Nama : Anwar KhoiriNIM : 13050974049Kelas : PTI 2013 A

Arsitektur Komputer CISC (Complex Instruction Set Computing)

Complex Instruction Set Computing (CISC) atau kumpulan instruksi komputasi kompleks adalah suatu arsitektur komputer dimana setiap instruksi akan menjalankan beberapa operasi tingkat rendah, seperti pengambilan dari memori (load), operasi aritmatika, dan penyimpanan ke dalam memori (store) yang saling bekerja sama. Waktu Eksekusi Instruksi sendiri dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu jumlah perintah (N), jumlah rata-rata langkah per perintah (S), dan waktu yang diperlukan untuk melaksanakan satu langkah (T). Kecepatan eksekusi dapat ditingkatkan dengan menurunkan nilai dari ketiga variabel di atas. CISC dimaksudkan untuk meminimumkan jumlah perintah (N) yang diperlukan untuk mengerjakan pekerjaan yang diberikan (jumlah perintah sedikit tetapi rumit) dengan cara mengorbankan waktu yang diperlukan melaksanakan satu langkah.

Konsep CISC menjadikan mesin mudah untuk diprogram dalam bahasa rakitan, tetapi konsep ini menyulitkan dalam penyusunan compiler bahasa pemrograman tingkat tinggi. Dalam CISC banyak terdapat perintah bahasa mesin.

Filosofi arsitektur CISC adalah memindahkan kerumitan software ke dalam hardware. Teknologi pembuatan IC saat ini memungkinkan untuk menanam ribuan bahkan jutaan transistor di dalam satu dice. Bermacam-macam instruksi yang mendekati bahasa pemrogram tingkat tinggi dapat dibuat dengan tujuan untuk memudahkan programmer membuat programnya. Beberapa prosesor CISC umumnya memiliki microcode berupa firmware internal di dalam chip-nya yang berguna untuk menterjemahkan instruksi makro. Mekanisme ini bisa memperlambat eksekusi instruksi, namun efektif untuk membuat instruksi-instruksi yang kompleks. Untuk aplikasi-aplikasi tertentu yang membutuhkan singlechip komputer, prosesor CISC bisa menjadi pilihan.

Dengan intruksi yang komplek prosesor CISC merupakan pendekatan dominan karena menghemat memori dibandingkan RISC. Instruksi kompleks seperti CISC mempermudah dalam pembuatan program. Set instruksi yang lengkap diharapkan akan semakin membuat pengguna mikroprosesor leluasa menulis program dalam bahasa assembler yang mendekati bahasa pemrograman level tinggi.

Sebelum proses RISC didesain untuk pertama kalinya, banyak arsitek komputer mencoba menjembatani celah semantik", yaitu bagaimana cara untuk membuat set-set instruksi untuk mempermudah pemrograman level tinggi dengan menyediakan instruksi "level tinggi" seperti pemanggilan procedure, proses pengulangan dan mode-mode pengalamatan kompleks sehingga struktur data dan akses array dapat dikombinasikan dengan sebuah instruksi. Karakteristik CISC yg "sarat informasi" ini memberikan keuntungan di mana ukuran program-program yang

Nama : Anwar KhoiriNIM : 13050974049Kelas : PTI 2013 A

dihasilkan akan menjadi relatif lebih kecil, dan penggunaan memory akan semakin berkurang. Karena CISC inilah biaya pembuatan komputer pada saat itu (tahun 1960) menjadi jauh lebih hemat.

Processor di komputer micro pada umumnya menggunakan teknik CISC (Complex Instruction Set Computer). Dengan rancangan ini, instruksi-instruksi perhitungan yang komplex akan dilakukan oleh processor, karena processor tersebut mempunyai sirkuit yang rumit diperlukan untuk itu. Akan tetapi untuk Aplikasi yang tidak membutuhkan perhitungan rumit, seperti misalnya aplikasi multi-media yang melibatkan banyak grafik dan suara. Untuk aplikasi yang sederhana sirkuit CISC tidak di manfaatkan sepenuhnya.

Beberapa contoh processor yang menggunakan arsitekrut CISC adalah :

System/360, VAX, PDP-11, varian Motorola 68000 ,dan Intel x86.

Sebuah prosesor CISC sudah dilengkapi dengan sebuah instruksi khusus, yang kita beri nama MULT. Saat dijalankan, instruksi akan membaca dua nilai dan menyimpannya ke 2 register yag berbeda, melakukan perkalian operan di unit eksekusi dan kemudian mengambalikan lagi hasilnya ke register yang benar.

Pada arsitektur CISC seperti Intel x86, yang diperkenalkan pada tahun 1978, bisa terdapat ratusan instruksi program - perintah-perintah sederhana yang menyuruh sistem menambah angka, menyimpan nilai, dan menampilkan hasilnya. Bila semua instruksi panjangnya sama, instruksi sederhana akan memboroskan memori. Instruksi sederhana membutuhkan ruang penyimpanan 8 bit, sementara instruksi yang paling kompleks mengkonsumsi sebanyak 120 bit. Sehingga hal tersebut akan mengurangi kecepatannya.

