Kisah Apple dan Google Menjadi Pengembang Silicon Terbaik di Dunia

Oleh: Ahmad Zaenudin - 29 Oktober 2021
Dibaca Normal 4 menit
Sukses dengan M1, Apple merilis M1 Pro dan M1 Max. Google menyusul dengan merilis Tensor, System-on-Chip yang tersemat dalam Pixel.
tirto.id - Pada akhir 1970-an, Apple bertransformasi dari perusahaan rintisan alakadarnya yang beroperasi di garasi rumah Steve Jobs menjadi perusahaan sungguhan. Apple II, komputer penerus Apple I yang dirancang secara manual oleh Steve Wozniak, adalah biang kesuksesan ini karena laku terjual sebanyak 210.000 unit. Namun, Apple sadar bahwa setiap kesuksesan memiliki titik akhir.

Sejak akhir dekade tersebut, Apple mulai bersiasat menciptakan produk baru sebagai suksesor Apple II. Pertama, mereka menciptakan Apple III. Namun sebagaimana tertuang dalam biografi Steve Jobs yang ditulis Walter Isaacson (2011), proses penciptaan Apple III penuh tantangan. Di satu sisi, Jobs selalu memaksa ingin membuat komputer yang ringkas dengan desain ciamik. Sementara di sisi lain, para teknisi Apple yang berpihak kepada Steve Wozniak menginginkan komputer ala kaum geek dengan banyak port dan banyak peripheral, yang tak bisa mereka lakukan saat membuat Apple II.

Karena buntu, Jobs membuka proyek suksesor Apple II yang lain. Dimulai dengan keputusannya merekrut dua teknisi komputer asal Hewlett-Packard (HP) dan seorang mahasiswa doktoral di bidang neurosaintis bernama Bill Atkinson, proyek penciptaan komputer bernama LISA alias "local integrated system architecture" pun dimulai. Selain LISA, Apple juga menjalankan proyek lain, yaitu Macintosh.

Dirilis pada 1984, sebagaimana dipaparkan Steven Levy dalam Insanely Great (1994), Macintosh merupakan "simbol kebebasan intelektual". Memanfaatkan prosesor 68000 buatan Motorola yang dapat bekerja hingga 6 megahertz, memori sebesar 128 kilobyte, dan terintegrasi langsung dengan layar monokrom berukuran 9 inci, Macintosh menjadi komputer pertama yang "merangsek dalam struktur kehidupan manusia sehari-hari".

Macintosh mengubah komputer yang sebelumnya dianggap sebagai ranah misterius atau fiksi ilmiah yang hanya dimanfaatkan sosok jenius menjadi perkakas sehari-hari seperti palu. Menurut Erik Sandberg-Diment dalam ulasannya untuk The New York Times, "Macintosh berhasil mengubah orientasi penggunaan komputer, dari berbasis teks (command-line interface) menjadi visual."

Ingin membuat Macintosh abadi, Apple melakukan serangkaian pembaruan dengan mengutak-atik spesifikasi komputer ini. Selain meningkatkan kapasitas memori dari 128 kilobyte menjadi 512 kilobyte (Macintosh 512K) dan 1 megabyte (Macintosh Plus), Apple juga mengganti prosesor yang disematkan. Tak puas dengan kemampuan 68000, PowerPC buatan IBM akhirnya menjadi pilihan. Namun, karena IBM tak mengembangkan lebih jauh prosesor buatannya, sejak 2006 segala lini komputer Macintosh (Macbook, iMac, Mac Pro) beralih menggunakan prosesor buatan Intel.

Karena menggunakan prosesor buatan perusahaan lain, Apple kesulitan mengoptimalkannya. Terlebih, sejak 2005 terjadi krisis kepemimpinan di tubuh Intel. Ahli ekonomi bernama Paul Otellini yang tak tahu-menahu urusan teknis, didaulat menjadi chief executive officer (CEO) Intel. Meskipun Otellini kemudian digantikan oleh seorang teknisi bernama Brian Krzanich, dan Krzanich juga digantikan oleh Robert Swan karena memiliki hubungan asmara dengan anak buahnya, namun Intel tetap gagal dan tertinggal dalam mengembangkan generasi terbaru prosesor.

