Perkembangan Arsitektur CPU

Arsitektur CPU terus berkembang dari CISC dan RISC untuk peningkatan performa dari CPU itu sendiri. Pengembangan arsitektur itu antara lain superscallar dan VLIW (Very Long Instruction Word).

Superscallar atau processore superscallar adalah istilah bagi processor yang mampu melakukan banyak instruksi setiap siklusnya, dengan menggunakan sebuah teknik yang disebut pipelining. Superscallar adalah arsitektur processor yang memungkinkan eksekusi yang bersamaan (parallel)  dari instruksi yang banyak pada tahap pipeline yang sama sebaik tahap pipeline yang lain sehingga dapat meningkatkan kecepatan CPU.

Gambar 1. Arsitektur Superskalar

Misalkan, instruksi :

 Add R1, R2, R3

 yang akan menambahkan isi register R1 dan R2 dan menempatkan jumlahnya dalam register R3. Isi dari register R1 dan R2 mula-mula akan ditransfer ke ALU. Setelah operasi penambahan dilakukan, hasil penjumlahan tersebut akan ditransfer ke register R3. Prosesor dapat membaca instruksi selanjutnya dari memori, sementara operasi penambahan dilakukan. Kemudian jika instruksi tersebut juga menggunakan ALU, operandnya dapat ditransfer ke input ALU pada waktu yang sama dengan hasil instruksi Addditransfer ke register R3.

Pada kasus ideal, jika semua instruksi ditumpuk ke derajat yang maksimum yang mungkin dilakukan, maka eksekusi dilanjutnkan pada kecepatan penyelesaian satu instruksi dalam tiap siklus detak prosesor. Instruksi individual, mungkin masih memerlukan beberapa siklus detak agar selesai dilakukan. Tetapi untuk tujuan perhitungan, prosesor superskalar umumnya mampu melakukannya dalam tiap siklus.

Prosesor superskalar umumnya menggunakan beberapa unit fungsional, menciptakan jalur paralel di mana berbagai instruksi yang berbeda dapat dieksekusi secara paralel. Dengan pengaturan tersebut, maka dimungkinkan untuk memulai eksekusi beberapa instruksi secara paralel tiap siklus detak. Tentu saja, eksekusi paralel harus mempertahankan kebenaran logikan program, sehingga hasil yang diperoleh harus sama dengan hasil dari eksekusi secara serial.

Prosesor intel x86 yang menggunakan arsitektur superskalar adalah keluarga intel Pentium, Intel Itanium, Intel Xeon, dan Intel core, sedangkan dari keluarga AMD yaitu AMD K5, AMD K6, AMD Athlon, AMD Athlon 64, AMD Operaton.

Pengembangan arsitektur processor yang kedua adalah VLIW, yaitu suatu arsitektur yang dirancang untuk keuntungan level instruksi paralelisme. Jika biasanya processor konvensional hanya memungkinkan program yang menentukan instruksi yang akan dieksekusi satu per satu, maka processor VLIW memungkinkan program secara eksplisit dapat menentukan instruksi yang akan dieksekusi pada waktu yang sama.

Gambar 2. Arsitektur VLIW