Processor Intel x86, X86 atau 80X86 adalah nama umum dari arsitektur mikroprosesor yang pertama kali dikembangkan dan diproduksi oleh Intel. Arsitektur x86 saat ini mendominasi komputer desktop, komputer portabel, dan pasar server sederhana. Arsitektur ini dikenal dengan nama x86 karena prosesor-prosesor awal dari keluarga arsitektur ini memiliki nomor model yang diakhiri dengan urutan angka "86": prosesor 8086, 80186, 80286, 386, dan 486. Karena nomor tidak bisa dijadikan merek dagang, Intel akhirnya menggunakan kata Pentium untuk merek dagang processor generasi kelima mereka. Rancangan Arsitektur x86 adalah rancangan Set Instruksi Komputer Kompleks (Complex Instruction Set Computer) dengan panjang instruksi yang bervariasi. Word disimpan dengan urutan pengkodean-kecil. Kompatibilitas mundur menjadi motivasi terkuat dalam pengembangan arsitektur x86 (keputusan ini menjadi sangat penting dan sering dikritik, terutama oleh pesaing dari pendukung arsitektur prosesor lainnya, yang dibuat frustasi oleh sukses yang berkelanjutan dari arsitektur ini yang secara umum

Nama : Anwar KhoiriNIM : 13050974049Kelas : PTI 2013 A

dipandang memilki banyak kelemahan). Prosesor-prosesor terkini dari x86 menerapkan beberapa langkah penerjemah (dekoder) “tambahan” untuk (saat eksekusi) memecah (sebagian besar) instruksi x86 kedalam potongan-potongan kecil instruksi (dikenal dengan “micro-ops”) yang selanjutnya dieksekusi oleh arsitektur setara dengan arsitektur RISC.

Processor VAX ( Virtual Adress eXtention ) adalah sebuah Set Instruksi Arsitektur yang dikembangkan oleh Digital Equipment Corporation (DEC) yang berlokasi di Maynard, Massachusetts pada pertengahan 1970-an. Dua insinyur dari MIT bernama Ken Olsen, dan Harlan Anderson mendirikan perusahaan sendiri pada tahun 1958 dan dibangunlah sebuah arsitektur kompiuter sebagai sukses sebelum memulai proyek VAX. VAX sendiri merupakan Sebuah set intruksi yang berukuran 32-bit dari Complex Intruction Set Computer (CISC), yang dirancang untuk memperpanjang atau mengganti Programed Data Processor (PDP) dari versi sebelumnya yang dimiliki DEC. Nama VAX juga digunakan oleh DEC untuk keluarga sistem komputer berdasarkan arsitektur prosesor.Fitur utama arsitektur VAX itu adalah menangani secara virtual (misalnya permintaan paged virtual memory saya juga tidak mengerti seperti apa teknologi ini ) dan set instruksi ortogonal nya. VAX telah dianggap sebagai CISC klasik, dengan jumlah yang sangat besar serta ramah terhadap programmer dalam hal pengalamatan dan instruksi mesin, arsitektur yang sangat ortogonal, dan instruksi untuk operasi kompleks seperti penyisipan antrian atau penghapusan dan evaluasi polynomial.

Arsitektur berbasis CISC juga memungkinkan para perancang prosesor untuk menambahkan set instruksi tambahan untuk keperluan tertentu disamping set instruksi standar yang sudah ada, misalnya set instruksi MMX (Multimedia Extension) yang ditambahkan pada prosesor buatan Intel, dan 3Dnow! pada prosesor keluaran AMD. Karena itulah maka keluarga prosesor CISC lebih banyak digunakan dalam komputer pribadi dimana aplikasinya lebih luas, sementara keluarga prosesor RISC hanya digunakan pada workstation yang biasanya memiliki lingkup aplikasi yang lebih sempit.

Berikut ini adalah beberapa kelemahan sistem CISC adalah:

Komplesitas CPU: desain unit kontrol (utamanya pendekodean instruksi) menjadi kompleks karena mempunyai set instruksi yang besar.

Ukuran sistem dan biaya : mempunyai banyak sirkuit hardware yang menyebabkan CPU manjadi kompleks. Hal ini meningkatkan biaya hardware pada sistem dan juga kebutuhan daya listrik.

Kecepatan Clock : karena sirkuit yang besar maka progagation delay (tunda propagasi) lebih besar dan waktu siklus CPU yang besar sehingga kecepatan clock efektif menurun.

Keandalan : dengan hardware yang besar maka cenderung mudah menjadi kegagalan. Maintainability : Troubleshooting dan pendeteksian suatu kegagalan mengakibatkan

pekerjaan menjadi besar karena besarnya sirkuit yang ada. Dengan penemuan microprogramming membantu menurunkan beban tersebut.