Berpacu melawan waktu

PARA perancang komputer tak pernah berhenti berpacu dengan waktu. Tiap hari mereka menekuni bagaimana meningkatkan kecepatan perangkat teknologi mutakhir itu. Ternyata, ketekunan para ahli pada dua perusahaan terkemuka Amerika, Sun Microsystem dan MIPS, tak sia-sia. Mereka berhasil lagi mengembangkan kecepatan komputer melalui prinsip Reduced Instruction -Set Computing (RISC) dalam keping mikroprosesor. RISC menjanjikan kecepatan dua langkah di depan PC IBM Compatible -- atau 30 kali lebih cepat dibandingkan kemampuan komputer VAX keluaran DEC. Kelebihan PC selama ini karena mempunyai ribuan word processor, spreadsheet, dan perangkat lunak untuk mikroprosesor Intel dan Motorola yang berfungsi sebagai mesin penghitung. Keunggulan itulah yang akan dicoba dikalahkan Sun dengan kecepatan mikroprosesor RISC. Setiap mikroprosesor mempunyai kemampuan menghasilkan operasi dasar, sehingga mikroprosesor disebut perangkat instruksi (instruction-set). Operasi dasar itu termasuk penambahan dua angka dan membandingkan dua angka untuk melihat mana yang terbesar. Ketika mikroprosesor dirancang pada 1970-an, ada kecenderungan membuat mesin dengan perangkat instruksi makin besar. Pada waktu itu kecenderungan ini tampaknya wajar saja, karena untuk menjalankan operasi, program komputer harus diubah menjadi operasi primitif perangkat instruksi mikroprosesor. Para ahli menduga, komputer akan makin cepat kalau pengubahan terjadi secara langsung. Maka, mereka membangun operasi dasar sebanyak mungkin. Komputer VAX dari DEC yang dikeluarkan tahun 1978, misalnya, mempunyai perbendaharaan lebih dari 300 operasi dasar dalam perangkat instruksinya. Baru kemudian diketahui bahwa banyak perbendaharaan operasi dasar ini mubazir. Dalam praktek, bagian terbesar kerja komputer VAX dan komputer lain dikerjakan oleh sebagian kecil instruksi saja. Maka, pada 1980-an, perancang komputer segera putar haluan. Tiga kelompok peneliti dari Stanford (MIPS), University of California at Barkeley (Sun), dan IBM mulai membuat mikroprosesor dengan hanya 70 operasi dalam perangkat instruksinya. Untuk itu, instruksi harus sederhana agar dijalankan dengan sangat cepat. Agar instruksi dalam mikroprosesor berjalan, dibutuhkan beberapa langkah. Mula-mula kode instruksi diambil dari memori, lalu mikroprosesor menguraikan rangkaian 0 dan 1 -- merupakan bahasa mesin -- untuk menentukan apa yang harus dilakukan. Setelah instruksi dijalankan, hasil operasi disimpan. Untuk memelihara perintah dalam komputer, operasi dilakukan dalam rangkaian yang ketat, disesuaikan detikan jam pusat komputer. Detikan untuk instruksi sederhana akan lebih cepat daripada yang rumit. Pada RISC digunakan sistem pipa untuk menghemat waktu. Sistem ini bekerja seperti prinsip ban berjalan: sementara sebuah instruksi diambil, instruksi pertama sudah dijalankan, dan instruksi kedua diuraikan sandinya. Sistem inilah yang memungkinkan mesin RISC menjalankan sebuah instruksi pada tiap detik jam komputer. Pada keping mikroprosesor yang ditemukan, dibutuhkan beberapa detik untuk mengolah tiap instruksi. Penemuan ini terus dikembangkan, agar dengan sistem ini tiap detik jam komputer bisa dikerjakan beberapa instruksi. Sun dan IBM melakukannya dengan membuat dua atau lebih pipa secara paralel. Sedang MIPS menggunakan teknik yang disebut pipa super untuk keping R 4000 yang sedang dirancang. Sayangnya, peningkatan kecepatan mikroprosesor menjalankan instruksi tidak diikuti dengan peningkatan kecepatan keping memori memenuhi kebutuhannya. Sehingga waktu yang dibutuhkan untuk menangkap instruksi dari keping DRAM (Dynamic Random Access Memory) -- bentuk memori komputer yang paling banyak digunakan -- telah berkurang sekitar 7% tiap tahun. Perbedaan kecepatan ini bisa dikejar dengan menggunakan tipe keping memori lain, yang disebut SRAM (Static Random Access Memory), tapi harganya terlalu mahal. Maka, dicari pemecahannya dengan pengaturan memori secara hierarki. Sejumlah kecil memori ditinggal dalam mikroprosesor guna mengolah data dan instruksi secara cepat dari ruang di keping SRAM. Pekerjaan ini dijalankan dengan meramal instruksi atau data mana yang akan dibutuhkan mikroprosesor, sehingga instruksi atau data tersebut dapat diisi pada memori tercepat sebelum mikroprosesor membutuhkannya. Tak hanya kecepatan yang dikejar perusahaan perancang komputer. Mereka juga berlomba membuat komputer yang makin mudah digunakan. Perusahaan Sun, misalnya, bisa mengetik teks pada layarnya dengan teknologi yang sama seperti digunakan pada banyak laser printer. MIPS bahkan sudah membuat R 4000 yang mampu mengedit gambar video. Dengan mikroprosesor kilat ini, pemakai komputer tidak perlu khawatir harus membuang perangkat lunak yang sudah dimiliki. Dengan program Soft PC dari perusahaan Inggris, Insignia, mikroprosesor cepat ini dapat berlaku sebagai mikroprosesor yang lebih lambat. Yang mungkin bikin konsumen mengkeret adalah harga RISC sekitar US$ 10.000, atau beberapa kali lebih mahal dibanding PC. Diah Purnomowati