Cara Kerja Mini PC

Pada tahun 1940-an, University of Pennsylvania membangun Electronic Numerical Integrator and Computer, yang lebih dikenal sebagai ENIAC. Itu adalah salah satu komputer elektronik, tujuan umum paling awal dan itu adalah monster. Beratnya sekitar 30 ton (27,2 metrik ton), dengan setengah juta koneksi terprogram dan ribuan tabung vakum membentuk sirkuit [sumber: Avery ].

Lewati beberapa dekade ke tahun 1970-an dan kelahiran komputer pribadi. Kerja keras bertahun-tahun dari para insinyur komputer memungkinkan kami untuk memanfaatkan kekuatan komputer dari meja rumah. Komputer pribadi awal itu primitif menurut standar saat ini - yang paling awal hanya dapat menyimpan informasi pada disk eksternal atau pita magnetik.

Pada 1980-an, kami melihat komputer laptop pertama masuk ke rak-rak toko. Ini bukan komputer portabel ramping yang biasa kita bawa hari ini. Mereka kikuk, berat dan memiliki fungsi terbatas. Seiring waktu, perangkat ini akan menjadi lebih kuat namun lebih ringan dan tidak terlalu rumit.

Saat ini, Anda dapat membawa smartphone dengan daya komputasi lebih besar daripada ENIAC. Bahkan PC desktop telah menyusut selama bertahun-tahun. Meskipun Anda masih dapat menemukan PC menara yang dirancang untuk aplikasi kelas atas, banyak komputer hanya sedikit lebih besar dari ponsel. Dan Anda bahkan dapat menemukan komputer dalam bentuk USB thumb drive.

Pada artikel ini, kita akan melihat komputer kecil yang menjadi masalah besar. Perangkat ini mungkin seukuran papan sirkuit atau bahkan lebih kecil. Bagaimana para insinyur dapat mengemas komputer lengkap pada sesuatu yang sangat kecil?

1. Masalah Besar Tentang Menjadi Lebih Kecil
2. Anatomi Mini PC
3. Apa yang Anda Tidak Akan Menemukan
4. Karena kita bisa!
5. Catatan Penulis

Untuk memahami bagaimana sebuah PC dapat masuk ke dalam sesuatu yang kecil seperti stik USB , kita perlu melihat sejarah miniaturisasi dalam industri komputer. Salah satu perkembangan paling penting untuk komputer -- dan elektronik pada umumnya -- terjadi di laboratorium pada tahun 1947.

Saat itulah John Bardeen, William Shockley dan Walter Brattain menciptakan transistor pertama. Mereka bekerja untuk Bell Laboratories dan telah bereksperimen dengan kristal germanium, bahan semikonduktor awal yang digunakan menjelang akhir Perang Dunia II. Brattain membungkus sepotong emas tipis di sekitar ujung potongan plastik segitiga, meninggalkan celah tepat di ujung ujungnya. Dia menangguhkan segitiga plastik sehingga nyaris tidak bersentuhan dengan kristal germanium.

Brattain menemukan bahwa jika dia menerapkan tegangan ke satu sisi strip emas, itu akan keluar di sisi lain sebagai arus yang diperkuat. Meskipun transistor awal ini bukan komponen praktis untuk perangkat elektronik, transistor ini membuka jalan untuk mengganti tabung vakum. Karena tabung vakum berukuran besar dan mengeluarkan banyak panas, ini membuka peluang baru untuk desain komputer.

Selama beberapa tahun, para insinyur menyempurnakan desain transistor. Akhirnya, mereka mampu mengecilkan transistor sehingga bisa muat pada sebuah chip kecil bahan semikonduktor -- yang dalam beberapa hal bertindak sebagai konduktor dan dalam hal lain sebagai isolator.

Kemudian, pada tahun 1965, seorang pria bernama Gordon Moore membuat pengamatan yang akan menjadi semacam ramalan yang terpenuhi dengan sendirinya. Dia mencatat bahwa dalam rentang waktu tertentu - tergantung pada siapa Anda bertanya dan kapan, periode berkisar antara 18 dan 24 bulan - peningkatan teknologi dan proses manufaktur memungkinkan jumlah komponen diskrit pada inci persegi (6,5 sentimeter persegi) wafer silikon menjadi dua kali lipat. Dia melihat bahwa perusahaan yang merancang chip akan menemukan cara baru untuk membuat komponen yang lebih kecil dan kemudian mengoptimalkan proses manufaktur sehingga lebih masuk akal secara finansial untuk membangun chip yang lebih kuat. Hari ini, kita menyebut pengamatan ini Hukum Moore.