Pada 2010, Steve Jobs mengatakan bahwa Apple harus menciptakan prosesor sendiri (dalam konteks iPhone) untuk dapat bertahan hidup, karena Samsung dianggap tidak memberikan kemampuan terbaiknya (dalam membuat prosesor iPhone generasi pertama hingga ketiga). Di bawah kepemimpinan Tim Cook, Apple melakukan langkah serupa untuk Mac, membuat prosesor buatannya sendiri dan mencampakkan Intel.

"Keputusan ini dilakukan agar kami dapat menciptakan produk yang jauh lebih baik," tegas Cook, CEO Apple, tentang strateginya menendang prosesor Intel dari Mac di acara Apple Worldwide Developer Conference (WWDC) pada Juni 2020.


Mengembangkan Prosesor Sendiri

Prosesor buatan Apple yang menggantikan Intel dalam tubuh Mac adalah Apple A Series, System-on-Chip (SoC) yang tersemat dalam iPhone dan iPad. Awalnya, banyak yang ragu prosesor ponsel dapat menggantikan posisi prosesor komputer (x86). Terlebih, aplikasi-aplikasi komputer umumnya membutuhkan tenaga yang lebih besar. Namun, tatkala A Series berhasil disulap menjadi M1 oleh Apple pada akhir 2020, segala keraguan sirna. M1, seperti yang pernah saya ulas, sangat memesona.

Karena menolak arsitektur Complex Instruction Set Computer (CISC), Apple mengembangkan prosesor buatannya menggunakan teknologi ARM, yang menggunakan arsitektur reduced instruction set computing (RISC).

Sarah L. Harris dalam In Praise of Digital Design and Computer Architecture: ARM Edition menyebut bahwa makna arsitektur dalam prosesor "merupakan sudut pandang programmer melihat komputer, yang ditentukan oleh set instruksi." Instruksi dalam prosesor merupakan "kata" yang digunakan untuk "memerintah", seperti READ, WRITE, atau DELETE. Dan kumpulan kata untuk memerintah ini disebut sebagai set instruksi.

Komunikasi manusia dengan komputer menggunakan bahasa mesin yang diciptakan memakai sistem angka basis dua alias binari. Dalam binari, komputer hanya mengerti 1 dan 0 yang direpresentaskan melalui satu unit transistor. Tentu jika hanya menggunakan satu unit transistor, komputer tidak dapat digunakan. Namun jika Anda mengingat pelajaran Matematika di tingkat SD, dengan hanya menggunakan empat transistor, akan muncul 16 kemungkinan berbeda atas kombinasi 1 dan 0.

Apple M1 memiliki 16 miliar transistor di dalamnya. Pelbagai kombinasi 1 dan 0 yang berbeda itu ditranslasikan untuk merepresentasikan segala huruf, angka, karakter, hingga perintah spesifik (seperti READ, WRITE, atau DELETE) melalui American Standard Code for Information Interchange (ASCII). Kombinasi "01100001" misalnya, merepresentasikan huruf "a" kecil yang dikenal manusia.

Prosesor perlu dukungan modul-modul lain untuk dapat bekerja dan mengeksekusi perintah manusia, seperti menggunakan memori. Dan kerjasama prosesor dengan modul-modul lain juga dilakukan dengan biner. Artinya, hanya "01100001" tidak lantas memunculkan huruf "a" di monitor, prosesor perlu berkomunikasi dengan memori dan monitor untuk memunculkan huruf tersebut. Dan bukan hanya huruf, jika Anda menilik lebih dalam segala konten digital seperti foto dan video, sesungguhnya tercipta melalui kombinasi 1 dan 0.

ARM menyederhanakan set instruksi ini. Menurut Harris, untuk mengeksekusi 64 perintah spesifik (seperti READ, WRITE, dan ADD), prosesor berarsitektur ARM hanya butuh 6 bit (enam kombinasi berbeda dari 1 dan 0). Di sisi lain, prosesor berarsitektur x86 membutuhkan 8 bit.

Mengapa disederhanakan? Merujuk studi berjudul "Towards Green Data Centers: A Comparison of x86 and ARM Architectures Power Efficiency" yang ditulis Rafael Vidal Aroca, banyak perintah spesifik yang mubazir pada x86, alias jarang digunakan. Umumnya, pada prosesor x86, hanya 25 persen perintah spesifik yang digunakan. Dengan set instruksi yang disederhanakan, ARM membutuhkan listrik yang lebih sedikit dan lebih efisien dibandingkan x86.

