Perangkat keras

Perangkat keras komputer (umumnya disingkat perangkat keras) mencakup bagian-bagian fisik komputer, seperti unit pemrosesan pusat (CPU), memori akses acak (RAM), papan induk, penyimpanan data komputer, kartu grafis, kartu suara, dan casing komputer. Perangkat keras juga mencakup perangkat eksternal seperti monitor, tetikus, papan ketik, dan pengeras suara.^[1][2]

Sebaliknya, perangkat lunak adalah sekumpulan instruksi tertulis yang dapat disimpan dan dijalankan oleh perangkat keras. Perangkat keras memperoleh namanya dari kenyataan bahwa perangkat keras bersifat keras atau kaku terhadap perubahan, sedangkan perangkat lunak bersifat lunak karena mudah diubah.

Perangkat keras biasanya diarahkan oleh perangkat lunak untuk menjalankan suatu perintah atau instruksi. Gabungan perangkat keras dan perangkat lunak membentuk suatu sistem komputasi yang dapat digunakan, meskipun terdapat sistem lain yang hanya terdiri atas perangkat keras.

Sejarah

Beberapa perangkat komputasi paling awal berasal dari abad ke-17. Sebagai contoh, pada tahun 1642, matematikawan Prancis Blaise Pascal merancang perangkat berbasis roda gigi yang disebut Pascaline yang dapat melakukan penjumlahan dan pengurangan. Kemudian, pada tahun 1676, stepped reckoner ditemukan oleh Gottfried Leibniz, yang juga dapat melakukan pembagian dan perkalian. Karena keterbatasan manufaktur pada masa itu serta kekurangan dalam desainnya, mesin hitung Leibniz tidak terlalu fungsional, tetapi perangkat serupa (roda Leibniz) tetap digunakan hingga tahun 1970-an.^[3] Pada abad ke-19, orang Inggris Charles Babbage menemukan mesin diferensial, sebuah perangkat mekanis untuk menghitung polinomial bagi keperluan astronomi.^[4] Babbage juga merancang komputer serbaguna yang tidak pernah dibangun. Sebagian besar rancangan tersebut kemudian diterapkan pada komputer-komputer paling awal: kartu perforasi untuk masukan dan keluaran, memori, unit aritmetika yang serupa dengan unit pemrosesan pusat, dan bahkan sebuah bahasa pemrograman primitif yang mirip dengan bahasa rakitan.^[5]

Pada tahun 1936, Alan Turing mengembangkan konsep mesin Turing universal untuk memodelkan segala jenis komputer, yang menunjukkan bahwa tidak ada mesin yang dapat menyelesaikan masalah keputusan.^[6] Mesin Turing universal merupakan jenis komputer program tersimpan yang mampu meniru operasi setiap mesin Turing (model komputer) berdasarkan instruksi perangkat lunak yang diberikan kepadanya. Penyimpanan program komputer merupakan hal penting bagi pengoperasian komputer modern dan menjadi penghubung antara perangkat keras dan perangkat lunak komputer.^[7] Bahkan sebelum itu, pada pertengahan abad ke-19, matematikawan George Boole menemukan aljabar Boolean—suatu sistem logika yang setiap proposisi-nya bernilai benar atau salah. Aljabar Boolean kini menjadi dasar sirkuit yang memodelkan transistor dan komponen lain dari sirkuit terpadu yang membentuk perangkat keras komputer modern.^[8] Pada tahun 1945, Turing menyelesaikan rancangan sebuah komputer (Automatic Computing Engine) yang tidak pernah dibangun.^[9]