Salah satu cara untuk menafsirkan Hukum Moore adalah dengan mengatakan bahwa prosesor komputer berlipat ganda dalam kekuatan pemrosesan setiap 18 bulan atau lebih. Cara lain adalah dengan mengatakan bahwa pada akhir rentang waktu 18 bulan, para insinyur akan menemukan cara untuk menjejalkan transistor dua kali lebih banyak ke wafer silikon seperti yang mereka lakukan ketika mereka mulai. Namun cara lain adalah dengan mengatakan bahwa ukuran komponen diskrit pada prosesor menjadi lebih kecil secara dramatis setiap 18 bulan.

Ini berarti bahwa komputer kita tidak hanya menjadi lebih kuat -- jauh lebih kuat daripada monster seukuran gedung sejak awal komputasi -- tetapi juga semakin kecil. Dan jika Anda bersedia mengorbankan beberapa fitur demi ukuran, Anda memang bisa mendapatkan yang sangat kecil.

Ada fitur-fitur tertentu yang dibutuhkan setiap komputer agar dapat bekerja. Pertama, komputer membutuhkan daya. Dasar komputasi adalah dalam menyalurkan elektron untuk mengalir melalui sirkuit. Kami mengandalkan kabel daya dan baterai untuk PC biasa. Tetapi PC mini mungkin tidak memiliki baterai terpasang atau tempat untuk mencolokkan kabel daya. Sebaliknya, itu mungkin menarik daya melalui koneksi USB. Antarmuka USB memungkinkan transfer data dan daya. Jika mini PC berbentuk stik USB, mencolokkan komputer ke layar yang dialiri daya atau hub USB dapat menyediakan daya yang dibutuhkan komputer untuk beroperasi.

Sebuah komputer membutuhkan prosesor . Tugas prosesor adalah mengambil data dan melakukan operasi pada data untuk mendapatkan hasil. Hasil itu bisa berupa apa saja, mulai dari menampilkan gambar di layar hingga mensimulasikan fisika kompleks. Prosesor modern dapat memiliki banyak inti, artinya prosesor dapat bekerja pada lebih dari satu rangkaian operasi sekaligus. Dengan jenis masalah komputer tertentu, ini mengurangi waktu pemrosesan. Banyak PC mini bergantung pada prosesor berbasis mikroprosesor komputer (ARM) dengan set instruksi yang lebih rendah -- yang cenderung kecil dan hemat energi, menghasilkan lebih sedikit panas daripada prosesor yang lebih kuat.

Komputer juga membutuhkan memori untuk menyimpan data. Prosesor dapat memanggil data yang disimpan di dalam memori dan melakukan operasi di dalamnya. Ada dua kategori utama memori. Memori hanya-baca (ROM) tidak dapat diubah dan tidak mudah menguap. Itu berarti Anda tidak dapat mengubah apa yang disimpan di ROM dan informasinya tidak akan hilang bahkan jika komputer kehilangan daya. ROM di komputer biasanya menyimpan program tingkat sistem seperti sistem input/output dasar (BIOS) , yang menyediakan serangkaian instruksi yang dibutuhkan komputer untuk boot.

Jenis memori lain yang diandalkan komputer disebut memori akses acak (RAM) . RAM komputer menyimpan data dengan menerapkan muatan listrik kecil ke serangkaian sel memori. Informasi di dalam RAM hanya ada selama prosesor membutuhkannya -- RAM dapat digunakan kembali sesuai dengan kebutuhan prosesor.

Mini PC juga membutuhkan media penyimpanan yang dapat menyimpan informasi seperti sistem operasi komputer. Memori flash -- memori non-volatil yang datang dalam bentuk sirkuit terpadu -- membutuhkan sedikit ruang dan tidak memiliki bagian yang bergerak.

Untuk melakukan lebih dari satu set tugas yang sempit, komputer membutuhkan sistem operasi. Tugas sistem operasi adalah bertindak sebagai platform untuk program lain dan mengalokasikan sumber daya fisik komputer untuk program tersebut.

Terakhir, PC memerlukan semacam antarmuka fisik yang memungkinkan Anda menghubungkannya ke perangkat lain seperti layar, keyboard, dan periferal lainnya. Beberapa PC mini mengandalkan koneksi USB. Orang lain mungkin memasukkan standar seperti HDMI. Melalui port ini, komputer dapat berkomunikasi dengan perangkat lain. Beberapa memiliki beberapa port -- satu versi komputer Raspberry Pi memiliki dua port USB, port Ethernet, RCA-video out, jack audio, dan port HDMI.

Untuk menjejalkan seluruh komputer ke papan sirkuit atau di thumb drive, Anda harus melepaskan beberapa fitur. Salah satunya adalah sistem pendingin. Papan sirkuit atau thumb drive tidak dapat menampung kipas atau rig pendingin air. Dan itu bisa menjadi masalah -- komputasi menghasilkan panas. Itu karena komputasi bergantung pada listrik dan metode kami memanfaatkan listrik tidak sempurna. Kita selalu kehilangan energi dalam bentuk panas -- kabel dan sambungan memanas saat listrik mengalir melaluinya. Dengan terlalu banyak panas, sistem dapat rusak -- jalur meluas, koneksi terputus, dan komputer berhenti bekerja.

