Senin, 19 Oktober 2009

HUKUM MOORE MASIH BERLAKU UNTUK ZAMAN SEKARANG?

Hukum Moore adalah salah satu hukum yang terkenal dalam industri mikroprosesor yang menjelaskan tingkat pertumbuhan kecepatan mikroprosesor. Diperkenalkan oleh Gordon E. Moore salah satu pendiri Intel. Ia mengatakan bahwa pertumbuhan kecepatan perhitungan mikroprosesor mengikuti rumusan eksponensial.

PERCAYAKAH terdapat lebih dari 40 juta transistor pada sebuah prosesor Pentium 4 atau Athlon XP yang Anda pakai? Sebanyak 7,5 juta transistor pada prosesor Pentium II dan hanya 275.000 transistor pada sebuah prosesor Pentium 486 yang terkenal di tahun 1980-an silam. Hal tersebut mungkin jarang diamati, karena transistor sebanyak itu telah dikemas secara rapi dalam bentuk chip silikon yang besarnya hanya beberapa inchi persegi. Namun ada baiknya mengetahui fenomena tersebut agar semakin mengenal barang-barang yang tanpa terasa menjadi konsumsi sehari-hari.

Pemakaian jumlah transistor selalu mengalami peningkatan secara signifikan dari tahun ke tahun. Hal itu berpengaruh pada ukuran transistor dan kemampuan processor. Bayangkan, jika terdapat 40 juta transistor pada sekeping IC seluas 2 inchi persegi, seberapa besar satu buah transistor?

Banyaknya transistor menentukan kemampuan kecepatan processor. Jika Pentium pertama keluaran Intel hanya mampu berkecepatan maksimal 233 MHz, Pentium II dan processor sekelasnya hingga 800 MHz, Pentium III hingga 1,5 GHz, maka Pentium 4 terbaru berkecepatan hingga 3 GHz.

Mengapa kemampuan processor dapat meningkat demikian drastis? Pemakaian jumlah transistor di setiap keping chip processor adalah kuncinya. Dalam chip prosesor Pentium 4 terdapat 54 juta transistor, atau dua kali lipat dari Pentium III yang memiliki 24 juta transistor.

Semakin besar jumlah transistor yang dipakai akan meningkatkan kemampuan melakukan instruksi paralel setiap detik. Jika processor 486 hanya mampu menjalankan 20 MIPS (Million Instruction Per Second), Pentium 4 terbaru mampu menjalankan 1,5 juta MIPS.

Kenyataan ini telah menjadi sebuah fenomena tersendiri sejak penemuan IC (Integrated Circuit) tahun 1958 oleh Jack Kilby di laboratorium Texas Instrument. Di tempat berbeda dalam waktu yang bersamaan, Robert Noyce memiliki ide serupa di laboratorium Fairchild Semiconductor hingga memperoleh hak paten IC tahun 1961. Oleh karena itu kedua peneliti secara bersamaan dikenal sebagai penemu IC. Sejak saat itulah revolusi transistor dimulai.

PENGEMBANGAN Integrated Circuit (IC) tidak lepas dari mekanisme kerja transistor yang ditemukan John Bardeen, Walter Houser Brattain, dan William Bradford Shockley tahun 1948 atas hasil penelitiannya di Bell Labs., Amerika Serikat. Transistor yang memanfaatkan bahan semikonduktor (seperti silikon, germanium, dan gallium arsenide) membuat ukuran komponen elektronika jauh lebih kecil dan ringkas. Didukung cara kerja yang tidak berbeda dengan tabung trioda atau vacuum tube yang dipakai sebelumnya, pemakaian jumlah transistor dalam berbagai aplikasi semakin meningkat. Hingga muncul gagasan untuk menjadikan seluruh komponen dalam suatu lembaran silikon (planar). Gagasan inilah yang mendasari ditemukannya IC.

IC tidak ubahnya sebuah sirkuit elektronika yang terdiri dari komponen elektronika seperti transistor, resistor, kapasitor, dan sebagainya. Yang berbeda dari sirkuit elektronika yang lain adalah sirkuit IC dibangun di atas wafer silikon (atau bahan semikonduktor yang lain seperti galium arsenide atau germanium) secara planar (pada lapisan dan blok material tertentu).

