Arsitektur dan organisasi komputer

1.Untuk Komputer saat ini terdapat Chipset yang sangat mendukung kegiatan operasional dari komputer yang ada.
Jelaskan secara detail mengapa sangat diperlukan Chipset tersebut berdasarkan alasan peningkatan kecepatan proses di dalam komputer yang bersangkutan?
2.Jelaskan hubungan antar Front Side Bus, North Bridge, dan South Bridge berdasarkan kecepatan transfer antar sistem di dalam komputer yang akhirnya akan dapat membantu peningkatan kecepatan proses dari komputer yang bersangkutan sesuai dengan volume data yang diproses ?
3.Jelaskan secara singkat dan terstruktur, mengapa saat ini sangat diperlukan memory internal dengan sturuktur dual channel?
4.Jelaskan secara singkat dan terstruktur, mengapa diperlukan sistem memori yang bertingkat (hierarchial memory) pada sistem komputer modern saat ini.

JAWAB

1. chipset adalah sebuah perangkat yang menghubungkan antara memory dgn cpu dan dgn i/o
didalam chipset terdapat 2 bagian yaitu north bridge dan south bridge
north bridge sgt berperan penting dalam meningkatkan kecepatan proses pada suatu processor dimana di dalamnya terdapat FSB ( front side bus) atau biasa disebut cpu bus
pada perkembangan komputer saat ini, para perusahaan pengembangan cpu(processor) gila2an merombak arsitektur processor demi mendapatkan kinerja yang maksimal, agar dapat meningkatkan kecepatan proses yang sangat tinggi
pada generasi komputer dual core
diibaratkan dalam satu processor terdapat 2 buah processor masing2 dengan L2 cache sndiri2, meskipun dalam thap penyempurnaannya pada prosesor core 2 duo hanya ada 1 L2 cache.
yang berarti processor akan bekerja 2x lebih cepat dari processor single core
pda processor singler core eksekusi instruksi string harus dengan memesan, jalankan, lalu simpan dalam cache secara selektif dan pencarian cepat, Ketika data yang diperlukan di luar cache, maka akan diambil melalui sistem bus dari RAM atau dari perangkat penyimpanan.
Proses mengakses seperti diatas akan memperlambat kinerja kecepatan maksimum bus, RAM atau perangkat penyimpanan, sebagaimana diketahui bahwa perangkat yang disebutkan tadi jauh lebih lambat dari kecepatan CPU. Situasi ini diperparah ketika multi-tasking atau multi-permintaan. Dalam hal ini prosesor harus beralih antara dua atau lebih set data stream dan program. Sumber daya CPU habis dan kinerja tidak maksimal.
Dalam sebuah prosesor dual core masing-masing inti menangani string data masuk secara bersamaan untuk meningkatkan efisiensi. Seperti halnya dua kepala lebih baik dari satu. Sekarang ketika salah satunya sedang mengeksekusi, yang lain dapat mengakses sistem fsb atau mengeksekusi kode sendiri. Sehingga model skenario seperti ini sangat menguntungkan bagi penggunanya.
terlebih lagi sekaran dunia prosesor sdh merambah ke era quad atau i-core
dmn dalam satu prosessor seakan2 ada 4 prosessor di dalamnya
dan seiring dengan meningkatnya kinerja prosesor, maka sangat di butuhkan chipet yg mumpuni untuk malayani kubuthan dr prosesor itu sendiri
jika chipset tidak mendukung, maka kinerja prosessor tdk akan maksimal.
jika kinerja chipset jauh lebih rendah dari kinerja prosesor maka prosessor akan lbh banyak menganggur dan kurang maksimal.
untuk mencegah hal itu terjadi maka sangat di perlukan chipset yg dapat mendukung kinerja dari prosesor itu sendiri
malah pada arsitektur prosesor I7 chipset north bridge berada langsung di dlm prosessor
sehingga pada mother board hanya ada chipset south bridge saja.