Pada sekitar masa ini, kemajuan teknologi dalam relai dan tabung vakum memungkinkan pembangunan komputer pertama.^[10] Berdasarkan rancangan Babbage, komputer berbasis relai dibangun oleh George Stibitz di Bell Laboratories dan Howard Aiken dari Universitas Harvard, yang merancang MARK I.^[5] Pada tahun 1945, matematikawan John von Neumann—yang bekerja pada proyek ENIAC di Universitas Pennsylvania—mengembangkan arsitektur von Neumann yang mendasari sebagian besar komputer modern.^[11] Rancangan von Neumann memiliki memori terpusat yang menyimpan data dan program, sebuah unit pemrosesan pusat (CPU) dengan prioritas akses ke memori, serta unit masukan dan keluaran (I/O). Von Neumann menggunakan satu bus untuk mentransfer data. Hal ini berarti bahwa solusinya terhadap masalah penyimpanan dengan menempatkan program dan data berdekatan satu sama lain menimbulkan kemacetan Von Neumann ketika sistem mencoba mengambil keduanya pada saat yang sama—yang sering kali membatasi kinerja sistem.^[12]

Arsitektur komputer

Arsitektur komputer melibatkan penyeimbangan berbagai tujuan, seperti biaya, kecepatan, ketersediaan, dan efisiensi energi. Perancang harus memiliki pemahaman menyeluruh mengenai kebutuhan perangkat keras dan berbagai aspek komputasi, mulai dari kompilator hingga perancangan sirkuit terpadu.^[14] Biaya juga menjadi kendala penting bagi produsen yang ingin menjual produk mereka dengan harga lebih rendah daripada pesaing yang menawarkan komponen perangkat keras yang sangat mirip. Margin keuntungan juga telah berkurang.^[15] Bahkan ketika kinerja tidak meningkat, biaya komponen terus menurun seiring waktu karena teknik manufaktur yang semakin baik dan menghasilkan lebih sedikit komponen yang ditolak pada tahap penjaminan mutu.^[16]

Arsitektur set instruksi

Arsitektur set instruksi (ISA) yang paling umum—antarmuka antara perangkat keras dan perangkat lunak komputer—didasarkan pada rancangan yang dikembangkan oleh von Neumann pada tahun 1945.^[17] Meskipun unit komputasi dan sistem I/O dipisahkan dalam banyak arsitektur, perangkat keras biasanya digunakan bersama, dengan sebuah bit pada unit komputasi yang menunjukkan apakah unit tersebut sedang berada dalam mode komputasi atau I/O.^[18] Jenis ISA yang umum mencakup CISC (komputer set instruksi kompleks), RISC (komputer set instruksi tereduksi), operasi vektor, dan mode hibrida.^[19] CISC menggunakan set instruksi yang lebih besar untuk meminimalkan jumlah instruksi yang perlu digunakan mesin.^[20] Berdasarkan pengamatan bahwa hanya beberapa instruksi yang umum digunakan, RISC memperkecil set instruksi demi kesederhanaan, yang juga memungkinkan penyertaan lebih banyak register.^[21] Setelah RISC ditemukan pada tahun 1980-an, arsitektur berbasis RISC yang menggunakan pipeline dan cache untuk meningkatkan kinerja menggantikan arsitektur CISC, khususnya pada aplikasi dengan keterbatasan penggunaan daya atau ruang (seperti telepon seluler). Dari tahun 1986 hingga 2003, laju peningkatan kinerja perangkat keras per tahun melebihi 50 persen, sehingga memungkinkan pengembangan perangkat komputasi baru seperti tablet dan perangkat seluler.^[22] Seiring dengan peningkatan kepadatan transistor, memori DRAM serta penyimpanan flash dan cakram magnetik juga menjadi semakin ringkas dan murah secara eksponensial. Laju peningkatan tersebut melambat pada abad ke-21.^[23]

Pada abad ke-21, peningkatan kinerja didorong oleh pemanfaatan paralelisme yang semakin besar.^[24] Aplikasi sering kali dapat diparalelkan dengan dua cara: fungsi yang sama dijalankan pada beberapa bagian data (paralelisme data) atau tugas yang berbeda dilakukan secara bersamaan dengan interaksi yang terbatas (paralelisme tugas).^[25] Bentuk-bentuk paralelisme tersebut didukung oleh berbagai strategi perangkat keras, termasuk paralelisme tingkat instruksi (seperti pipeline instruksi), arsitektur vektor, dan unit pemrosesan grafis (GPU) yang mampu menerapkan paralelisme data, paralelisme tingkat utas, dan paralelisme tingkat permintaan (keduanya menerapkan paralelisme tingkat tugas).^[25]

