Arsitektur Sistem Komputer
Apa itu arsitektur 32-bit dan 64-bit pada system komputer?
Arsitektur 32-bit dan 64-bit mengacu pada arsitektur processor. Processor 32-bit artinya registernya
(unit penyimpanan data terkecil di dalamnya) berukuran 32 bit. Processor 64-bit artinya registerregisternya
berukuran 64 bit.
(Register-register inilah yang digunakan untuk melakukan bermacam operasi. Misalnya c = a + b,
maka register “eax” akan me-load nilai dari “a” (di memory), kemudian pada register “eax”
ditambahkan nilai dari “b”, lalu “eax” ditulis ke memory pada posisi variabel “c” )
Pengaruh ukuran register terhadap kecepatan :
Setiap proses baca/tulis dari memory (disebut dengan load/store) membaca/menulis informasi
sebesar ukuran register; maka register 64-bit potensial membaca/menulis memory 2x kecepatan
register 32-bit. Tapi ini teoretis saja, karena kenyataannya prosesor juga menghabiskan waktu untuk
melakukan hal-hal lain selain load/store, seperti pemrosesan matematis, vector-processing, dll.
Pengaruh ukuran register terhadap presisi:
Secara simplistik: Makin panjang register, makin banyak angka di-belakang-koma yang bisa
dihitung secara akurat. Sebagai gambaran: Misalkan resolusi bilangan real pada 32-bit adalah
0.0001, maka resolusi bilangan real pada 64-bit bisa mencapai 0.0000001 (jadi jauh lebih presisi).
Pengaruh ukuran register terhadap ukuran memori:
Salah satu dari sekian banyak register adalah “addressing register”. Addressing register (atau
registers, kalau lebih dari satu) adalah register yang memiliki fungsi ‘menunjuk’ ke alamat tertentu
dalam memory. Jangkauan (range) penunjukan ini disebut dengan istilah memory space. Pada
arsitektur 32-bit, addressing registers mampu ‘menunjuk’ posisi memory dari 0 s/d 4’294’967’295
(4 GiB – 1). Inilah yang mengakibatkan muncul “batasan 4 GiB” pada sistem berbasis arsitektur 32-
bit. Pada arsitektur 64-bit, addressing registers mampu ‘menunjuk’ posisi memory dari 0 s/d
18’446’744’073’709’551’615 (16 EiB – 1). Seperti kita lihat, tidak ada lagi ‘batasan 4 GiB’ pada
sistem berbasis arsitektur 64-bit.
Pengaruh ukuran register terhadap dataset:
“Dataset” adalah istilah untuk ‘seperangkat data yang di-load ke dalam memory untuk diproses dan
(optionally) ditulis kembali ke hard disk’.
Sistem 32-bit terbatas pada dataset sebesar (2^32)-1, atau (4 GiB – 1). Mengingat sebagian memory
harus digunakan untuk OS dan program database ybs, maka biasanya dataset nya hanya sebesar 1-2
GiB saja. Artinya, sebuah database yang berukuran, katakanlah, 20 GiB (tidak asing dalam konteks
perusahaan besar), harus diproses 10~20x. Sistem 64-bit tidak memiliki batasan di atas. Dia dapat
me-load dataset sebesar ketersediaan memory. Artinya, database 20 GiB di atas dapat di-load
seluruhnya (asal memory mencukupi), diproses dalam sekali jalan saja.
Agar kita dapat memperoleh keunggulan sistem 64-bit, maka baik software dan hardware harus
mendukung. Software 32-bit jalan di hardware 64-bit tidak bisa memanfaatkan kelebihan arsitektur
64-bit. (Software hanya akan menggunakan 32 bit saja dari 64-bit yang tersedia; 32-bit sisanya
tidak dikenali) ==> disebut mode 32-bit. Sebaliknya, software 64-bit tidak bisa jalan di hardware
32-bit karena kebutuhannya akan lebar register 64-bit tidak bisa dipenuhi.
Windows XP 32-bit dan Windows Vista 32-bit adalah 2 sistem operasi yang masih beroperasi di
mode 32-bit. Windows XP 64-bit dan Windows Vista 64-bit adalah 2 sistem operasi yang mampu
beroperasi di mode 64-bit.
