Perbedaan x86 dan x64: Kenali Agar Tak Salah Pilih!
https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
https://www.teknojempol.com/p/term-of-service.html
Candra DP
Candra DPDalam dunia komputer, istilah x86 dan x64 seringkali muncul ketika membahas hardware dan software. Keduanya memiliki perbedaan yang signifikan dan berperan besar dalam menentukan kemampuan serta kinerja komputer. Memahami perbedaan antara x86 dan x64 sangat penting agar kalian dapat memilih perangkat atau aplikasi yang tepat sesuai kebutuhan.
Apa bedanya x64 dan x86? Artikel ini bertujuan untuk memberikan pemahaman yang mendalam tentang perbedaan antara arsitektur x86 dan x64. Dengan begitu, kalian menentukan mana yang lebih sesuai untuk kebutuhan komputasi sehari-hari.
Daftar isi
Apa itu Arsitektur x86 dan x64?
Arsitektur x86:
Arsitektur x86 adalah sebuah arsitektur prosesor buatan Intel dan digunakan secara luas di berbagai komputer personal (PC). Nama "x86" berasal dari seri prosesor Intel yang memiliki nomor model dengan akhiran "86", seperti 8086, 80286, 80386, dan 80486.
x86 bit berapa? Arsitektur x86 awalnya tersedia pada prosesor Intel 8086 di tahun 1978 yang menggunakan basis instruksi 16-bit. Pada tahun 1985, Intel meluncurkan prosesor 80386 yang menggunakan instruksi 32-bit. Sejak saat itu, arsitektur x86 mulai terkenal sebagai arsitektur 32-bit.
Seiring berjalannya waktu, arsitektur x86 juga terus berkembang. Termasuk penggunaan istilah i386 atau IA-32 (Intel Architecture 32-bit) yang merujuk pada arsitektur x86 versi 32-bit. Selain itu, muncul iterasi baru seperti i486, i586, dan i686.
Tabel perkembangan awal arsitektur x86 versi 32-bit:
| Generasi | Nama Kode | Fitur Utama |
|---|---|---|
| i386 | 80386 | Dukungan 32-bit pertama |
| i486 | 80486 | Floating-point unit terintegrasi |
| i586 | Pentium | Eksekusi superscalar |
| i686 | Pentium Pro | Eksekusi out-of-order |
Intel merupakan produsen terbesar prosesor x86, diikuti oleh AMD. Pada tahun 1990-an, produsen lain seperti VIA dan Transmeta juga ikut serta memproduksi prosesor yang kompatibel dengan arsitektur x86. Namun sejak tahun 2000-an, banyak produsen termasuk Intel yang beralih ke CPU berbasis 64-bit.
Arsitektur x64 (x86-64):
AMD sebagai salah satu produsen prosesor x86 (dan juga kompetitor Intel), ikut mengembangkan arsitektur x86 dengan menambahkan dukungan komputasi 64-bit. Pada tahun 1999, AMD berhasil memperkenalkan arsitektur x86-64 atau lebih tepatnya arsitektur x86 versi 64-bit.
Prosesor AMD pertama yang menggunakan arsitektur x86-64 adalah AMD Opteron dan AMD Athlon 64 yang meluncur pada tahun 2003. Sebenarnya, Intel sendiri juga mengembangkan arsitektur 64-bit yaitu Intel Itanium (IA-64, Itanium Architecture 64-bit) yang hadir di tahun 2001.
Sayangnya, pasar PC ternyata sulit menerima arsitektur IA-64 karena tidak kompatibel dengan arsitektur x86 yang lebih dulu populer. Alhasil, Intel kemudian mengikuti jejak AMD dengan menggunakan arsitektur x86-64 dan mengaplikasikan pertama kali pada prosesor Pentium 4 (nama kode Prescott) di tahun 2004.
Dalam konteks umum dan pemasaran, arsitektur x86-64 terkenal dengan istilah x64. Sedangkan AMD menamai arsitektur ini dengan istilah AMD64. Intel juga menggunakan istilahnya sendiri yaitu Intel 64.
Arsitektur x86-64 kini menjadi standar pada prosesor komputer desktop dan laptop serta server karena mampu mengakses memori yang lebih besar. Hal ini secara efektif menggantikan arsitektur Intel Itanium (IA-64) yang dukungannya terhenti sejak tahun 2019.