Mikroarsitektur

Mikroarsitektur, yang juga dikenal sebagai organisasi komputer, mengacu pada aspek perangkat keras tingkat tinggi seperti rancangan CPU, memori, dan interkoneksi memori.^[26] Hierarki memori memastikan bahwa memori yang lebih cepat diakses (dan lebih mahal) ditempatkan lebih dekat dengan CPU, sedangkan memori yang lebih lambat dan lebih murah untuk penyimpanan berkapasitas besar ditempatkan lebih jauh.^[27] Memori biasanya dipisahkan untuk membedakan program dari data dan membatasi kemampuan penyerang untuk mengubah program.^[28] Sebagian besar komputer menggunakan memori virtual untuk menyederhanakan pengalamatan bagi program, dengan menggunakan sistem operasi untuk memetakan memori virtual ke berbagai bagian memori fisik yang terbatas.^[29]

Pendinginan

Prosesor komputer menghasilkan panas, dan panas yang berlebihan memengaruhi kinerja serta dapat merusak komponen. Banyak cip komputer secara otomatis mengurangi kinerjanya untuk mencegah panas berlebih. Komputer biasanya juga memiliki mekanisme untuk membuang panas berlebih, seperti pendingin udara atau cairan untuk CPU dan GPU serta pendingin sirip untuk komponen lain seperti RAM. Casing komputer juga sering diberi ventilasi untuk membantu membuang panas dari komputer.^[30] Pusat data biasanya menggunakan solusi pendinginan yang lebih canggih untuk menjaga suhu operasi seluruh pusat tetap aman. Sistem berpendingin udara lebih umum digunakan pada pusat data yang lebih kecil atau lebih tua, sedangkan pendinginan cair dengan imersi (di mana setiap komputer dikelilingi cairan pendingin) dan pendinginan langsung ke cip (di mana cairan pendingin diarahkan ke setiap cip komputer) dapat lebih mahal tetapi juga lebih efisien.^[31] Sebagian besar komputer dirancang agar lebih kuat daripada sistem pendinginnya, tetapi operasi berkelanjutan tidak dapat melebihi kapasitas sistem pendingin tersebut.^[32] Meskipun kinerja dapat ditingkatkan sementara ketika komputer tidak panas (overclocking),^[33] untuk melindungi perangkat keras dari panas berlebih, sistem akan secara otomatis mengurangi kinerja atau mematikan prosesor jika diperlukan.^[32] Prosesor juga akan dimatikan atau masuk ke mode daya rendah ketika tidak aktif untuk mengurangi panas.^[34] Penyediaan daya dan pembuangan panas merupakan aspek paling menantang dalam desain perangkat keras,^[35] dan telah menjadi faktor pembatas dalam pengembangan cip yang lebih kecil dan lebih cepat sejak awal abad ke-21.^[34] Peningkatan kinerja memerlukan peningkatan penggunaan energi dan kebutuhan pendinginan yang sebanding.^[36]

Jenis sistem perangkat keras komputer

Komputer pribadi

Komputer pribadi merupakan salah satu jenis komputer yang paling umum karena fleksibilitas dan harganya yang relatif rendah.

