Prosesor Pertama di Dunia : Intel 4004 (Tahun 1971) - CPU 4 Bit

Assalamu'alaikum wr.wb. Jumpa lagi dengan bu Rahayu. Kali ini bu Rahayu akan membahas tentang prosesor pertama di dunia, yaitu Intel 4004 (Tahun 1971) , ini adalah jenis CPU 4 Bit pertama di dunia yang diluncurkan pada tahun 1971. Yuk kita bahas...

A. Sejarah Intel 4004
a) Latar Belakang
Pada tahun 1960-an, perusahaan Jepang Busicom sedang mengembangkan kalkulator elektronik yang dapat melakukan perhitungan kompleks. Mereka membutuhkan sebuah komponen yang dapat mengontrol dan mengolah data dengan cepat dan eefisien

b) Awal Pengembangan
Pada tahun 1969, Busicom menghubungi Intel Corporation, sebuah perusahaan semikonduktor yang baru didirikan pada tahun 1968. Busicom meminta Intel untuk mengembangkan sebuah mikroprosesor yang dapat digunakan dalam kalkulator elektronik mereka.

c) Tim Pengembangan
Intel membentuk tim pengembangan yang dipimpin oleh Ted Hoff, seorang insinyur yang memiliki pengalaman dalam pengembangan komponen elektronik. Tim pengembangan juga melibatkan Federico Faggin, seorang insinyur yang memiliki pengalaman dalam pengembangan mmikroprosesor

d) Pengembangan Mikroprosesor

Tim pengembangan Intel bekerja sama dengan Busicom untuk mengembangkan mikroprosesor yang dapat memenuhi kebutuhan kalkulator elektronik. Mereka mengembangkan sebuah mikroprosesor 4-bit yang dapat melakukan perhitungan dan mengolah data dengan cepat dan efisien.

e) Peluncuran Intel 4004
Pada tanggal 15 November 1971, Intel meluncurkan mikroprosesor 4-bit yang mereka namakan Intel 4004. Mikroprosesor ini memiliki kecepatan clock 740 kHz dan dapat menjalankan instruksi dengan kecepatan 60.000 instruksi per detik.

f) Dampak Intel 4004
Peluncuran Intel 4004 memiliki dampak besar pada industri teknologi. Mikroprosesor ini memungkinkan pengembangan komputer yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih terjangkau. Intel 4004 juga menjadi awal dari pengembangan mikroprosesor yang lebih canggih dan memiliki peran penting dalam pengembangan industri teknologi modern.

B. Pelopor dan Pencipta
Pelopor dan Pencipta Intel 4004
1.  Ted Hoff : Ted Hoff adalah seorang insinyur Amerika yang bekerja di Intel Corporation. Ia adalah salah satu desainer utama Intel 4004 dan bertanggung jawab atas pengembangan arsitektur mikroprosesor.
2.  Stanley Mazor : Stanley Mazor adalah seorang insinyur Amerika yang bekerja di Intel Corporation. Ia adalah salah satu desainer utama Intel 4004 dan bertanggung jawab atas pengembangan instruksi mikroprosesor.
3.  Federico Faggin : Federico Faggin adalah seorang insinyur Italia-Amerika yang bekerja di Intel Corporation. Ia adalah salah satu desainer utama Intel 4004 dan bertanggung jawab atas pengembangan teknologi fabrikasi mikroprosesor.
4.  Masatoshi Shima : Masatoshi Shima adalah seorang insinyur Jepang yang bekerja di Busicom, sebuah perusahaan Jepang yang memesan pengembangan mikroprosesor kepada Intel. Ia adalah salah satu desainer utama Intel 4004 dan bertanggung jawab atas pengembangan spesifikasi mikroprosesor.

Peranan: 
1.  Desain Arsitektur : Ted Hoff dan Stanley Mazor bertanggung jawab atas pengembangan arsitektur mikroprosesor Intel 4004. Mereka merancang struktur internal mikroprosesor, termasuk pengolahan data, pengendalian, dan antarmuka.
2.  Desain Instruksi : Stanley Mazor dan Masatoshi Shima bertanggung jawab atas pengembangan instruksi mikroprosesor Intel 4004. Mereka merancang set instruksi yang dapat dijalankan oleh mikroprosesor.
3.  Pengembangan Teknologi : Federico Faggin bertanggung jawab atas pengembangan teknologi fabrikasi mikroprosesor Intel 4004. Ia mengembangkan proses fabrikasi yang memungkinkan pembuatan mikroprosesor dengan ukuran yang sangat kecil.
4.  Spesifikasi dan Pengujian : Masatoshi Shima dan timnya di Busicom bertanggung jawab atas pengembangan spesifikasi mikroprosesor Intel 4004 dan pengujian awal mikroprosesor.