Kelebihan bahan semikonduktor adalah memiliki sifat konduktivitas (sifat penghantar listrik) yang dapat berubah melalui proses doping, memasukkan bahan lain ke dalam kristal semikonduktor. Boron dan fosfor biasa dipakai sebagai dopant untuk membentuk muatan positif dan negatif dari kristal silikon yang semula netral/tidak bermuatan.

Kristal silikon yang bermuatan positif disebut tipe p, dan yang negatif disebut tipe n. Perbedaan muatan pada kristal ini digunakan untuk membentuk dioda, gate transistor, resistor, kapasitor, dan komponen yang lain. Kristal yang bermuatan sama dapat digunakan bersama-sama oleh komponen yang berbeda. Dengan metode tersebut sirkuit elektronika dapat dibuat lebih kecil dan efisien dibandingkan dengan sirkuit yang dibangun dengan tabung trioda atau transistor berkaki tiga.

Dengan kelebihan yang dimiliki IC, pemakaian jumlah transistor pada sebuah keping IC terus meningkat dari tahun ke tahun. Gordon Moore, saat masih di Fairchild Semiconductor melakukan observasi dan memprediksikan kecenderungan tersebut melalui tulisannya berjudul Cramming More Components Onto Integrated Circuits (memasukkan sebanyak mungkin komponen pada rangkaian terintegrasi) yang dimuat di majalah Electronics No. 8 Volume 38 pada 19 April 1965.

Dalam tulisannya, Moore meramalkan, pemakaian transistor pada keping IC meningkat secara eksponensial dua kali lipat setiap tahun. Prediksi Moore dikenal sebagai Hukum Moore dan terbukti hingga saat ini. Namun kecenderungan tersebut terus menurun dan mulai dipertanyakan ketepatannya, sehingga peningkatan jumlah IC secara eksponensial berlangsung rata-rata menjadi setiap 18 bulan.

Namun Gordon Moore mempertahankan pendapatnya dan membantah, Hukum Moore tidak lagi relevan dalam penjelasannya di depan International Solid State Circuits Conference (ISSCC) pada 10 Februari 2003 dalam presentasi berjudul “No Exponential Forever, But We Can Delay Forever”. (Eksponensial Tidak Selamanya, Namun Kami Selalu Dapat Menunda). Moore mengakui, prediksinya tidak selamanya akurat. Meskipun demikian, Hukum Moore terus dipelajari para ahli dan menjadi bahan kajian yang penting.

HUKUM Moore bukan sekadar prediksi dan hasil pengamatan belaka. Saat ini, Hukum Moore telah dijadikan target dan tujuan yang ingin dicapai dalam pengembangan industri semikonduktor. Peneliti di industri prosesor berusaha mewujudkan Hukum Moore dalam pengembangan produknya. Produsen alat produksi IC berusaha membuat alat yang dapat mencetak transistor sekecil mungkin. Industri material semikonduktor terus menyempurnakan produk material yang dibutuhkan prosesor, dan aplikasi komputer dan telekomunikasi berkembang pesat seiring dikeluarkannya prosesor yang memiliki kemampuan semakin tinggi.

Secara tidak langsung, Hukum Moore menjadi umpan balik (feedback) untuk mengendalikan laju peningkatan jumlah transistor pada keping IC. Hukum Moore telah mengendalikan semua orang untuk bersama-sama mengembangkan prosesor. Terlepas dari alasan-alasan tersebut, pemakaian transistor akan terus meningkat hingga ditemukannya teknologi yang lebih efektif dan efisien yang akan menggeser mekanisme kerja transistor sebagaimana yang dipakai saat ini.

Semakin kecil ukuran sebuah transistor, memungkinkan penggunaan transistor yang semakin berlipat ganda. Bahkan baru-baru ini Bell Labs. telah mengumumkan penemuan single nano tube yang berpeluang menjadi transistor berukuran nanometer dan para peneliti di Technion, Israel telah mengembangkan transistor berbasis DNA dan single nano tube. Perkembangan ini menjadi pengarah kemajuan nanotechnology di bidang elektronika.