• Komputer pribadi desktop memiliki monitor, papan ketik, tetikus, dan casing komputer. Casing komputer menampung papan induk, penggerak cakram tetap atau yang dapat dilepas untuk penyimpanan data, unit catu daya, dan dapat berisi perangkat periferal lain seperti modem atau antarmuka jaringan. Beberapa model komputer desktop mengintegrasikan monitor dan papan ketik ke dalam casing yang sama dengan prosesor dan catu daya. Pemisahan elemen memungkinkan pengguna menata komponen dalam susunan yang nyaman dan menyenangkan, dengan konsekuensi harus mengelola kabel daya dan data di antara komponen tersebut.
• Laptop dirancang agar portabel tetapi beroperasi dengan cara yang serupa dengan PC desktop.^[37] Laptop dapat menggunakan komponen berdaya lebih rendah atau berukuran lebih kecil, dengan kinerja lebih rendah dibandingkan komputer desktop dengan harga serupa.^[38] Laptop menggabungkan papan ketik, layar, dan prosesor dalam satu casing. Monitor pada penutup atas casing yang dapat dilipat dapat ditutup saat dibawa untuk melindungi layar dan papan ketik. Sebagai pengganti tetikus, laptop dapat menggunakan touchpad atau tuas penunjuk.
• Tablet adalah komputer portabel yang menggunakan layar sentuh sebagai perangkat masukan utama. Tablet umumnya lebih ringan dan lebih kecil daripada laptop.^{[butuh rujukan]} Beberapa tablet memiliki papan ketik yang dapat dilipat atau menyediakan koneksi untuk papan ketik eksternal terpisah. Beberapa model komputer laptop memiliki papan ketik yang dapat dilepas, sehingga sistem dapat dikonfigurasi sebagai tablet layar sentuh. Perangkat tersebut terkadang disebut laptop 2-in-1 yang dapat dilepas atau hibrida tablet-laptop.^[39]
• Telepon seluler dirancang dengan daya tahan baterai yang panjang dan bobot ringan, tetapi memiliki fungsi yang lebih sedikit dibandingkan komputer yang lebih besar. Telepon seluler memiliki arsitektur perangkat keras yang beragam, sering kali mencakup antena, mikrofon, kamera, perangkat GPS, dan pengeras suara. Sambungan daya dan data berbeda-beda antartelepon.^[40]

Komputer berskala besar

• Komputer mainframe adalah komputer yang jauh lebih besar yang biasanya memenuhi sebuah ruangan dan dapat berharga ratusan atau ribuan kali lebih mahal daripada komputer pribadi. Komputer ini dirancang untuk melakukan sejumlah besar perhitungan bagi pemerintah dan perusahaan besar.
• Pada tahun 1960-an dan 1970-an, semakin banyak departemen mulai menggunakan sistem yang lebih murah dan khusus untuk tujuan tertentu seperti pengendalian proses dan otomasi laboratorium. Komputer mini, atau secara informal mini, adalah kelas komputer yang lebih kecil yang dikembangkan pada pertengahan 1960-an^[41][42] dan dijual dengan harga jauh lebih murah daripada mainframe^[43] dan komputer berukuran menengah dari IBM serta pesaing langsungnya.
• Superkomputer dapat berharga ratusan juta dolar. Komputer ini dirancang untuk memaksimalkan kinerja dalam aritmetika titik-mengambang dan menjalankan program batch yang dapat memerlukan waktu berminggu-minggu untuk selesai. Karena membutuhkan komunikasi yang efisien antara program paralel, kecepatan jaringan internal merupakan prioritas penting.^[44]
• Komputer berskala gudang adalah versi lebih besar dari komputer kluster yang mulai populer seiring penyediaan perangkat lunak sebagai layanan melalui Internet. Rancangannya ditujukan untuk meminimalkan biaya per operasi dan penggunaan daya, karena satu gudang beserta komputer di dalamnya dapat berharga lebih dari 100 juta dolar (komputer tersebut harus diganti setiap beberapa tahun). Meskipun ketersediaan sangat penting bagi produk SaaS, perangkat lunak dirancang untuk mengompensasi kegagalan ketersediaan—berbeda dengan superkomputer.^[44]

Perangkat keras virtual

Perangkat keras virtual adalah perangkat lunak yang meniru fungsi perangkat keras; perangkat ini umumnya digunakan dalam infrastruktur sebagai layanan (IaaS) dan platform sebagai layanan (PaaS).^[45]