C. Fungsi Intel 4004
a) Fungsi Utama
1.  Pengolahan Data : Intel 4004 dapat melakukan pengolahan data dasar seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.
2.  Pengendalian Program : Mikroprosesor ini dapat mengendalikan program yang dijalankan dengan membaca instruksi dari memori dan menjalankannya.
3.  Pengelolaan Memori : Intel 4004 dapat mengelola memori dengan membaca dan menulis data ke dalam memori.

b) Fungsi Tambahan
1.  Pengolahan Bit : Mikroprosesor ini dapat melakukan pengolahan bit seperti pergeseran bit, pengaturan bit, dan penghapusan bit.
2.  Pengolahan Logika : Intel 4004 dapat melakukan pengolahan logika seperti operasi AND, OR, dan NOT.
3.  Pengendalian Input/Output : Mikroprosesor ini dapat mengendalikan input/output dengan membaca data dari perangkat input dan mengirim data ke perangkat output.

c) Fitur
1.  Arsitektur Harvard : Intel 4004 memiliki arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dan data.
2.  Set Instruksi : Mikroprosesor ini memiliki set instruksi yang terdiri dari 46 instruksi.
3.  Pendaftaran : Intel 4004 memiliki 16 pendaftaran masing-masing 4 bit.
4.  Tumpukan Subrutin : Mikroprosesor ini memiliki tumpukan subrutin internal dengan kedalaman 3 tingkat.

d) Aplikasi
1.  Kalkulator Elektronik : Intel 4004 digunakan dalam kalkulator elektronik Busicom LE-120A.
2.  Sistem Kontrol Industri : Mikroprosesor ini digunakan dalam sistem kontrol industri untuk mengendalikan proses produksi.
3.  Komputer Awal : Intel 4004 digunakan dalam beberapa komputer awal seperti Kenbak-1 dan Micral N

D.  Harga

Harga awal dari Intel 4004 pada tahun 1971 adalah sekitar $200 . Ini adalah harga yang cukup tinggi untuk sebuah mikroprosesor pada saat itu.

E. Pengguna
Intel 4004 digunakan oleh beberapa perusahaan dan organisasi pada tahun 1970-an.
a) Pengguna Intel 4004
1.  Busicom : Perusahaan Jepang yang memesan pengembangan Intel 4004 kepada Intel Corporation.
2.  Kenbak Corporation : Perusahaan Amerika yang menggunakan Intel 4004 dalam komputer Kenbak-1.
3.  Micral : Perusahaan Perancis yang menggunakan Intel 4004 dalam komputer Micral N.
4.  Intel Corporation : Perusahaan yang mengembangkan Intel 4004 dan menggunakan mikroprosesor ini dalam beberapa produk mereka.
5.  Texas Instruments : Perusahaan Amerika yang menggunakan Intel 4004 dalam beberapa produk mereka, seperti kalkulator elektronik.
6.  Hewlett-Packard : Perusahaan Amerika yang menggunakan Intel 4004 dalam beberapa produk mereka, seperti kalkulator elektronik.
7.  National Semiconductor : Perusahaan Amerika yang menggunakan Intel 4004 dalam beberapa produk mereka, seperti komputer dan kalkulator elektronik.

b) Aplikasi
1.  Kalkulator Elektronik : Intel 4004 digunakan dalam beberapa kalkulator elektronik, seperti Busicom LE-120A dan Texas Instruments SR-10.
2.  Komputer : Intel 4004 digunakan dalam beberapa komputer, seperti Kenbak-1 dan Micral N.
3.  Sistem Kontrol Industri : Intel 4004 digunakan dalam beberapa sistem kontrol industri, seperti pengendali proses produksi.
4.  Peralatan Ilmiah : Intel 4004 digunakan dalam beberapa peralatan ilmiah, seperti pengukur suhu dan pengukur tekanan.

F. Pemasangan pada komputer
Intel 4004 adalah mikroprosesor 4-bit pertama di dunia yang dirilis pada tahun 1971. Mikroprosesor ini digunakan pada beberapa komputer awal, :

a) Komputer yang Menggunakan Intel 4004
1.  Kenbak-1 : Komputer ini dirilis pada tahun 1970 dan menggunakan Intel 4004 sebagai mikroprosesor utamanya.
2.  Micral N : Komputer ini dirilis pada tahun 1973 dan menggunakan Intel 4004 sebagai mikroprosesor utamanya.
3.  Busicom LE-120A : Kalkulator elektronik ini dirilis pada tahun 1971 dan menggunakan Intel 4004 sebagai mikroprosesor utamanya.