2. HUBUNGAN ANTARA FSB(FRONT SIDE BUS) DGN CHIPSET (NORTH BRIDGE DAN SOUTH BRIDGE) ADALAH BAGAIKAN ORGAN DAN SYARAF
DIMANA FSB SEBAGAI SYARAF YANG MENHUBUNGKAN ORGAN2 DENGAN OTAK, DIMANA ORGAN-ORGAN ADALAH MEMORY, HARDISK, DAN KOMPONEN LAINNYA
FSB BEKOMUNIKASI DENGAN KOMPUNEN MELALUI CHPSET KOMPUTER, SHIPSET SENDIRI TERDIRI DARI 2 CHIP YANG DIKENAL DENGAN NORTH BIRDGE DAN SOUTH BRIDGE
KEDUA CHIP BERFUNGSI MENGUMPULKAN DATA DARI KOMPONEN TERTENTU, YANG KEMUDIAN MENYALURKANNYA K CPU MELALUI FSB
SETIAP I/O AKAN DIKELOLA OLEH SOUTH BRIDGE KECUALI AGP. DAN CPU, MEMORY, AGP/PCIEXPRESS DAN SOUTHBRIDGE AKAN DI KELOLA OLEH NORTH BRDGE
KECEPATAN PADA NORTH BRIDGE DAN SOUTH BRIDGE TERGANTUNG PADA KECEPATAN FSB.
SEBUAH CPU YANG CEPAT, DI INSTAL PADA SEBUAH MOBO DGN FSB YANG TDK CUKUP EFISIEN AKAN MENGAKIBATKAN PEMUNPUKAN / KEMACETAN DATA,
Jika CPU jauh lebih cepat dari FSB maka, CPU akan sering duduk diam, menunggu instruksi baru dari front side bus. Untuk mewujudkan optimasi kinerja dan manfaat penuh dari CPU,  AGAR DAPAT MEMPROSES DATA DENGAN OPTIMAL SESUAI DENGAN kemampuan VOLUME DATA YANG DAPAT DI PROSES PADA CPU. maka front side bus yang besar juga diperlukan

KECEPATAN SEBUAH KOMPUTER TERGANTUNG PADA KECEPATAN FSB, DIMANA KECEPATA FSB TERGANTU DARI LEBAR FSB, FREKUANSI DAN JUMLAH DATA YANG DAPAT DI PROSES PER CLOCK CPU
LEBAR FSB DINYATAKA DALAM BIT-SIZE. UKURAN FSB 32BIT 2 KALI LEBIH BESAR DATI FSB 16BIT, FREKUENSI DITUNJUKAN DENGAN MHz, SAMA HALNYA DENGAN BIT-SIZE FSB
PADA FSB 400MHz JAUH LEBIH CEPAT KETIMBANG FSB 300MHz

Untuk lebih meningkatkan kinerja, motherboard fitur side bus modern langsung menghubungkan CPU dengan cache khusus (memori) cadangan. Cadangan CPU cache inilah yang umum dikenal sebagai Level 2 (L2) dan Level 3 (L3) cache. CPU akan menyimpan data yang sering diakses di sini untuk pencarian cepat.

Dalam sistem komputer modern, slot Accelerated Graphics Port (AGPS) dan Peripheral Component Interconnect (PCI), baik Standar dan Express, menggunakan bus mereka sendiri untuk pengolahan data grafis secara langsung, menghilangkan front side bus mainboard. Hal ini membantu meningkatkan benchmark dan juga meningkatkan pemrosesan video untuk game dan streaming aplikasi multimedia seperti film.

dan UNTUK MENINGKAT KAN CPU CLOCK PADA CPU, KITA DAPAT MELAKUKAN OVER CLOKING
DGN MEMPERBESAR KECEPATAN TRANSFER PADA FSB, DENGAN CARA MENGUBAH JUMPER PADA MOTHER BOARD ATAU MELAKUKAN SETTING PADA BIOS
3. struktur dual channel adalh satu fitur yang ada pada motherboard
yang memungkinkan peningkatan bandwidth pada main memory menjadi lebih lebar
dengan dual channe maka bendwidth yang tersedia menjadi 2x lipat dibandingkan dengan istalasi satu keping main memory
pemakaian dual channel memerlukan dua keing main memory yang identik, dan saat ini sdh diterapkan pada DDR PC3200, PC 4200 DAN RAM-RAM DI ATASNYA

