Sejarah CPU Intel: Dari Chip 4-Bit sampai Jantung Komputer Modern

Chart of transistor counts in Intel processors from 1971 to 1993 — Transistors per Intel processor, log scale

Setiap kali Anda menyalakan komputer, memainkan game, atau mencari sesuatu di ponsel, sebuah unit pemrosesan pusat (CPU) bekerja di balik layar. CPU adalah chip yang membaca instruksi, melakukan perhitungan, dan memutuskan langkah berikutnya. Selama enam dekade, Intel menjadi salah satu perusahaan terpenting dalam pengembangan CPU. Artikel ini mengikuti perjalanan itu langkah demi langkah.

Awal mula: tiga orang dari Fairchild

Intel didirikan pada tahun 1968 di California oleh Robert Noyce dan Gordon Moore, dua insinyur dari Fairchild Semiconductor. Andy Grove, seorang insinyur sekaligus manajer, bergabung tak lama kemudian dan memimpin perusahaan selama bertahun-tahun. Pada tahun-tahun awal, Intel membuat chip memori. Keberhasilan produk itu memberi perusahaan dana dan reputasi yang dibutuhkan untuk masuk ke pasar chip prosesor.

1971: Intel 4004, chip prosesor yang bisa dibeli

Kisah CPU Intel menjadi serius pada tahun 1971, ketika perusahaan Jepang Busicom meminta Intel merancang chip untuk sebuah kalkulator. Alih-alih membuat beberapa chip untuk fungsi yang terpisah, tim yang dipimpin Federico Faggin, Marcian Hoff, dan Stanley Mazor mengajukan gagasan yang lebih umum: satu chip prosesor yang bisa diprogram, yang membaca instruksi dari memori lalu menjalankannya.

Hasilnya adalah Intel 4004, chip 4-bit dengan sekitar 2.300 transistor, dibuat dengan proses 10 mikrometer dan berjalan hingga sekitar 740 kilohertz. Menurut standar masa kini, chip ini sangat lambat. Pentingnya terletak pada gagasannya: ia adalah chip pertama yang dijual secara komersial yang menempatkan unit pemrosesan lengkap dalam satu keping silikon. Ini menandai awal era mikroprosesor.

1978 sampai 1981: x86 dan IBM PC

Intel 8086, yang dirilis pada 1978, adalah chip 16-bit dengan sekitar 29.000 transistor. Desainnya dibangun di atas instruksi model sebelumnya, sehingga program bisa dipindahkan dengan lebih mudah. Pendekatan ini melahirkan arsitektur x86, yang tetap menjadi standar selama puluhan tahun.

Pada tahun 1981, IBM memilih Intel 8088, versi dengan bus data eksternal 8-bit, untuk IBM PC-nya. PC ini menjadi model bagi jumlah komputer pribadi yang sangat besar, dan ekosistem perangkat lunak yang dibangun di sekitar x86 berkembang pesat.

1985: 386, chip x86 32-bit pertama

Intel 386 memiliki sekitar 275.000 transistor. Chip ini menangani multitasking dengan efisien dan membuat sistem operasi seperti Unix, dan kemudian Windows, berjalan jauh lebih baik. 486 pada 1989 menggabungkan unit floating-point (FPU) dan cache dalam satu chip, yang membuatnya jauh lebih cepat.

1993: Pentium dan "Intel Inside"

Intel memberi nama prosesor berikutnya Pentium, karena angka seperti 586 tidak bisa didaftarkan sebagai merek dagang. Pentium pertama memiliki sekitar 3,1 juta transistor. Pada tahun 1991 Intel telah memulai kampanye "Intel Inside", yang meminta produsen komputer menampilkan stiker logo Intel. Untuk pertama kalinya, banyak pembeli mengenali nama CPU di dalam mesin mereka.

Pada tahun 1994, matematikawan Thomas Nicely menemukan bahwa beberapa hasil pembagian pada Pentium salah. Masalah ini dikenal sebagai bug FDIV. Intel awalnya merespons dengan lambat, dan pada akhirnya perusahaan mengganti chip yang terdampak untuk pelanggan dan mencatat biaya yang besar. Kejadian ini membuat perusahaan lebih memperhatikan pengujian dan komunikasi terbuka dengan pelanggan.

2006 sampai 2011: Core dan Core i

Pada 2006 Intel memperkenalkan arsitektur Core, berdasarkan desain prosesor laptopnya. Arsitektur ini secara signifikan meningkatkan kinerja per watt, dan Core 2 Duo serta Core 2 Quad menjadi populer di rumah dan kantor. Pada 2008 Core i7 pertama memindahkan pengontrol memori ke dalam chip dan memakai Hyper-Threading, yang memungkinkan satu inti menjalankan dua thread sekaligus. Pada 2011, Sandy Bridge menambahkan grafis ke dalam prosesor, sehingga komputer biasa bisa menangani tugas grafis sederhana tanpa kartu grafis terpisah.

2015 sampai 2021: tantangan manufaktur dan persaingan baru

Langkah Intel menuju proses manufaktur 10 nanometer memakan waktu lebih lama dari perkiraan. Perusahaan seperti TSMC dan Samsung menjadi pemimpin dalam manufaktur chip canggih tertentu. Sementara itu, AMD kembali sebagai pesaing serius dengan arsitektur Zen sejak 2017, menawarkan banyak inti dengan harga yang kompetitif. Intel harus mengubah desain, rencana manufaktur, dan strategi harganya.

Pada 2021, Intel menjawab dengan prosesor hibrida seperti Alder Lake, yang menggabungkan inti berkinerja tinggi (P-core) dan inti hemat energi (E-core) dalam satu chip. Pendekatan ini mengakui bahwa menaikkan kecepatan clock saja tidak lagi cukup.

Pelajaran dari sejarah CPU Intel

Menempatkan prosesor dalam satu chip, yang dimulai dengan 4004, mengubah cara komputer dibangun.
Kompatibilitas mundur membuat perangkat lunak terus menumpuk dan berkembang, dan ini salah satu alasan x86 bertahan begitu lama.
Kepercayaan pelanggan dan pemasaran hampir sama pentingnya dengan kinerja teknis.
Ketika peningkatan kecepatan mencapai batasnya, para insinyur harus menemukan cara lain untuk berkembang, seperti lebih banyak inti, desain hibrida, dan manufaktur yang lebih baik.

Kesimpulan

Dari Intel 4004 dengan sekitar dua ribu transistor sampai prosesor masa kini dengan puluhan miliar transistor, sejarah CPU Intel adalah kisah penciptaan ulang yang terus-menerus, dalam arsitektur, manufaktur, dan kepercayaan pengguna. Setiap kali Anda menyalakan komputer, Anda memakai hasil dari perkembangan ini.