b) Generasi Komputer
Intel 4004 digunakan pada komputer generasi ke-4. Generasi ke-4 komputer ditandai dengan penggunaan mikroprosesor sebagai pengganti komponen elektronik yang lebih besar dan kompleks.

c) Karakteristik Generasi ke-4
1.  Mikroprosesor : Generasi ke-4 komputer menggunakan mikroprosesor sebagai pengganti komponen elektronik yang lebih besar dan kompleks.
2.  Kecepatan : Generasi ke-4 komputer memiliki kecepatan yang lebih tinggi daripada generasi sebelumnya.
3.  Kapasitas : Generasi ke-4 komputer memiliki kapasitas penyimpanan yang lebih besar daripada generasi sebelumnya.
4.  Biaya : Generasi ke-4 komputer memiliki biaya yang lebih rendah daripada generasi sebelumnya.

G. Komponen Intel 4004
a) Komponen Utama
1.  Unit Pengolahan Pusat (CPU) : CPU adalah komponen utama yang melakukan pengolahan data dan instruksi. CPU Intel 4004 terdiri dari beberapa komponen, termasuk unit aritmatika dan logika (ALU), register, dan unit kontrol.
2.  Memori Program : Memori program menyimpan instruksi yang akan dijalankan oleh CPU. Memori program Intel 4004 memiliki kapasitas 4 KB.
3.  Memori Data : Memori data menyimpan data yang akan diolah oleh CPU. Memori data Intel 4004 memiliki kapasitas 640 byte.
4.  Unit Kontrol : Unit kontrol mengatur aliran data dan instruksi antara komponen-komponen lainnya.

b) Komponen Pendukung
1.  Register : Register adalah tempat penyimpanan data sementara yang digunakan oleh CPU. Intel 4004 memiliki 16 register 4-bit.
2.  Unit Aritmatika dan Logika (ALU) : ALU melakukan operasi aritmatika dan logika pada data. ALU Intel 4004 dapat melakukan operasi penjumlahan, pengurangan, perkalian, dan pembagian.
3.  Penghitung Program (PC) : PC menyimpan alamat instruksi yang akan dijalankan oleh CPU.
4.  Penghitung Stack (SP) : SP menyimpan alamat atas tumpukan data.
5.  Flag : Flag adalah bit-bit yang digunakan untuk menunjukkan status operasi yang sedang dilakukan oleh CPU.

c) Komponen Antarmuka
1.  Antarmuka Memori : Antarmuka memori mengatur komunikasi antara CPU dan memori.
2.  Antarmuka Input/Output : Antarmuka input/output mengatur komunikasi antara CPU dan perangkat input/output.
3.  Antarmuka Bus : Antarmuka bus mengatur komunikasi antara CPU dan perangkat lainnya melalui bus.

H. Cara Kerja Intel 4004
a) Arsitektur
Intel 4004 memiliki arsitektur Harvard yang memisahkan memori program dan data. Mikroprosesor ini terdiri dari beberapa komponen, termasuk:
1.  Unit Pengolahan Pusat (CPU) : CPU adalah komponen utama yang melakukan pengolahan data dan instruksi.
2.  Memori Program : Memori program menyimpan instruksi yang akan dijalankan oleh CPU.
3.  Memori Data : Memori data menyimpan data yang akan diolah oleh CPU.
4.  Unit Kontrol : Unit kontrol mengatur aliran data dan instruksi antara komponen-komponen lainnya.

b) Proses Kerja
Berikut adalah proses kerja Intel 4004:
1.  Pengambilan Instruksi : CPU mengambil instruksi dari memori program.
2.  Decoding Instruksi : CPU menerjemahkan instruksi yang diambil ke dalam bentuk yang dapat dijalankan.
3.  Pengambilan Data : CPU mengambil data dari memori data.
4.  Pengolahan Data : CPU melakukan pengolahan data sesuai dengan instruksi yang dijalankan.
5.  Penyimpanan Data : CPU menyimpan hasil pengolahan data ke dalam memori data.
6.  Pengulangan : Proses di atas diulang sampai instruksi yang dijalankan selesai.

c) Teknologi
Intel 4004 menggunakan teknologi bipolar junction transistor (BJT) untuk menghasilkan sinyal digital. Mikroprosesor ini juga menggunakan teknologi integrasi tinggi untuk menggabungkan beberapa komponen dalam satu chip.