Pada tahun 2023, Intel berencana untuk membangun arsitektur prosesor x86S. Arsitektur ini merupakan pengembangan dari arsitektur x86-64 (Intel 64) yang beroperasi sepenuhnya pada mode 64-bit dengan tambahan mode kompatibilitas 32-bit yang terbatas.
Cara Kerja Arsitektur x86 dan x64
Arsitektur x86 merupakan desain dengan panjang instruksi yang variabel dan termasuk dalam kategori "CISC" (Complex Instruction Set Computing). Desain CISC memungkinkan satu instruksi bisa mengekseskusi dalam beberapa operasi.
Selain itu, arsitektur x86 juga menekankan kompatibilitas ke belakang (backward compatibility) yang artinya instruksi pada prosesor terdahulu tetap tersedia dalam prosesor yang lebih baru.
Arsitektur x86 memungkinkan pengalamatan byte dan penyimpanan dalam memori dengan urutan byte little-endian. Juga memperbolehkan akses memori ke alamat yang tidak selaras untuk hampir semua instruksi. Ukuran asli terbesar untuk aritmetika integer dan alamat memori (atau offset) adalah 16, 32, atau 64 bit, tergantung pada generasi arsitektur.
Prosesor yang lebih baru juga mendukung integer yang lebih kecil. Selain itu, nilai skalar ganda dapat tertangani secara bersamaan melalui unit SIMD (Single Instruction, Multiple Data) yang ada di generasi berikutnya.
Memori dan Instruksi
Pengalamatan dapat diekspresikan sebagai kuantitas 8-bit untuk konteks di rentang −128 hingga 127. Instruksi khas biasanya memiliki panjang 2 atau 3 byte, meskipun ada yang lebih panjang dan ada yang hanya satu byte.
Untuk menghemat ruang pengkodean, sebagian besar register diekspresikan dalam opcode tiga atau empat bit, yang terakhir melalui prefiks opcode dalam mode 64-bit. Hal ini memungkinkan ukuran kode yang kecil, menyaingi mesin 8-bit, serta penggunaan memori cache instruksi yang efisien.
Floating Point dan SIMD
Prosesor 8087 yang memiliki register floating point internal 80-bit, berkembang menjadi prosesor 80387. Register ini kemudian terkenal dengan istilah x87 dan terintegrasi pada prosesor x86 hingga kini.
Desain arsitektur x86 modern juga mengandung unit SIMD. Keberadaan register SIMD memungkinkan prosesor x86 memuat atau menyimpan hingga 128 bit data memori dalam satu instruksi dan melakukan operasi secara paralel.
Pada prosesor Core generasi ke-2, Intel menambahkan instruksi Advanced Vector Extensions (AVX) yang memperlebar register SIMD menjadi 256 bit. Pada prosesor Xeon Phi, Intel menggunakan register SIMD dengan lebar 512 bit.
Selama eksekusi, prosesor x86 menggunakan beberapa langkah dekode tambahan untuk membagi instruksi menjadi mikro-operasi kecil. Mikro-operasi ini diberikan ke unit kontrol yang membuffer dan menjadwalkannya sehingga dapat dieksekusi secara paralel oleh unit eksekusi yang berbeda. Desain x86 modern ini berpipelined, superscalar, dan mampu eksekusi di luar urutan dan spekulatif.
Prosesor x86 modern dapat mengeksekusi beberapa instruksi secara simultan. Contohnya, beberapa CPU Intel (seperti Xeon Foster MP, beberapa Pentium 4, dan prosesor Intel Core) menggunakan mekanisme eksekusi yang bernama HyperThreading Technology (HTT).
Sedangkan CPU AMD Ryzen mendukung mekanisme serupa yaitu Simultaneus Multi-threading (SMT).
Cara Kerja Arsitektur x64 atau x86-64
Arsitektur x64 atau x86-64 memperluas arsitektur x86 berupa mode 64-bit yaitu sejumlah register tambahan hingga menjadi 16 dan panjang register menjadi 64-bit. Ini memungkinkan pengolahan data yang lebih besar dan lebih efisien jika dilakukan dalam mode 64-bit.
Instruksi x86 tetap dapat berjalan pada arsitektur x86-64. Sebab selain mendukung instruksi 64-bit, arsitektur x86-64 juga menyediakan mode kompatibilitas dan mode legacy untuk instruksi x86 32-bit.
