Unit pemrosesan pusat (CPU) adalah otak komputer, menetapkan dan memproses tugas dan mengelola fungsi operasional penting.
Komputer telah menjadi bagian tak terpisahkan dari kehidupan modern hingga seringkali kita tak menyadari betapa banyaknya CPU yang beroperasi di seluruh dunia. Ini jumlah yang mengejutkan—begitu banyak CPU sehingga angka konklusif hanya dapat diperkirakan.
Diperkirakan mungkin ada sebanyak 200 miliar inti CPU (atau lebih) yang sekarang berjalan. Sebagai gambaran dari besarnya angka tersebut, produsen chip Arm (tautan berada di luar ibm.com) melaporkan telah mengirimkan 7,3 miliar chip dalam satu kuartal pada tahun 2020, setara dengan sekitar 900 CPU per detik sepanjang kuartal itu. (Ada sekitar 7,8 juta detik dalam 3 bulan.)
Hal itu mengarah pada perbandingan yang menakjubkan. Proyeksi oleh Biro Sensus AS mencantumkan populasi global 2024 sekitar 8 miliar orang. Jika 200 miliar CPU yang ada saat ini dibagikan secara merata kepada setiap orang—tanpa alokasi khusus untuk bisnis, pemerintah, atau aplikasi ilmiah— setiap orang di planet ini akan memiliki sekitar 25 CPU yang berfungsi sebagai "otak" komputer tambahan bagi mereka.
Prompt ini menimbulkan pertanyaan kunci: Dengan begitu banyak CPU yang beroperasi, bagaimana semuanya digunakan?
Ketika kita berbicara tentang CPU, kita merujuk pada chip prosesor yang sangat kecil, tetapi meski ukurannya mini, hampir tidak ada hal yang tidak bisa dilakukan oleh perangkat ini. Sebuah survei singkat menunjukkan industri mana yang paling bergantung pada CPU:
Banyak perusahaan paling menguntungkan di dunia—seperti Apple—memproduksi perangkat untuk industri elektronik konsumen. Tingginya permintaan untuk perangkat komputasi pribadi (seperti ponsel cerdas, laptop, dan konsol game) telah mendorong peningkatan penggunaan CPU secara masif dan berkelanjutan. Selain itu, dengan hadirnya teknologi Internet of Things (IoT), CPU kini juga digunakan dalam perangkat rumah tangga seperti lemari es, termostat, sistem keamanan, dan lainnya.
Tujuan analisis data adalah mengolah data mentah menjadi informasi yang jelas dan bermakna untuk mendukung pencapaian tujuan bisnis. Bagian pertama dari proses itu adalah merakit dan membersihkan data. CPU berperan penting untuk kegiatan ini, berfungsi sebagai unit pemrosesan komputer utama. Selain itu, kecepatan jam tinggi yang dicapai oleh CPU membuatnya sangat cocok untuk menangani jenis pemindaian cepat dan pengambilan informasi yang dibutuhkan oleh analisis data.
CPU adalah tulang punggung sejati dari sistem pertahanan modern. Setiap negara yang ingin menjadi kekuatan global harus memiliki komputer modern sebagai bagian dari gudang keamanannya. Begitu pula, pencapaian manusia dalam eksplorasi luar angkasa tidak akan mungkin tercapai tanpa CPU yang menangani tantangan komputasi kompleks, seperti menghitung jarak dan merencanakan rute penerbangan luar angkasa. Luar angkasa menghadirkan tantangan khusus bagi komputer, yang harus dilindungi dari radiasi agar dapat bertahan menghadapi paparan sinar matahari yang sangat kuat.
Seperti halnya dalam analisis data, perusahaan fintech mengandalkan CPU untuk memproses informasi keuangan dalam jumlah besar dengan cepat dan efisien. Dengan melakukan analisis lanjutan dan menerapkan berbagai skenario pada data, sistem manajemen risiko yang didukung oleh CPU dapat membantu lembaga keuangan mengurangi potensi kerugian. CPU juga berperan penting dalam upaya ini dengan cara lain—yaitu membantu mengidentifikasi keanehan dan mendeteksi kasus penipuan.
Hampir setiap industri mendapatkan manfaat dari kecepatan tinggi CPU, namun tidak ada yang lebih penting daripada di sektor kesehatan, di mana kehidupan bergantung pada keseimbangan dan waktu sangat krusial. Selain kemampuannya untuk mengirimkan informasi penting pasien antar penyedia dengan cepat, CPU juga dapat digunakan untuk mengotomatiskan pemesanan dan pelacakan resep serta persediaan lainnya. Komputer juga dapat membuat model organ 3D pra-bedah dan membantu ahli patologi mempelajari penyakit.