Sistem tertanam

Sistem tertanam memiliki variasi daya pemrosesan dan biaya yang paling besar: mulai dari prosesor 8-bit yang dapat berharga kurang dari US$0,10 , hingga prosesor kelas atas yang mampu melakukan miliaran operasi per detik dan berharga lebih dari US$100 . Biaya merupakan perhatian khusus dalam sistem-sistem ini, sehingga perancang sering memilih opsi termurah yang memenuhi persyaratan kinerja.^[46]

Komponen

Casing

Casing komputer menutup sebagian besar komponen sistem komputer desktop. Casing menyediakan dukungan mekanis dan perlindungan bagi elemen internal seperti papan induk, penggerak cakram, dan catu daya, serta mengendalikan dan mengarahkan aliran udara pendingin ke komponen internal. Casing juga merupakan bagian dari sistem untuk mengendalikan interferensi elektromagnetik yang dipancarkan komputer dan melindungi bagian internal dari pelepasan muatan elektrostatis. Casing menara berukuran besar menyediakan ruang untuk beberapa penggerak cakram atau periferal lain dan biasanya diletakkan di lantai, sedangkan casing desktop menyediakan ruang ekspansi yang lebih sedikit. Desain tipe all-in-one menyertakan layar video yang terpasang pada casing yang sama. Komputer portabel dan laptop memerlukan casing yang memberikan perlindungan terhadap benturan bagi unit tersebut. Penggemar komputer dapat menghias casing dengan lampu berwarna, cat, atau fitur lainnya dalam aktivitas yang disebut modifikasi casing.

Catu daya

Sebagian besar unit catu daya komputer pribadi memenuhi standar ATX dan mengubah arus bolak-balik (AC) antara 120 dan 277 volt yang disediakan dari stopkontak listrik menjadi arus searah (DC) dengan tegangan jauh lebih rendah, biasanya 12, 5, atau 3,3 volt.^[47]

Papan induk

Papan induk merupakan komponen utama komputer. Papan ini merupakan papan dengan sirkuit terpadu yang menghubungkan bagian-bagian lain dari komputer, termasuk CPU, RAM, penggerak cakram (CD, DVD, cakram keras, atau perangkat lainnya), serta periferal yang terhubung melalui port atau slot ekspansi. Cip sirkuit terpadu (IC) dalam komputer biasanya mengandung miliaran transistor efek medan semikonduktor oksida logam (MOSFET) berukuran sangat kecil.^[48]

Komponen yang terpasang langsung pada atau menjadi bagian dari papan induk meliputi:

• Setidaknya satu CPU (unit pemrosesan pusat), yang melakukan sebagian besar tugas komputasi yang diperlukan agar komputer dapat beroperasi.^[49] CPU sering secara informal disebut sebagai otak komputer,^[50] mengambil instruksi program dari memori akses acak (RAM), mendekode dan menjalankannya, kemudian mengembalikan hasil untuk diproses lebih lanjut oleh komponen lain. Proses ini dikenal sebagai siklus instruksi. CPU modern merupakan mikroprosesor yang dibuat pada sirkuit terpadu (IC) semikonduktor oksida logam (MOS) menggunakan teknik fabrikasi perangkat semikonduktor canggih, yang sering memanfaatkan fotolitografi. CPU biasanya didinginkan menggunakan pendingin sirip dan kipas atau sistem pendinginan cair. Banyak CPU masa kini mengintegrasikan unit pemrosesan grafis (GPU) pada cetakan cip, sehingga menghilangkan kebutuhan GPU diskret pada sistem dasar. Kinerja CPU dipengaruhi oleh kecepatan clock—diukur dalam gigahertz (GHz)—dengan prosesor konsumen umum berkisar antara 1 GHz hingga 5 GHz.^{[butuh rujukan]} Selain itu, terdapat kecenderungan yang berkembang menuju desain multiinti, dengan beberapa inti pemrosesan ditempatkan pada satu cip sehingga memungkinkan paralelisme yang lebih besar dan kinerja multitugas yang lebih baik.^[50]
• Bus internal menghubungkan CPU ke memori utama melalui beberapa jalur komunikasi—biasanya 50 hingga 100—yang dibagi menjadi bus alamat, data, dan kendali, masing-masing menangani jenis sinyal tertentu.^[51] Secara historis, bus paralel mendominasi, tetapi pada abad ke-21, bus serial berkecepatan tinggi (sering menggunakan teknologi serializer/deserializer (SerDes)) sebagian besar telah menggantikannya, sehingga memungkinkan throughput data yang lebih besar melalui koneksi fisik yang lebih sedikit. Contohnya mencakup PCI Express dan USB.^[52] Pada sistem dengan banyak prosesor, bus interkoneksi digunakan dan secara tradisional dikoordinasikan oleh cip northbridge, yang menghubungkan CPU, memori, dan periferal berkecepatan tinggi seperti PCI. Southbridge menangani komunikasi dengan perangkat I/O yang lebih lambat seperti penyimpanan dan port USB.^[53] Namun, dalam arsitektur modern seperti Intel QuickPath Interconnect atau sistem berbasis AMD Ryzen, fungsi-fungsi ini semakin banyak diintegrasikan ke dalam CPU itu sendiri, membentuk desain yang menyerupai system on a chip (SoC).
• Memori akses acak (RAM) menyimpan kode dan data yang sedang aktif digunakan CPU, yang diatur dalam hierarki memori yang dioptimalkan berdasarkan kecepatan akses dan penggunaan kembali yang diprediksi. Pada tingkat teratas hierarki ini terdapat register, yang berada di dalam inti CPU, menawarkan akses tercepat tetapi memiliki kapasitas yang sangat terbatas.^[54] Di bawah register terdapat beberapa tingkat memori cache—L1, L2, dan terkadang L3—yang biasanya diimplementasikan menggunakan memori akses acak statis (SRAM). Cache memiliki kapasitas lebih besar daripada register tetapi lebih kecil daripada memori utama. Meskipun lebih lambat daripada register, cache jauh lebih cepat daripada memori akses acak dinamis (DRAM), yang digunakan sebagai RAM utama.^[55] Caching meningkatkan kinerja dengan melakukan prefetch terhadap data yang sering digunakan sehingga mengurangi latensi memori.^[55][56] Jika data tidak ditemukan dalam cache (cache miss), data tersebut diambil dari memori utama. RAM bersifat volatil, yang berarti isinya hilang ketika sistem kehilangan daya.^[57] Dalam sistem modern, DRAM sering menggunakan jenis DDR SDRAM, seperti DDR4 atau DDR5.
• Penyimpanan permanen atau memori nonvolatil biasanya memiliki kapasitas lebih besar dan lebih murah daripada memori, tetapi membutuhkan waktu akses yang jauh lebih lama. Secara historis, penyimpanan tersebut biasanya disediakan dalam bentuk cakram keras, tetapi penggerak padat (SSD) semakin murah dan jauh lebih cepat, sehingga penggunaannya semakin meningkat. Penggerak USB serta penyimpanan jaringan atau awan juga merupakan pilihan.^[58]
• Memori hanya-baca (ROM) berisi firmware seperti BIOS (Basic Input/Output System), yang menginisialisasi perangkat keras selama proses boot—yang dikenal sebagai booting atau bootstrap—ketika komputer dinyalakan.^{[butuh rujukan]} Firmware ini disimpan dalam cip memori nonvolatil, secara tradisional ROM atau memori flash, sehingga pembaruan dapat dilakukan pada sistem modern melalui pembaruan firmware.^[59]
  • BIOS mengelola fungsi-fungsi penting, termasuk urutan boot dan manajemen daya melalui standar ACPI. Namun, sebagian besar papan induk modern telah beralih ke Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), yang menawarkan kemampuan lebih luas, waktu mulai yang lebih cepat, dukungan untuk GUID Partition Table (GPT), serta fitur boot aman.
• Baterai CMOS (complementary MOS), yang memberi daya pada memori CMOS untuk menyimpan tanggal dan waktu dalam cip BIOS. Baterai ini umumnya berupa baterai jam.
• MOSFET daya membentuk modul regulator tegangan (VRM), yang mengendalikan besarnya tegangan yang diterima komponen perangkat keras lainnya.^[60]