SBG CONTOH, DENGAN DUAL CHANNEL, MAKA BANDWIDTH YANG MAMPU DIBERIKAN OLEH DDR PC3200 DAPSAT SEBESAR 6,4 Gb/s, SEDANGKAN JIKA MENGUNAKAN SINGLE CHANNEL HANYA 3,2 gB/s SAJA
MENGAPA SAAT INI SANGAT DI PERLKAN MEMORY INTERNAL DENGAN STRUKTUR DUAL CHANNEL ?
TSTRUKTUR DUAL CHANNEL UNTUK MENGATASI MASALAH “BOTTLENECKS” YANG TERJADI PADA STRUKTUR SINGLE CHANNEL
KENAPA TERJADI BOTTLENEKS PADA STRUKTUR SINGLE CHANNEL?
KARENA KURANGNYA BANDWITH YANG ADA PADA MAIN MEMORY, SEHINGGA MEMORY TDK MAMPU MENAMPUNG DATA YANG DIKIRIM DARI I/O, DAN DATA YANG DIKIRIM DARI MEMORY KE CPU PUN MENJADI KURANG MAKSIMAL
SEHINGGA PROSESOR TDK MAMPU BEKERJA DGN MAKSIMAL.
AGAR MEMORY MAMPU MENAMPUNG SELURUH DATA YANG DIKIRIM OLEH I/O, MAKA DIBUTUHKAN PELEBARAN BANDWIDTH MEMORY, SEHINGGA DATA YANG DIKIRIM KE PROSESOR PUN SEMAKIN BANYAK, DAN PROSESOR DAPAT MEMPROSES DATA SECARA MAKSIMAL

4. Tiga pertanyaan dalam rancangan memori, yaitu :
Berapa banyak?     Berapa cepat?     Berapa mahal?
Kapasitas.        Waktu access    Harga

Setiap spektrum teknologi mempunyai hubungan sbb.:
?    Semakin kecil waktu access, semakin besar harga per bit.
?    Semakin besar kapasitas, semakin kecil harga per bit.
?    Semakin besar kapasitas, semakin besar waktu access.

Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori harus mampu mengikuti CPU. Artinya apabila CPU sedang mengeksekusi instruksi, kita tidak perlu menghentikan CPU untuk menunggu datangnya instruksi atau operand.
Untuk mendapatkan kinerja terbaik, memori menjadi mahal, berkasitas relatif rendah, dan waktu access yang cepat.

Semakin menurun hirarki, maka hal-hal di bawah ini akan terjadi :
a)    Penurunan harga per bit
b)    Peningkatan kapasitas
c)    Peningkatan waktu akses
d)    Penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Kunci keberhasilan organisasi adalah penurunan frekuensi akses memori oleh CPU.

Bila memori dapat diorganisasikan dengan penurunan harga per bit melalui peningkatan waktu akses, dan bila data dan instruksi dapat didistribusikan melalui memori ini dengan penurunan frekuensi akses memori oleh CPU, maka pola ini akan mengurangi biaya secar keseluruhan dengan tingkatan kinerja tertentu.

Register adalah jenis memori yang tercepat, terkecil, dan termahal yang merupakan memori internal bagi prosesor.
Memori utama merupakan sistem internal memory dari sebuah komputer. Setiap lokasi di dalam memori utama memiliki alamat yang unik.
Cache adalah perangkat untuk pergerakan data antara memori utama dan register prosesor untuk meningkatkan kinerja.
disk cache adalah perangkat untuk pergerakan data antara memory eksternal dan memori utama, untuk meningkatkan kinerja.
Ketiga bentuk meori di atas bersifat volatile dan memakai teknologi semikonduktor.

Magnetic disk dan Magnetic tape adalah external memory dan bersifat non-volatile atau permanen.

jk berdasarkan besar data yang hendak d proses, maka data yang akan di proses hrs mengkrucut guna memaksimalkan frekuensi akses CPU.
artinya besar data yang akan di proses mulai dari memori eksternal / harddisk dgn jumlah yang cukup besar hrs di transfer ke main memory melalui disk cache dgn kecepatan yang relatif rendah,
kemudian data yang d tampung pada diskcahce lansung di alirkan ke dalam main memeory, dari main memory potongan data yg di terima dari memory eksternal dikirim langsung dengan kecepatan tinggi melalui fsb menuju cache memory yang nantinya akan dikirim ke register untuk d proses leh memory
kenapa hrs demikian? karena besar data yang akan d proses hrs lah lebh besar dr data yg sedang d proses, agar prosessor dapat bekerja dgn optimal dan tdk menganggur
dan untuk mencegah penumpukan data, maka kecepatan transfer pada memory eksternal hrs lbh rendah dari main memory.