AMD64 adalah terobosan (breakthrough) AMD dalam dunia processor x86. Dahulu hingga
prosesor Pentium 3, Intel bersikukuh menggunakan hanya arsitektur 32-bit pada processor x86.
Intel menghabiskan uang jutaan dollar untuk mengembangkan arsitektur 64-bit yang samasekali
baru (artinya: tidak kompatibel dengan dunia x86) dalam bentuk Intel ITANIUM.
AMD kemudian mengembangkan instruction set (dan arsitektur) dari processor x86 yang dibuatnya
(AthlonXP) sehingga lahirlah Athlon64: Processor x86 yang memiliki arsitektur 64-bit.
Instruction set yang diperluas ini disebut AMD64 oleh AMD. Intel terpaksa melakukan crosslicense,
dan menggunakan instruction set tersebut juga (tapi dengan nama EMT64, bukan AMD64.
Biasalah, masalah corporate pride…)
Linux memiliki versi 32-bit dan versi 64-bit.
Contoh, Ubuntu yang ada di ftp://dl2.foss-id.web.id/iso/ubuntu/releases/hardy/
Ada versi AMD64 (64-bit) dan ada versi i386 (32-bit)
Kelebihan dan kekurangan?
Kita sudah melihat kelebihan dari arsitektur 64-bit.
Sekarang kekurangannya: Banyak Software 32-bit yang tidak bisa jalan di arsitektur 64-bit,
khususnya driver.
Mengapa bisa begitu? Komputer adalah benda yang sangat kompleks. Untuk bisa berguna bagi
manusia, komputer perlu melakukan apa yang disebut “Input/Output” (I/O). Contoh I/O adalah
kirim/terima data via LAN, kirim gambar ke Monitor via VGA Card, dll.
Nah, semua tindakan I/O membutuhkan buffer. Sebagai contoh, kita kenal “memory VGA” pada
VGA Card; itu sebetulnya adalah buffer untuk membantu VGA Card menampilkan gambar di
monitor.
Masalahnya, agar I/O bisa berlangsung dengan mulus dan cepat, ‘buffer’ ini perlu mendapatkan
alamat. Dan alamat ini di ambil dari memory space. Hal ini terjadi meskipun komponen pelaksana
I/O ini memiliki buffernya sendiri (contoh: VGA Card terbaru dari nVidia / ATI biasanya punya
minimal 256 MiB RAM pada card nya). Tetap saja memori pada card tersebut akan dipetakan ke
memory space.
Agar tidak bentrok dengan Sistem Operasi, yang biasanya di-load ke dalam memory ‘rendah’
(Bottom Memory = memory dengan alamat kecil), maka biasanya pemetaan buffer ini dilakukan di
memory ‘tinggi’ (Top Memory = memory dengan alamat besar, atau dihitung mundur dari alamat
memori terbesar (2^32)-1)
Catatan: Ini juga alasan yang menyebabkan RAM komputer kalau terpasang 4 GiB hanya akan bisa
dipakai Max 3,25 GiB (atau kalau untung 3,5 GiB), ada yang ‘hilang’ karena ‘tertutupi’ oleh buffer
dari komponen I/O.
Nah, pada arsitektur 64-bit, hal yang sama pun dilakukan: Buffer untuk I/O dipetakan ke Top
Memory. Masalahnya, Top Memory pada arsitektur 64-bit jelas terletak pada posisi yang berbeda
dengan Top Memory pada arsitektur 32-bit.
Driver adalah korban yang paling jelas; mereka berusaha mengakses Top Memory 32-bit, padahal
lokasi buffer tidak di situ. Akibatnya: Crash. Software2 lain yang juga coba-coba mengakses Top
Memory secara langsung akan mengalami crash juga.
Lucunya, banyak game 32-bit yang malah jalan dengan tanpa masalah di sistem 64-bit; hal ini
karena mereka tidak berusaha mengakses Top Memory secara langsung, melainkan meminta
bantuan Microsoft DirectX Layer untuk mengakses fitur dari sebuah VGA Card.
Recent Comments