Banyak kalangan yang sempat diragukan sampai kapan Hukum Moore bisa dianggap valid. Namun, sejak Intel memproduksi chip 70-megabit dengan lebih dari satu setengah miliar transistor berteknologi 65 nanometer (nm), kepercayaan semakin meningkat. Hukum Moore ternyata masih relevan dalam perkembangan processor saat ini. Bayangkan, transistor dalam teknologi 65 nm, satu nanometer sama dengan sepermiliar meter, masih memiliki saklar untuk mengaktifkan transistor sebesar 35 nm.

Proses teknologi baru ini meningkatkan jumlah transistor-transistor kecil yang dapat dimuat ke dalam sebuah chip, memberi pijakan bagi Intel untuk menghadirkan processor-processor multi-core masa depan. Proses teknologi 65 nm juga meliputi beberapa fitur unik untuk menghemat daya dan meningkatkan kinerja. Pada bulan November 2003, Intel mengumumkan penggunaan proses 65 nm untuk membuat SRAM 4-megabit. Sejak itu, Intel telah melakukan fabrikasi dari SRAM 70-megabit yang berfungsi penuh menggunakan proses ini. Sel-sel SRAM yang kecil memungkinkan bagi integrasi cache lebih besar dalam processor, yang meningkatkan kinerja.

Setiap sel memory SRAM memiliki enam transistor yang dikemas dalam bidang seluas 0.57 µm. Kira-kira 10 juta dari transistor tersebut dapat ditempatkan ke dalam satu milimeter persegi, setara dengan ukuran titik yang dihasilkan oleh pulpen.

Pada tahun 2000-an, perjalananan perkembangan processor masih terus berlanjut. Intel meluncurkan processor dengan kemampuan Hyper-Threading, dan seterusnya. Sedangkan AMD mulai meluncurkan teknologi 64-bit dan seterusnya.

Akhir perjalanan ini sepertinya tidak akan tercapai. Sebab, teknologi tak berhenti seiring usia peradaban manusia.

Minggu, 11 Oktober 2009

Macam-macam Komunikasi Data

Inframerah adalah radiasi elektromagnetik dari panjang gelombang lebih panjang dari cahaya tampak, tetapi lebih pendek dari radiasi gelombang radio. Namanya berarti "bawah merah" (dari bahasa Latin infra, "bawah"), merah merupakan warna dari cahaya tampak dengan gelombang terpanjang. Radiasi inframerah memiliki jangkauan tiga "order" dan memiliki panjang gelombang antara 700 nm dan 1 mm.

Bluetooth adalah spesifikasi industri untuk jaringan kawasan pribadi (personal area networks atau PAN) tanpa kabel. Bluetooth menghubungkan dan dapat dipakai untuk melakukan tukar-menukar informasi di antara peralatan-peralatan. Spesifiksi dari peralatan Bluetooth ini dikembangkan dan didistribusikan oleh kelompok Bluetooth Special Interest Group. Bluetooth beroperasi dalam pita frekuensi 2,4 Ghz dengan menggunakan sebuah frequency hopping traceiver yang mampu menyediakan layanan komunikasi data dan suara secara real time antara host-host bluetooth dengan jarak terbatas.Kelemahan teknologi ini adalah jangkauannya yang pendek dan kemampuan transfer data yang rendah.

Universal Serial Bus (USB) adalah standar bus serial untuk perangkat penghubung, biasanya kepada komputer namun juga digunakan di peralatan lainnya seperti konsol permainan, ponsel dan PDA.

Sistem USB mempunyai desain yang asimetris, yang terdiri dari pengontrol host dan beberapa peralatan terhubung yang berbentuk pohon dengan menggunakan peralatan hub yang khusus.