Kartu ekspansi

Kartu ekspansi dalam komputasi adalah papan sirkuit tercetak yang dapat dimasukkan ke dalam slot ekspansi pada papan induk komputer atau bidang belakang untuk menambahkan fungsi pada sistem komputer melalui bus ekspansi. Kartu ekspansi dapat digunakan untuk memperoleh atau memperluas fitur yang tidak disediakan oleh papan induk.^[61] Penggunaan kartu ekspansi untuk prosesor video dahulu umum dilakukan, tetapi komputer modern lebih mungkin memiliki GPU yang terintegrasi pada papan induk.^[62]

Masukan/keluaran

Sebagian besar komputer juga memiliki bus data eksternal untuk menghubungkan perangkat periferal ke papan induk. Yang paling umum digunakan adalah Universal Serial Bus (USB).^[63] Berbeda dengan bus internal, bus eksternal dihubungkan menggunakan pengendali bus yang memungkinkan sistem periferal beroperasi pada kecepatan yang berbeda dari CPU.^[63] Perangkat masukan dan keluaran digunakan masing-masing untuk menerima data dari dunia luar atau menulis data. Contoh umum mencakup papan ketik dan tetikus (masukan) serta layar dan pencetak (keluaran). Pengendali antarmuka jaringan digunakan untuk mengakses Internet.^[64] Port USB juga menyediakan daya bagi perangkat yang terhubung—USB standar memasok daya sebesar 5 volt hingga 500 miliampere (2,5 watt), sedangkan port USB bertenaga dengan pin tambahan dapat menyediakan daya lebih besar—hingga 6 ampere pada 24 V.^[65]

Penjualan

Pendapatan global dari perangkat keras komputer pada tahun 2023 mencapai 705,17 miliar dolar AS.^[66]

Pendapatan global dari perangkat keras komputer pada tahun 2026 diproyeksikan mencapai 779,34 miliar dolar AS,^[67] meningkat dari 705,17 miliar dolar AS pada tahun 2023.

Daur ulang

Karena komponen komputer mengandung bahan berbahaya, terdapat gerakan yang semakin berkembang untuk mendaur ulang perangkat yang sudah tua dan usang.^[68] Perangkat keras komputer mengandung zat berbahaya seperti timbal, merkuri, nikel, dan kadmium. Menurut EPA, limbah elektronik ini berdampak negatif terhadap lingkungan jika tidak dibuang dengan benar. Pembuatan perangkat keras juga membutuhkan energi yang besar, sedangkan daur ulang komponen membantu mengurangi polusi udara dan air serta emisi gas rumah kaca.^[69] Di banyak wilayah, pembuangan peralatan komputer secara tidak semestinya merupakan tindakan ilegal, dan undang-undang mewajibkan daur ulang melalui fasilitas yang disetujui pemerintah. Daur ulang dapat dilakukan dengan melepas bagian yang masih dapat digunakan kembali seperti RAM, penggerak DVD, kartu grafis, cakram keras, SSD, dan komponen sejenis lainnya.

Banyak bahan yang digunakan dalam perangkat keras komputer dapat diperoleh kembali melalui daur ulang untuk digunakan dalam produksi di masa mendatang. Penggunaan kembali timah, silikon, besi, aluminium, dan berbagai plastik yang umum ditemukan dalam komputer dan perangkat elektronik lainnya membantu mengurangi biaya pembuatan sistem baru. Komponen perangkat keras juga sering mengandung tembaga, emas, tantalum,^[70][71] perak, platinum, paladium, dan timbal, serta bahan berharga lainnya yang sesuai untuk dipulihkan.^[72][73]

Komponen komputer beracun

Unit pemrosesan pusat mengandung beberapa bahan beracun. Komponen ini dapat mengandung timbal dan kromium pada pelat logam. Resistor, semikonduktor, detektor inframerah, penstabil, kabel, dan kawat dapat mengandung kadmium, sedangkan papan sirkuit komputer juga dapat mengandung merkuri dan kromium.^[74] Pembuangan bahan dan zat kimia tersebut secara tidak semestinya dapat menimbulkan bahaya serius bagi lingkungan.