Itulah salah satu alasan sebagian besar komputer ini menggunakan prosesor berbasis ARM. Prosesor berbasis ARM sangat ideal untuk perangkat seluler kecil. Mereka kecil dan efisien. Mereka mungkin tidak mengukur kecepatan pemrosesan CPU yang canggih , tetapi mereka masih bisa mengemas pukulan data-crunching.

Banyak dari PC kecil ini juga tidak memiliki jam waktu nyata (RTC) . RTC adalah perangkat penunjuk waktu di komputer Anda yang terus bekerja bahkan setelah Anda matikan. Itu sebabnya jam komputer Anda menjaga waktu baik seluruh komputer hidup atau tidak. RTC menarik daya dari baterai khusus. Tetapi sementara para insinyur telah mengurangi ukuran komponen seperti memori dan prosesor, teknologi baterai tidak mengimbanginya. Baterai akan menambah lebih banyak curah dan panas ke sistem, sehingga PC mini mungkin tidak menyertakannya.

Mungkin elemen yang paling jelas hilang dari mini PC adalah antarmuka fisik yang kita andalkan untuk memasukkan dan menerima data dari komputer. Ini termasuk tampilan dan antarmuka seperti keyboard, mouse, track pad atau layar sentuh. Beberapa PC mini mendukung standar Bluetooth, memungkinkan Anda menggunakan periferal Bluetooth. Jika tidak, Anda mungkin memerlukan hub USB untuk menyambungkan aksesori ke PC mini.

Semua dalam Kartu

Daripada menyertakan ruang penyimpanan onboard, beberapa PC mini mungkin mengharuskan Anda untuk menyediakan sistem operasi pada kartu Secure Digital (SD).

Kita dapat menjejalkan semua komponen terpenting komputer ke dalam faktor bentuk kecil, tetapi mengapa ada orang yang mau melakukannya?

Salah satu alasannya adalah untuk memproduksi komputer murah. Karena PC ini dipreteli hingga komponen minimum yang diperlukan untuk memiliki komputer yang berfungsi, harganya cenderung murah. Beberapa, seperti Raspberry Pi, bahkan tidak memiliki kasing atau penutup pelindung. Harga yang lebih rendah memberi orang dan organisasi yang biasanya tidak mampu membeli komputer pilihan untuk membelinya.

Kenyamanan adalah faktor lain. Komputer ini sangat portabel. Meskipun mereka mungkin tidak memiliki banyak penyimpanan internal, memasangkan PC mini dengan layanan Web dan opsi penyimpanan cloud dapat menjadikannya mesin yang dapat diservis. Gamer tidak akan terburu-buru untuk membelinya, dan siapa pun yang perlu menggunakan perangkat lunak yang haus sumber daya akan ingin melewatkannya, tetapi untuk tugas komputasi sederhana, mereka mungkin merupakan pilihan yang sempurna.

Beberapa desainer mini PC merancang mesin mereka dengan tujuan untuk mempromosikan pendidikan. Seiring waktu, komputer menjadi lebih kompleks, dan sistem operasi menjadi lebih canggih. Sistem operasi yang mengandalkan antarmuka pengguna grafis (GUI) secara efektif menyembunyikan semua pemrosesan di balik grafik. Tetapi dengan PC seperti Raspberry Pi, semua kerumitan itu hilang.

Itu berarti siswa memiliki kesempatan untuk mempelajari cara kerja pemrograman dari lapisan fisik pada papan sirkuit ke ranah virtual bahasa pemrograman. Rendahnya biaya Raspberry Pi dan komputer serupa memberi sekolah dan lembaga pembelajaran lainnya kesempatan untuk menyediakan komputer yang berfungsi bagi siswa.

Tren miniaturisasi tidak menunjukkan tanda-tanda akan berhenti. Dalam dekade lain, telepon yang Anda bawa mungkin membuat PC rumahan tercepat saat ini malu. Dan siapa yang tahu? Mungkin saat itu semua komputer akan cukup kecil untuk dimasukkan ke dalam saku Anda.

Saya menyukai ide di balik komputer Raspberry Pi segera setelah saya mendengarnya. Mesin murah tanpa embel-embel yang dirancang untuk mendorong siswa belajar pemrograman sangat brilian. Kemudian saya mempelajari komputer kecil lainnya seperti Cotton Candy dari FXI Technologies atau komputer Rikomagic dari Aliexpress. Sekarang kita dapat memasukkan lusinan komponen -- termasuk chip WiFi dan Bluetooth -- pada papan sirkuit kecil bersama dengan komponen dasar komputer. Saya harap ini berarti lebih banyak orang akan memiliki akses ke komputer dasar dan saya tidak sabar untuk melihat apa yang akan terjadi selanjutnya.

Artikel Terkait

Sumber