Desain USB ditujukan untuk menghilangkan perlunya penambahan expansion card ke ISA komputer atau bus PCI, dan memperbaiki kemampuan plug-and-play (pasang-dan-mainkan) dengan memperbolehkan peralatan-peralatan ditukar atau ditambah ke sistem tanpa perlu mereboot komputer. Ketika USB dipasang, ia langsung dikenal sistem komputer dan memroses device driver yang diperlukan untuk menjalankannya.

USB dapat menghubungkan peralatan tambahan komputer seperti mouse, keyboard, pemindai gambar, kamera digital, printer, hard disk, dan komponen networking. USB kini telah menjadi standar bagi peralatan multimedia seperti pemindai gambar dan kamera digital.

Versi terbaru (hingga Januari 2005) USB adalah versi 2.0. Perbedaan paling mencolok antara versi baru dan lama adalah kecepatan transfer yang jauh meningkat. Kecepatan transfer data USB dibagi menjadi tiga, antara lain:

* High speed data dengan frekuensi clock 480.00Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ± 500ppm.
* Full speed data dengan frekuensi clock 12.000Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±0.25% atau 2,500ppm.
* Low speed data dengan frekuensi clock 1.50Mb/s dan tolerasi pensinyalan data pada ±1.5% atau 15,000ppm.

FireWire adalah adalah merek dagang Apple sekaligus nama yang paling populer untuk standar kabel data antar-muka berseri IEEE 1394. Sony memperkenalkan IEEE 1394 dengan nama i.Link. Meski namanya berbeda-beda, ketiganya (FireWire, IEEE 1394 dan i.Link) sama-sama menunjuk pada jenis kabel data yang mampu mengirim data dengan kecepatan sangat cepat, sampai pada rata-rata 400 megabit per detik (Mbps). FireWire diklaim sebagai saluran penghantar data yang paling cepat dan stabil diantara saluran lain seperti USB.

Component Object Model (COM) adalah biner-antarmuka standar untuk perangkat lunak componentry diperkenalkan oleh Microsoft pada tahun 1993.Hal ini digunakan untuk mengaktifkan komunikasi interprocess dan dinamis objek penciptaan dalam berbagai macam bahasa pemrograman.COM Istilah ini sering digunakan dalam industri pengembangan perangkat lunak sebagai istilah yang meliputi OLE, OLE Automation, ActiveX, COM + dan DCOM teknologi.

Inti dari COM adalah bahasa-cara netral mengimplementasikan objek yang dapat digunakan dalam lingkungan yang berbeda dari yang mereka diciptakan dalam, bahkan melintasi batas-batas mesin.Untuk menulis dengan baik komponen, COM memungkinkan penggunaan kembali benda-benda yang tidak memiliki pengetahuan tentang pelaksanaan internal mereka, karena komponen kekuatan pelaksana untuk menyediakan antarmuka yang terdefinisi dengan baik yang terpisah dari pelaksanaan.Alokasi yang berbeda semantik bahasa diakomodir dengan membuat objek bertanggung jawab atas penciptaan diri mereka sendiri dan kehancuran melalui referensi-menghitung. Pengcoran antara antarmuka yang berbeda dari sebuah objek dicapai melalui QueryInterface fungsi.Metode yang disukai warisan dalam penciptaan COM adalah sub-obyek yang didelegasikan pemanggilan metode.

Walaupun standar antarmuka telah diterapkan pada beberapa platform, COM terutama digunakan dengan Microsoft Windows.Untuk beberapa aplikasi, COM telah diganti setidaknya sampai batas tertentu oleh Microsoft. NET framework, dan dukungan untuk Web Services melalui Windows Communication Foundation (WCF).Namun, objek COM masih dapat digunakan dengan semua. NET bahasa tanpa masalah.DCOM jaringan biner menggunakan format proprietary, sedangkan WCF mendorong penggunaan XML berbasis SOAP pesan.COM ini sangat mirip dengan lain perangkat lunak komponen antarmuka standar, seperti CORBA dan Java Beans, meskipun masing-masing memiliki kekuatan dan kelemahan.Kemungkinan bahwa karakteristik COM membuatnya paling sesuai untuk pengembangan dan penyebaran aplikasi desktop, untuk yang awalnya dirancang.