Dampak lingkungan

Ketika produk sampingan limbah elektronik meresap ke air tanah, dibakar, atau ditangani secara tidak benar selama proses daur ulang, hal tersebut dapat menimbulkan kerusakan. Masalah kesehatan yang berkaitan dengan racun tersebut mencakup gangguan perkembangan mental, kanker, serta kerusakan paru-paru, hati, dan ginjal.^[75] Komponen komputer mengandung banyak zat beracun, seperti dioksin, bifenil poliklorinasi (PCB), kadmium, kromium, isotop radioaktif, dan merkuri. Papan sirkuit mengandung sejumlah besar solder timah-timah yang lebih mungkin meresap ke air tanah atau menghasilkan polusi udara akibat pembakaran.^[76]

Daur ulang perangkat keras komputer dianggap ramah lingkungan karena mencegah limbah berbahaya, termasuk logam berat beracun dan karsinogen, memasuki atmosfer, tempat pembuangan akhir, atau saluran air. Meskipun elektronik hanya menyumbang sebagian kecil dari total limbah yang dihasilkan, elektronik jauh lebih berbahaya. Terdapat undang-undang ketat yang dirancang untuk menegakkan dan mendorong pembuangan peralatan secara berkelanjutan, yang paling penting di antaranya adalah Waste Electrical and Electronic Equipment Directive dari Uni Eropa dan United States National Computer Recycling Act.^[77]

Upaya meminimalkan limbah perangkat keras komputer

E-cycling, yaitu daur ulang perangkat keras komputer, mengacu pada donasi, penggunaan kembali, penghancuran, dan pengumpulan umum barang elektronik bekas. Secara umum, istilah tersebut mengacu pada proses pengumpulan, perantara, pembongkaran, perbaikan, dan daur ulang komponen atau logam yang terdapat dalam peralatan elektronik bekas atau yang telah dibuang, yang juga dikenal sebagai limbah elektronik (e-waste). Barang yang dapat didaur ulang melalui e-cycling mencakup, tetapi tidak terbatas pada, televisi, komputer, oven microwave, penyedot debu, telepon dan telepon seluler, stereo, serta VCR dan DVD—pada dasarnya segala sesuatu yang memiliki kabel, lampu, atau menggunakan semacam baterai.^[78]

Beberapa perusahaan, seperti Dell dan Apple, akan mendaur ulang komputer buatan mereka sendiri maupun buatan perusahaan lain. Jika tidak, komputer dapat disumbangkan kepada Computer Aid International, yaitu organisasi yang mendaur ulang dan memperbarui komputer lama untuk rumah sakit, sekolah, universitas, dan sebagainya.^[79]

Lihat pula

• Portal Elektronika

Referensi

Sumber

• Blum, Edward K. (2011). Computer Science: The Hardware, Software and Heart of It (dalam bahasa Inggris). Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4614-1168-0.
• Hennessy, John L.; Patterson, David A. (2011). Computer Architecture: A Quantitative Approach (dalam bahasa Inggris). Elsevier. ISBN 978-0-12-383872-8.
• Mendelson, Avi (2022). "The Architecture". Dalam Anupam Chattopadhyay (ed.). Handbook of Computer Architecture (dalam bahasa Inggris). Springer Nature. hlm. 1–42. doi:10.1007/978-981-15-6401-7_1-1. ISBN 978-981-15-6401-7.
• Wang, Shuangbao Paul (2021). Computer Architecture and Organization: Fundamentals and Architecture Security (dalam bahasa Inggris). Springer Nature. ISBN 978-981-16-5662-0.

Pranala luar

• Media terkait Computer hardware di Wikimedia Commons
• Templat:Wikibooks inline
• Bahan belajar tentang Computer hardware di Wikiversitas

Templat:Computer science Templat:Digital electronics