Penggunaan semikonduktor telah merevolusi industri manufaktur dengan menyelaraskan input bahan baku secara lebih efisien dan meningkatkan kontrol kualitas pada setiap tahap produksi. Industri manufaktur juga mengalami revolusi melalui penerapan computer-aided manufacturing (CAM), di mana sistem berbasis komputer yang dikendalikan oleh CPU membantu mengotomatiskan dan mengoptimalkan operasi produksi. CAM memanfaatkan koneksi langsung atau tidak langsung antara CPU dan operasi produksi untuk menjadwalkan, mengontrol, dan mengelola berbagai aktivitas manufaktur.
Industri telekomunikasi tidak hanya menawarkan produk utamanya—yaitu perangkat teknologi komunikasi—tetapi juga memberikan dukungan penting bagi industri lain melalui berbagai layanan dan solusi. Contoh penggunaan tersebut meliputi transaksi digital (untuk industri jasa keuangan) serta membantu sektor perawatan kesehatan dengan mendukung operasi robotik dengan kemampuan presisi dan pembaruan data. Selain itu, CPU berperan penting dalam mengoperasikan kendaraan otonom, yang bergantung pada sinyal telekomunikasi untuk navigasi dan panduan arah.
CPU modern biasanya memiliki komponen-komponen berikut:
Agar sepenuhnya fasih dalam terminologi CPU, akan sangat membantu untuk memahami konsep-konsep berikut:
Cache: Area penyimpanan yang lokasinya memungkinkan pengguna mengakses data yang baru saja digunakan dengan cepat. Memori cache menyimpan data di area khusus dalam chip prosesor CPU, memungkinkan pengambilan data dengan kecepatan yang lebih tinggi dibandingkan memori akses acak (RAM).
Kecepatan clock: Laju aktivitas per siklus clock komputer. Jam internal yang dibangun ke dalam komputer mengatur kecepatan dan frekuensi operasi komputer. Jam mengatur sirkuit CPU melalui transmisi pulsa listrik. Tingkat pengiriman pulsa disebut “kecepatan jam.”
Inti: Prosesor di dalam prosesor. Inti adalah unit pemrosesan yang membaca dan menjalankan berbagai instruksi program. Prosesor diklasifikasikan menurut berapa banyak inti yang disematkan ke dalamnya; Prosesor inti tunggal, inti ganda, dan empat inti adalah beberapa contohnya. (Istilah "Intel Core" digunakan secara komersial untuk memasarkan lini produk CPU multi-core Intel.)
Thread: Urutan instruksi terpendek yang dapat diprogram yang dapat dikelola dan dikirim oleh penjadwal sistem operasi ke CPU untuk diproses. Melalui multithreading, penggunaan beberapa thread yang berjalan secara bersamaan, berbagai proses komputer dapat dijalankan secara bersamaan, mendukung multitasking. (“Hyper-threading” adalah istilah milik Intel untuk bentuk multithreading-nya.)
Dua perusahaan besar yang bersaing untuk menguasai pasar yang sangat menguntungkan ini adalah Intel dan Advanced Micro Devices (AMD):
Intel memasarkan prosesor dan mikroprosesornya melalui empat lini produk utama: Intel Core (untuk kelas premium), Intel Xeon (untuk penggunaan bisnis dan kantor), Intel Pentium (untuk komputer pribadi dan laptop), serta Intel Celeron (penggunaan komputasi spek rendah dengan harga terjangkau).
Jelas, chip yang berbeda paling cocok untuk aplikasi tertentu. Intel Core i5-13400F adalah prosesor desktop bagus yang memiliki 10 core. Namun, untuk aplikasi yang membutuhkan pemrosesan intensif seperti pengeditan video, banyak pengguna memilih Intel Core i7 14700KF, CPU dengan 20 core dan 28 thread.
Menjual dua jenis prosesor, yaitu CPU dan APU (Accelerated Processing Unit atau Unit Pemrosesan yang Dipercepat). APU adalah CPU yang dilengkapi dengan grafis Radeon. AMD membuat prosesor Ryzen berkecepatan tinggi dan berkinerja tinggi untuk pasar video game. Contohnya, AMD Ryzen 7 5800X3D dilengkapi dengan teknologi 3D V-Cache, yang meningkatkan kinerja grafis dalam game ke level yang lebih tinggi.
Prosesor Athlon sebelumnya dianggap sebagai lini produk kelas atas dari AMD. Namun, kini AMD memposisikannya sebagai pilihan untuk kebutuhan komputasi dasar.
