukan dari frekwensi maksimum Processor, kemudian tumpukan Processor dibagi dan dijual sesuai dengan spesifikasi stabilnya.Prosessor yang sudah dikemas dan dites, akan menuju pabrik (misalnya dipakai Toshiba untuk produksi lapto) atau dijual eceran (misalnya di toko komputer).

• Setelah disinari sinar “Ultra Violet”, bidang “Photo Resist” benar-benar hancur lebur. Gambar di atas menampakan pola “Photo Resist” yang tercipta dari lapisan pelindung. Pola ini merupakan awal dari “transistors”, “interconnects”, dan hal yang berhubungan dengan listrik berawal dari sini.Meskipun bidangnya hancur, lapisan “Photo Resist” masih melindungi materiil “Wafer” sehingga tidak akan tersketsa. Bagian yang tidak terlindungi akan disketsa dengan bahan kimia.

6.  Volatile memory dan non volatile memory 

• Volatile memory, Volatile memory juga dikenal sebagai volatile penyimpanan, adalah memori computer  yang membutuhkan kekuatan untuk menjaga informasi yang tersimpan, tidak seperti memori non-volatile yang tidak memerlukan power supply dipertahankan. Telah kurang populer dikenal sebagai memori sementara. Sebagian besar bentuk modern random access memory (RAM) yang volatile penyimpanan, termasuk dynamic random access memory (DRAM) dan statis random access memory (SRAM). Konten addressable memori dan dual-porting RAM biasanya diimplementasikan menggunakan penyimpanan volatile.

• Non volatile memory Non-volatile memori, memori nonvolatile, NVM atau non-volatile penyimpanan, adalah memori komputer yang dapat menyimpan informasi disimpan bahkan ketika tidak bertenaga. Contoh memori non-volatile termasuk memori hanya-baca , memori flash, RAM feroelektrik (F-RAM), EVMS (Electronic suara mesin), sebagian besar jenis magnetik penyimpanan komputer perangkat (misalnya hard disk , disket , dan pita magnetik), cakram optik, dan metode penyimpanan awal komputer seperti pita kertas dan kartu punched .Non-volatile memori biasanya digunakan untuk tugas penyimpanan sekunder, atau jangka panjang penyimpanan persisten. Bentuk yang paling banyak digunakan dari penyimpanan utama saat ini adalah bentuk volatile random access memory (RAM), artinya ketika komputer dimatikan, apa yang terkandung dalam RAM akan hilang.

7.  Wafer dan Die

• Wafer, Wafer adalah irisan tipis bahan semikonduktor, seperti kristal silikon, yang digunakan dalam fabrikasi dari sirkuit terintegrasi  dan mikrodivais lainnya. Wafer berfungsi sebagai substrat untuk mikroelektronik perangkat yang dibangun di dalam dan di atas wafer dan mengalami banyak microfabrication langkah-langkah proses seperti doping atau implantasi ion , etsa , deposisi dari berbagai bahan, dan photolithographic  pola. Akhirnya microcircuits individu dipisahkan ( dicing ) dan dikemas

• Die adalah alat pemotong digunakan untuk membuat benang sekrup , yang disebut threading .