Representasi visual sederhana dari cara kerja ALU PC.
Unit Logika Aritmatika, atau yang lebih dikenal dengan singkatan ALU (Arithmetic Logic Unit), merupakan salah satu komponen fundamental dan paling vital dalam setiap Central Processing Unit (CPU) atau mikroprosesor modern. Tanpa ALU, sebuah komputer hanyalah tumpukan perangkat keras yang tidak mampu melakukan perhitungan atau mengambil keputusan logis. ALU PC adalah inti dari kemampuan komputasi; ia adalah "otak kalkulasi" yang memproses semua operasi matematis dan perbandingan yang diperlukan oleh perangkat lunak.
Secara garis besar, peran ALU dibagi menjadi dua kategori utama: operasi aritmatika dan operasi logika. Operasi aritmatika melibatkan perhitungan matematika dasar seperti penjumlahan (addition), pengurangan (subtraction), perkalian (multiplication), dan pembagian (division). Meskipun beberapa ALU modern mungkin menunda operasi perkalian atau pembagian kompleks ke unit terpisah (seperti FPU untuk floating-point), fungsi dasar aritmatika tetap menjadi domain utamanya.
Sementara itu, operasi logika melibatkan pengambilan keputusan berdasarkan perbandingan antar data. Ini termasuk operasi Boolean seperti AND, OR, NOT, XOR, serta operasi perbandingan seperti kesamaan (equal to), lebih besar dari (greater than), dan lebih kecil dari (less than). Hasil dari operasi logika ini sangat penting untuk alur kontrol program, misalnya dalam pernyataan kondisional seperti 'if-then-else'.
Sebuah ALU menerima dua atau lebih operan (nilai data) sebagai input, bersama dengan sinyal kontrol (biasanya dari Unit Kontrol CPU) yang menentukan operasi mana yang harus dieksekusi. Input ini biasanya berupa bilangan biner. Misalnya, jika Unit Kontrol mengirimkan kode untuk operasi 'penjumlahan', ALU akan mengambil nilai dari register Input A dan register Input B, menjumlahkannya secara biner, dan menghasilkan hasilnya.
Output dari ALU tidak hanya berupa hasil perhitungan (Result), tetapi juga serangkaian status atau flag. Flag ini memberikan informasi penting mengenai hasil operasi terakhir. Contoh flag yang umum adalah Zero Flag (disetel jika hasilnya nol), Carry Flag (menunjukkan adanya sisa carry-out dari operasi penjumlahan), dan Overflow Flag (menunjukkan bahwa hasil terlalu besar untuk ditampung oleh register). Flag ini kemudian digunakan oleh Unit Kontrol untuk menentukan langkah eksekusi selanjutnya.
Seiring kemajuan teknologi semikonduktor, ALU PC telah mengalami peningkatan signifikan dalam kecepatan dan kompleksitas. ALU awal pada komputer generasi pertama sangat sederhana, mungkin hanya mampu melakukan penjumlahan dan pengurangan dasar. Namun, ALU modern yang terdapat dalam CPU terbaru (seperti arsitektur x86 atau ARM) jauh lebih canggih.
Banyak CPU modern menggabungkan beberapa unit ALU atau memiliki ALU yang sangat lebar (misalnya 64-bit) yang mampu melakukan beberapa operasi secara paralel (pipelining atau superscalar architecture). Hal ini memungkinkan pemrosesan data dalam volume besar secara simultan, yang sangat penting untuk aplikasi intensif seperti rendering grafis, simulasi ilmiah, dan game beresolusi tinggi.
Meskipun komponen lain seperti memori (RAM) dan Unit Kontrol (CU) sangat penting, ALU adalah mesin yang sebenarnya melakukan pekerjaan komputasi. Setiap perintah yang Anda berikan kepada komputer—mulai dari menggeser mouse, mengetik teks, hingga menjalankan algoritma kecerdasan buatan—pada akhirnya diterjemahkan menjadi serangkaian instruksi dasar yang dieksekusi oleh ALU. Kecepatan clock CPU dan efisiensi ALU secara langsung menentukan performa keseluruhan sistem. Oleh karena itu, memahami ALU PC adalah memahami fondasi arsitektur komputasi digital.