16-bit

Dalam arsitektur komputer, integer (bilangan bulat) 16-bit, alamat memori, atau unit data lainnya adalah yang memiliki lebar 16 bit (2 oktet). Selain itu, arsitektur unit pemroses pusat (CPU) dan unit aritmatika logika (ALU) 16-bit adalah arsitektur yang didasarkan pada register, bus komputer, atau bus data dengan besar tersebut. Komputer mikro 16-bit adalah komputer mikro yang menggunakan mikroprosesor 16-bit.

Artikel ini membutuhkan rujukan tambahan agar kualitasnya dapat dipastikan. (Maret 2023)

Register 16-bit dapat menyimpan 2¹⁶ nilai yang berbeda. Rentang nilai bilangan bulat yang dapat disimpan dalam 16 bit bergantung pada representasi bilangan bulat yang digunakan. Dengan dua representasi yang paling umum, rentangnya adalah 0 hingga 65.535 ( 2¹⁶ − 1) untuk representasi sebagai bilangan biner (tidak bertanda), dan −32.768 (−1 × 2¹⁵ ) hingga 32.767 (2¹⁵ − 1) untuk representasi sebagai komplemen dua . Karena 2¹⁶ adalah 65.536, prosesor dengan alamat memori 16-bit dapat langsung mengakses 64 KiB (65.536 bita) memori yang dapat diakses per bita. Jika sistem menggunakan segmentasi dengan offset segmen 16-bit, lebih banyak memori dapat diakses.

MIT Whirlwind (ca 1951)^[1]^[2] kemungkinan besar merupakan komputer 16-bit pertama. Komputer ini memiliki ukuran kata yang tidak biasa untuk era tersebut; sebagian besar sistem menggunakan kode karakter enam bit dan menggunakan panjang kata yang merupakan kelipatan dari 6-bit. Hal ini berubah dengan upaya untuk memperkenalkan ASCII, yang menggunakan kode 7-bit dan secara alami mengarah pada penggunaan kelipatan 8-bit yang dapat menyimpan satu karakter ASCII atau dua digit desimal berkode biner.

Panjang kata 16-bit menjadi lebih umum pada tahun 1960-an, terutama pada sistem minikomputer. Komputer 16-bit awal (ca 1965–70) termasuk IBM 1130,^[1] HP 2100,^[3] Data General Nova,^[4] dan DEC PDP-11.^[5] Mikroprosesor 16-bit awal, yang sering dimodelkan pada salah satu platform mini, mulai muncul pada tahun 1970-an. Contoh (ca 1973–76) termasuk National Semiconductor IMP-16 lima chip (1973), NEC μCOM-16 dua chip (1974), Western Digital MCP-1600 tiga chip (1975), dan Toshiba T-3412 lima chip (1976).

Mikroprosesor 16-bit chip tunggal awal (ca 1975–76) termasuk Panafacom MN1610 (1975),^[1]^[6]^[7] National Semiconductor PACE (1975), General Instrument CP1600 (1975), Texas Instruments TMS9900 (1976), Ferranti F100-L, dan HP BPC . Prosesor 16-bit terkenal lainnya termasuk Intel 8086, Intel 80286, WDC 65C816, dan Zilog Z8000. Intel 8088 kompatibel secara biner dengan Intel 8086, dan merupakan 16-bit karena registernya memiliki lebar 16 bit, dan instruksi aritmatika dapat beroperasi pada kuantitas 16-bit, meskipun bus eksternalnya adalah 8 sedikit lebar.

Prosesor 16-bit hampir sepenuhnya digantikan di industri komputer pribadi, dan digunakan lebih sedikit daripada CPU 32-bit (atau 8-bit) dalam aplikasi tertanam.

Prosesor Motorola 68000 dan Intel 386SX 16/32-bit

Motorola 68000 terkadang disebut 16-bit karena cara penanganannya terhadap aritmatika dasar. Set instruksinya didasarkan pada angka 32-bit dan register internalnya berjumlah 32. lebarnya bit, jadi menurut definisi umum, 68000 adalah desain 32-bit. Secara internal, aritmatika 32-bit dilakukan menggunakan dua operasi 16-bit, dan ini menyebabkan beberapa deskripsi sistem sebagai 16-bit, atau "16/32".

Solusi semacam itu memiliki sejarah panjang di bidang komputer, dengan berbagai desain yang melakukan perhitungan matematika bahkan satu bit pada satu waktu, yang dikenal sebagai "aritmatika serial", sementara sebagian besar desain pada tahun 1970-an memproses setidaknya beberapa bit pada satu waktu. Contoh umum adalah Data General Nova, yang merupakan desain 16-bit yang melakukan perhitungan matematika 16-bit sebagai serangkaian empat operasi 4-bit. 4-bit adalah ukuran kata dari ALU chip tunggal yang tersedia secara luas dan dengan demikian memungkinkan implementasi yang murah. Menggunakan definisi yang diterapkan pada 68000, Nova akan menjadi komputer 4-bit, atau 4/16. Tidak lama setelah diperkenalkannya Nova, versi kedua diperkenalkan, SuperNova, yang mencakup empat ALU 4-bit yang berjalan secara paralel untuk melakukan perhitungan matematika 16-bit. bit demi bit dan karenanya menawarkan kinerja yang lebih tinggi. Hal ini tidak terlihat oleh pengguna dan program, yang selalu menggunakan instruksi dan data 16-bit. Dengan cara yang serupa, anggota keluarga 68000 selanjutnya, dimulai dengan Motorola 68020, memiliki ALU 32-bit.

Seseorang juga mungkin menemukan referensi tentang sistem yang berbasis 16-bit atau tidak, berdasarkan ukuran lain. Salah satu yang umum adalah ketika ruang alamat tidak memiliki ukuran bit yang sama dengan register internal. Sebagian besar CPU 8-bit tahun 1970-an termasuk dalam kategori ini; MOS 6502, Intel 8080, Zilog Z80, dan sebagian besar lainnya memiliki ruang alamat 16-bit yang menyediakan 64 bit. KiB ruang alamat. Ini juga berarti manipulasi alamat membutuhkan dua siklus instruksi. Karena alasan ini, sebagian besar prosesor memiliki mode pengalamatan 8-bit khusus, halaman nol, yang meningkatkan kecepatan. Perbedaan semacam ini antara ukuran register internal dan ukuran alamat eksternal tetap ada pada tahun 1980-an, meskipun seringkali terbalik, karena biaya memori pada era tersebut membuat mesin dengan pengalamatan 32-bit, 2 atau 4 GiB, suatu hal yang secara praktis mustahil. Misalnya, 68000 hanya mengekspos 24 bit pengalamatan pada DIP, membatasinya hingga 16 bit yang masih sangat besar (untuk era itu). MiB.^[1]

Analisis serupa berlaku untuk pengganti CPU Intel 80286, yang disebut 386SX, yang merupakan prosesor 32-bit dengan ALU 32-bit dan jalur data internal 32-bit dengan bus eksternal 16-bit dan pengalamatan 24-bit dari prosesor yang digantikannya.

Arsitektur 16-bit

Prosesor Motorola 68000 dan Intel 386SX 16/32-bit

Aplikasi 16-bit

Pengendali mikro 16-bit

Daftar CPU 16-bit

Lihat pula

Referensi

Wikiwand - on