ELEKTRO INDONESIA Edisi ke Lima, November 1996
Dari kedua cara pengembangan teknologi RISC, memang kini dapat diakui bahwa kemajuan yang dicapai dengan cara perbaikan dalam sistem arsitekturnya jauh lebih besar daripada yang didapatkan dari pengembangan bahan materialnya. Malahan sekarang ini sudah dikatakan tidak ada lagi orang yang mencoba untuk menelusuri pengembangan teknologi GaAs untuk teknologi RISC.
Vitesse Semiconductor Corporation yang berlokasi di Camarillo, California, pernah mencoba menerapkan teknologi proses GaAs untuk membuat very high speed digital GaAs VLSI. Produknya berupa chip set yang dibuat berdasarkan teknologi GaAS DCFL logic. Sirkuitnya dibentuk di atas teknologi gate array ASIC dengan kapasitas 1.4 juta transistor (atau sekitar 650 ribu raw gates). Teknologi proses yang digunakan adalah self align GaAs MESFET. Kepadatan sirkuitnya mencapai tingkat yang sama dengan chip Intel 80486 yang waktu itu sangat populer. Teknologi DCFL dipilih karena dapat memberikan kecepatan yang lumayan (200-300 MHz external clock frequency) dengan konsumsi energi yang tidak terlalu tinggi (sekitar 40-60 Watts per chip). Hal ini memungkinkan terciptanya generasi pertama “air-cooled” GaAs super computer yang dibuat oleh Convex Super Computer yang berlokasi di Richardson, Texas. Dalam prakteknya, Convex memenangkan perlombaan dengan Cray Computer yang pada saat itu berlomba dengan Convex untuk membuat GaAs super computer. Cray Computer mencoba membuat super computer yang jauh lebih cepat (1.2 Ghz clock frequency) dengan menggunakan teknologi SCFL logic yang konsumsi energinya sangat tinggi sehingga memerlukan liquid coolant. Hal ini mengakibatkan semakin sulit dan tinggi biaya pembuatan super computer tersebut. Selama ini Cray tidak pernah menjual satupun GaAs super computer yang dibuatnya. Walaupun Convex sukses dalam membuat dan berhasil memasarkan GaAs super computer, umurnya tidak terlalu lama karena dengan cepat sekali tergeser oleh massively parallel super computer yang saat itu namanya tengah menanjak dengan cepat karena biaya pembuatannya jauh lebih murah daripada GaAs vector processors dan throughputnya sangat tinggi. Juga saat itu teknologi proses GaAs yang digunakan oleh Vitesse Semiconductor masih dalam tahap pematangan yang berakibat mahalnya ongkos produksi.
Pada dasarnya, teknologi GaAs tidak cocok untuk membuat produk RISC. Hal ini dikarenakan tingginya power budget. Mobilitas elektron di GaAs itu jauh lebih tinggi daripada di silikon (sekitar 4 kali lebih cepat). Arus di dalam GaAs transistor pun akibatnya jauh lebih tinggi. Dengan arus yang jauh lebih tinggi ini, tidak mungkin tingkat integrasinya dapat bersaing dengan silikon CMOS yang rata-rata konsumsi energinya lebih rendah. Untuk tingkat integrasi yang sama, GaAs DCFL VLSI akan memakan lebih banyak power daripada Silikon CMOS VLSI, walapun speed-power productnya menunjukan bahwa GaAs itu lebih efisien daripada Silikon CMOS. Alasan keduanya, adalah pada dasarnya GaAs VLSI itu jauh lebih sulit dibuat daripada Silikon VLSI secara sains dan manufacturabilitynya. Untuk masa yang akan datang GaAs VLSI akan lebih banyak digunakan untuk membuat high speed communication products seperti ATM switches, Fiber channel physical interface, gigabit ethernet, high speed multiplexers, optical fiber repeaters dan juga tentunya RF products seperti MMIC dan broadband RF amplifiers.
Dengan pengembangan di dalam sistem arsitekturnya, teknologi RISC telah berkembang dengan sangat pesat sekali. Beberapa tahun yang lalu (1993), PowerPC 601 yang dibuat dengan 0.65 um CMOS teknologi yang berisikan sekitar 2 juta transistor berhasil dibuat dan dipasarkan oleh IBM dan Motorola. Saat itu clock speed yang 60 MHz terasa sudah sangat cepat sekali. Dengan pesatnya teknologi integrasi di dalam bidang teknologi CMOS, sekarang ini PowerPC 604E yang dibuat dengan 0.35 um CMOS teknologi yang berisikan 8 juta transistor dan dengan clock speed yang mencapai 230 MHz sudah dapat diproduksi dalam jumlah yang sangat besar. Besar logic sub-systemnya tidak berkembang terlalu pesat. Sebagian besar dari 8 juta transistor tersebut digunakan untuk on-chip cache dan beberapa peripheral sub-systemnya. Menurut uji coba yang terakhir, 200 MHz PowerPC 604E masih lebih cepat daripada 200 MHz Pentium Pro dengan keduanya sama-sama menggunakan Windows NT 3.51 OS. Akhir tahun 1997 generasi PowerPC yang berikutnya akan dibuat dengan 0.25 um CMOS teknologi dengan jumlah transistor yang mencapai 30 juta transistor. Diperkirakan clock frequencynya dapat mencapai 400-500 MHz. Perkembangan dalam sistem arsitekturnya pun akan menghasilkan motherboard yang dapat bekerja dengan Windows NT, Macintosh dan Unix operating systems dengan menggunakan standard CHRP (Common Hardware Reference Platform).
Sebetulnya yang lebih menakjubkan lagi adalah dalam kenyataannya teknologi RISC itu tidak hanya diterapkan ke dalam komputer saja seperti di bidang mikro prosesor, tetapi juga tanpa sepengetahuan kita kini telah diterapkan ke dalam embeded mikro kontroler chips yang dapat berisikan A/D & D/A convertors, DSP (digital signal processor) sub-system, ROM code block, embeded SRAM, dan embeded NVRAM seperti flash memory. Chip yang menggunakan embeded RISC micro controller ini telah dapat ditemukan di dalam high performance audio system, digital cellular telephone, power train engine controllers, equipment controllers dan lain-lainnya. Sudah jelas sekali bahwa teknologi silikon CMOS akan tetap jaya selama paling sedikitnya 10 tahun mendatang. Ini dikarenakan kemampuannya untuk memadukan berbagai fungsi yang dulunya memerlukan beberapa chip ke dalam satu chip yang serba guna, multi fungsi dan juga field re-programmable (dapat diprogram berkali-kali di tempat).
J. Suryanata adalah Senior System Engineer Motorola Cellular Infrastructure Group & Motorola MOS-12 Die Production, Member of Technical Staff Vitesse Semiconductor Corporation 1991-1994.
E-mail : mailto:angkasa@worldnet.att.net