Arm tidak memproduksi perangkat keras secara langsung, tetapi melisensikan desain prosesor dan teknologi hak milik lainnya kepada perusahaan yang memproduksi peralatan tersebut.
Untuk kebutuhan komputasi umum, seperti menjalankan sistem operasi Windows dan program multimedia, sebagian besar prosesor AMD Ryzen atau Intel Core mampu menangani beban kerja tersebut dengan baik.
Beberapa masalah terkait akan terus memengaruhi pengembangan CPU dan berbagai contoh penggunaan di masa mendatang:
Peningkatan penggunaan GPU: Graphics Processing Unit (GPU) adalah sirkuit elektronik yang awalnya dikembangkan untuk smartphone dan konsol video game. Penggunaannya adalah tentang mendorong kecepatan pemrosesan, jadi selain mempercepat kartu grafis, GPU digunakan dalam kegiatan pemrosesan intensif seperti penambangan cryptocurrency dan pelatihan neural networks.
Dorongan untuk memperkecil ukuran: Sejarah perangkat keras komputer didominasi oleh upaya untuk membuat prosesor semakin kecil dan efisien. Komputer awal membutuhkan ruang lantai yang luas dan tabung vakum. Kemudian, CPU menjadi lebih kecil dan lebih efisien dengan diperkenalkannya transistor. Selanjutnya, para ilmuwan komputer menciptakan CPU yang disebut mikroprosesor yang dapat ditempatkan dalam sebuah chip sirkuit terpadu berukuran kecil. Dorongan untuk membuat prosesor yang lebih kecil akan terus berlanjut selama konsumen dan bisnis tetap menginginkan daya pemrosesan yang lebih tinggi dan kecepatan yang lebih cepat.
Proliferasi periferal: Perangkat periferal membantu mengoptimalkan dan meningkatkan fungsionalitas komputasi. Periferal dapat dipasang di bagian luar komputer dan mencakup perangkat seperti keyboard, mouse, scanner, dan printer. Kita dapat mengharapkan lebih banyak periferal baru yang dibuat untuk memenuhi permintaan pelanggan yang terus berkembang.
Masalah keberlanjutan: Ke depannya, masalah konsumsi daya akan menjadi semakin penting. Perusahaan akan menjadi lebih fokus pada solusi hemat energi karena biaya energi meningkat. Ketika penggunaan CPU meningkat secara masif—seperti di pusat data hyperscale, di mana ribuan komputer terhubung dan bekerja tanpa henti—energi yang dikonsumsi sering diukur dalam satuan gigawatt (GW), yang dapat setara dengan konsumsi energi sebuah desa atau kota kecil.
Dalam perkiraan pendapatan prosesor untuk tahun 2022–2028, kelompok analis Yole Intelligence memperkirakan bahwa total nilai pasar prosesor pada tahun 2022 mencapai $154 miliar. Angka total itu termasuk segmen prosesor berikut dan nilainya masing-masing:
Dalam proyeksi untuk tahun 2028, para pakar di Yole memperkirakan pertumbuhan yang signifikan di segmen tertentu, terutama pada AI dan DPU. Yole mengantisipasi pertumbuhan total tahunan sebesar 8%, yang mengarah ke nilai total 2028 yang diharapkan sebesar USD 242 miliar, berdasarkan angka-angka ini:
Selain pertumbuhan substansial pada pasar AI ASIC dan DPU, perkiraan dari Yole Intelligence juga menunjukkan peningkatan yang hampir setara untuk CPU dan GPU dalam periode yang sama, dengan prediksi nilai pasar masing-masing mencapai USD 32 miliar dan USD 33 miliar. Proyeksi ini juga menegaskan peran sentral CPU, karena kategori ini memimpin pasar dan diperkirakan akan terus mendominasi di masa depan, menurut Yole Intelligence.
Dengan lebih dari 200 miliar CPU yang digunakan saat ini, masuk akal untuk menyimpulkan bahwa CPU akan terus ada—mungkin menjadi bagian permanen dari kehidupan manusia di masa depan. Namun, dapat dipastikan bahwa CPU akan terus dikembangkan dan disempurnakan untuk memaksimalkan utilitasnya, terutama untuk sistem berkinerja dan program komputer dengan grafis yang kompleks.
Oleh karena itu, penting untuk berinvestasi dengan cermat saat membeli peralatan yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan komputasi. Sangat penting untuk memiliki perangkat keras yang dapat mengimbangi CPU modern. Server IBM menawarkan fleksibilitas dan kekuatan, memungkinkan Anda mendapatkan kapasitas pemrosesan yang dibutuhkan saat ini dengan potensi pengembangan di masa depan.