Mengintegrasikan kesederhanaan prosesor berarsitektur ARM dengan memori dan graphic processing unit (GPU) dalam satu wadah (untuk membentuk System-on-Chip atau SoC), M1 sukses mengalahkan prosesor buatan Intel. Kesuksesan ini kemudian dilanjutkan Apple melalui M1 Pro dan M1 Max yang baru saja diluncurkan.

Johny Srouji, Wakil Direktur Apple di bidang hardware, dalam wawancaranya bersama Steven Levy untuk Wired, menyebut bahwa melalui M1 Pro dan M1 Max--yang mengandung 34 miliar dan 57 miliar transistor, "Apple berhasil mengukuhkan diri menjadi pengembang silicon (istilah untuk prosesor/chip) terbaik di dunia." Dan karena M1 Pro dan M1 Max digunakan dalam satu kesatuan produk (desain dan sistem operasi semuanya buatan Apple), Srouji menyebut Apple berhasil mengeluarkan produk "yang benar-benar unik, optimal dalam segala hal."


Infografik Otak Komputer Apple
Infografik Otak Komputer Apple. tirto.id/Fuadi


M1, M1 Pro, dan M1 Max merupakan usaha Apple mengoptimalkan produk-produk buatannya. Ini membuat lini komputer Mac, iPhone, dan iPad bekerja dengan baik dengan sistem operasi buatan mereka, iOS dan macOS. Sesuatu yang mustahil dilakukan seandainya Apple tetap setiap pada Intel.

Dengan alasan tersebut, sehari usai M1 Pro dan M1 Max diluncurkan, Google merilis Tensor. SoC rancangan perusahaan yang didirikan Larry Page dan Sergey Brin ini dari rancang bangun arsitektur ARM bernama A55, A76, dan X-1.

Phil Charmack, Wakil Direktur Google sekaligus Kepala Google Silicon, dalam wawancaranya dengan Ron Amadeo untuk Ars Technica, menyebut bahwa Tensor merupakan SoC yang diciptakan terutama untuk mengatasi dua kebutuhan Pixel, smartphone besutan Google. Pertama, dengan menggunakan dual X-1 (bertenaga paling kuat), dual A76 (bertenaga sedang), dan empat A55, Google ingin membuat prosesor bekerja sesuai kebutuhan. Ketika Pixel harus memproses aplikasi berat, Tensor mengaktifkan X-1, begitupun sebaliknya. Dengan manajemen prosesor sesuai kebutuhan, Tensor diyakini akan membuat Pixel lebih hemat daya.

"Kami memfokuskan desain Tensor pada bagaimana beban kerja dialokasikan, bagaimana energi didistribusikan di seluruh chip, dan bagaimana prosesor ikut bermain di berbagai titik waktu," terang Carmack.

Kedua, Tensor diciptakan untuk melayani machine learning (ML) atau artificial intelligence (AI) rancangan Google, yakni untuk melayani pemrosesan foto/video/penerjemah bahasa, dan lain sebagainya. Ini dilakukan karena sebelum Tensor muncul, segala perhitungan/pemrosesan beban tinggi seperti menerjemahkan bahasa secara akurat harus menggunakan server-server milik Google di pusat data mereka. Ya, dengan koneksi internet cepat, hal ini mudah saja dilakukan. Namun, ketika ponsel berada di lingkungan yang tak memiliki koneksi memadai, pemrosesan sulit atau mustahil dilakukan. Melalui Tensor, yang dirancang untuk memproses ML/AI, pemrosesan foto/video/penerjemah bahasa sanggup dilakukan langsung di dalam ponsel.

Didukung dengan Android yang merupakan sistem operasi rancangan Google, selayaknya Apple, Tensor dirilis untuk mengoptimalkan ponsel bertitel "Made by Google" dari hulu ke hilir.

Baca juga artikel terkait PROSESOR atau tulisan menarik lainnya Ahmad Zaenudin
(tirto.id - Teknologi)

Penulis: Ahmad Zaenudin
Editor: Irfan Teguh
DarkLight