Pada arsitektur x86-64, operasi dengan register SIMD lebih banyak terjadi sebab penggunaan instruksi utama yaitu SSE dan SSE2. Meski begitu, register x87 masih tersedia bahkan pada mode 64-bit.
Perbedaan Utama antara Arsitektur x86 dan x64
Ukuran Register:
- x86 versi 32-bit: Menggunakan register berukuran 32-bit dengan jumlah sebanyak 8 register
- x64 (x86-64): Menggunakan register berukuran 64-bit dengan jumlah yang lebih banyak yaitu 16 register. Ukuran dan jumlah register pada arsitektur x64 memungkinkan pengolahan data yang lebih cepat dan lebih efisien, terutama untuk aplikasi yang memerlukan banyak komputasi.
Kemampuan Memori:
- x86 versi 32-bit: Pengalamatan memorinya terbatas hingga 4 GB saja.
- x64 (x86-64): Dapat mendukung lebih dari 4 GB memori, bahkan hingga 16 exabytes secara teoritis. Saat ini, arsitektur x86-64 (x64) baru menggunakan pengalamatan memori hingga 48-bit atau sekitar 256TB.
Kompatibilitas:
- x86 versi 32-bit: Program aplikasi untuk arsitektur x86 versi 32-bit akan berjalan pada prosesor x86 atau x86-64. Namun, tidak akan bisa memanfaatkan keuntungan dari arsitektur x64. Selain itu, arsitektur x86 masih menyediakan kompatibilitas untuk instruksi 16-bit.
- x64 (x86-64): Mampu menjalankan program 64-bit dan 32-bit (melalui mode kompatibilitas). Tetapi, program yang menggunakan arsitektur instruksi x64 tidak dapat berjalan di prosesor x86.
Kinerja:
- x86 versi 32-bit: Biasanya cukup untuk tugas sehari-hari seperti mengedit dokumen dan browsing internet.
- x64 (x86-64): Menawarkan kinerja yang lebih baik untuk aplikasi intensif sumber daya seperti pengeditan video, rendering 3D, dan game berat.
Kompatibilitas Arsitektur x86 dan x64
Arsitektur x64 atau x86-64 kini sangat jauh dominan ketimbang x86 32-bit. Hampir semua sistem operasi modern telah mendukung arsitektur tersebut. Misalnya:
- Microsoft Windows mendukung arsitektur x86-64 sejak Windows XP Professional x64 Edition. Bahkan, mulai seri Windows 8 dan yang lebih baru membutuhkan beberapa instruksi yang hanya tersedia pada prosesor x86-64.
- Windows Server mendukung arsitektur x64 sejak era Windows Server 2003 x64 Edition.
- Kernel Linux bahkan adalah kernel sistem operasi pertama yang mendukung arsitektur x86-64 sejak tahun 2001
- macOS sempat menggunakan arsitektur Intel 64 (x86-64) khususnya sejak seri Mac OS X Tiger. Namun kini setelah beralih ke arsitektur ARM64, dukungan macOS untuk arsitektur x64 mulai ditinggalkan.
Keberlanjutan Arsitektur x86
Hingga tahun 2019, Intel masih memproduksi prosesor x86 melalui platform mikrokontroler Intel Quark. Meskipun penggunaannya menurun, arsitektur x86 tetap penting karena dukungannya terhadap software lama dan aplikasi yang hanya membutuhkan komputasi 32-bit.
Beberapa sistem operasi modern yang masih mendukung arsitektur x86 32-bit misalnya Microsoft Windows hingga Windows 7 dan Windows Server hingga Windows Server 2008.
Kesimpulan
Dari pengalaman kami, menggunakan arsitektur x64 memberikan kinerja yang lebih baik untuk aplikasi berat. Tetapi, arsitektur x86 masih relevan untuk penggunaan sehari-hari yang lebih ringan.
Pahami kebutuhan komputasi kalian sebelum memilih antara x86 dan x64. Apakah kalian lebih fokus pada tugas sehari-hari atau membutuhkan kinerja maksimal untuk aplikasi berat?
Apakah kalian pernah merasakan perbedaan signifikan dalam penggunaan komputer dengan arsitektur x86 dan x64? Coba evaluasi kebutuhan dan pertimbangkan upgrade hardware jika memang perlu.