I. Kelebihan Intel 4004
1.  Mikroprosesor Pertama di Dunia : Intel 4004 adalah mikroprosesor pertama di dunia yang memungkinkan pengembangan komputer yang lebih kecil, lebih cepat, dan lebih terjangkau. (Sumber: Situs web resmi Intel)
2.  Desain yang Efisien : Intel 4004 memiliki desain yang efisien dengan menggunakan teknologi bipolar junction transistor (BJT) yang memungkinkan penggunaan daya yang lebih rendah. (Sumber: "The Intel 4004 Microprocessor" oleh Ted Hoff dan Stanley Mazor)
3.  Kecepatan yang Tinggi : Intel 4004 memiliki kecepatan clock sebesar 740 kHz yang memungkinkan pengolahan data dengan kecepatan yang tinggi. (Sumber: "The Intel 4004 Microprocessor" oleh Ted Hoff dan Stanley Mazor)
4.  Kapasitas Penyimpanan yang Cukup : Intel 4004 memiliki kapasitas penyimpanan sebesar 640 byte yang cukup untuk menjalankan program-program sederhana. (Sumber: "The Intel 4004 Microprocessor" oleh Ted Hoff dan Stanley Mazor)
5.  Biaya yang Relatif Rendah : Intel 4004 memiliki biaya yang relatif rendah dibandingkan dengan komponen-komponen elektronik lainnya pada saat itu. (Sumber: "The Intel 4004 Microprocessor" oleh Ted Hoff dan Stanley Mazor)
6.  Mudah Digunakan : Intel 4004 memiliki instruksi yang sederhana dan mudah digunakan, sehingga memudahkan pengembangan program-program. (Sumber: "The Intel 4004 Microprocessor" oleh Ted Hoff dan Stanley Mazor)
7.  Kompatibilitas dengan Berbagai Perangkat : Intel 4004 dapat digunakan dengan berbagai perangkat, seperti kalkulator, komputer, dan sistem kontrol industri. (Sumber: Situs web resmi Intel)

J. Kelemahan Intel 4004
1.  Lebar Bit yang Terbatas : Intel 4004 memiliki lebar bit sebesar 4 bit, yang relatif kecil dibandingkan dengan mikroprosesor modern. Hal ini membatasi kemampuan pengolahan data dan instruksi.
2.  Kecepatan Clock yang Rendah : Intel 4004 memiliki kecepatan clock sebesar 740 kHz, yang relatif rendah dibandingkan dengan mikroprosesor modern. Hal ini membatasi kemampuan pengolahan data dan instruksi.
3.  Kapasitas Penyimpanan yang Terbatas : Intel 4004 memiliki kapasitas penyimpanan sebesar 640 byte, yang relatif kecil dibandingkan dengan mikroprosesor modern. Hal ini membatasi kemampuan penyimpanan data dan program.
4.  Instruksi yang Terbatas : Intel 4004 memiliki instruksi yang terbatas, yaitu sekitar 46 instruksi. Hal ini membatasi kemampuan pengolahan data dan instruksi.
5.  Konsumsi Daya yang Tinggi : Intel 4004 memiliki konsumsi daya yang tinggi, yaitu sekitar 350 mW. Hal ini membatasi kemampuan penggunaan dalam perangkat yang memerlukan daya rendah.
6.  Suhu Operasional yang Terbatas : Intel 4004 memiliki suhu operasional yang terbatas, yaitu sekitar 0-70C. Hal ini membatasi kemampuan penggunaan dalam lingkungan yang memiliki suhu ekstrem.
7.  Kemampuan Pengolahan Data yang Terbatas : Intel 4004 memiliki kemampuan pengolahan data yang terbatas, yaitu hanya dapat melakukan operasi aritmatika dan logika dasar. Hal ini membatasi kemampuan pengolahan data yang lebih kompleks.
8.  Kemampuan Pengembangan yang Terbatas : Intel 4004 memiliki kemampuan pengembangan yang terbatas, yaitu hanya dapat digunakan dalam aplikasi yang sederhana. Hal ini membatasi kemampuan pengembangan aplikasi yang lebih kompleks.

DAFTAR PUSTAKA
1. Malone, M. S. 2014. The Intel Trinity. New York. HHarperCollins
2.  Hoff, T. 1981. The Birth of the Microprocessor. IEEE Spectrum. 18(9). 38-45.
3.  Hoff, T. & Mazor, S. The Intel 4004 Microprocessor. Intel Corporation. Diakses pada 2022.
4. Intel Corporation. Intel 4004 Microprocessor. Intel Corporation. Diakses pada 2022.
5. IEEE Computer Society. The History of the Microprocessor. IEEE Computer Society. Diakses pada 2022.

Sekian penjelaskan dari bu Rahayu terkait Intel 4004 (1971). Mohon maaf apabila ada kesalahan dan kurang jelas dalam penyampaianbinformasi. Jangan lupa di like, komen, dan bagikan. Terima kasih.. Jazakumullahu Khoiro.. Wassalamu'alaikum wrr.wb.