Firmware vs. perangkat lunak: Apa bedanya dan mengapa itu penting?

Teknologi paling inovatif saat ini bergantung pada tiga komponen penting yang bekerja bersama: Perangkat keras, perangkat lunak, dan firmware. Komponen perangkat keras adalah objek fisik (seperti komputer, prosesor atau kartu), sedangkan istilah perangkat lunak dan firmware mengacu pada set instruksi yang diperlukan perangkat keras untuk berfungsi. 

Meskipun firmware dan perangkat lunak sangat mirip sehingga kedua istilah ini sering digunakan secara bergantian, ada beberapa perbedaan penting yang perlu dipahami ketika menilai masing-masing untuk kebutuhan bisnis.

Firmware, juga dikenal sebagai ‘perangkat lunak untuk perangkat keras‘, adalah kode yang tertanam dalam perangkat keras, seperti sistem komputer atau perangkat mobile, untuk membantunya berfungsi. 

Firmware memberikan instruksi tentang bagaimana perangkat harus memulai, berinteraksi dengan perangkat lain (seperti router atau remote control), dan menjalankan tugas input/output (I/O). Firmware dapat diperbarui secara berkala untuk melakukan perbaikan, menambahkan fitur, atau meningkatkan kompatibilitas. 

Istilah ‘firmware’ diciptakan oleh ilmuwan Amerika Ascher Opler pada tahun 1967 untuk menggambarkan sebuah program yang katanya adalah ‘di antara perangkat keras dan perangkat lunak’¹. Saat ini, banyak perangkat populer, seperti TV, smartphone, dan kamera, membutuhkan firmware agar berfungsi.

Perangkat lunak adalah seperangkat instruksi yang memandu operasi utama perangkat komputasi. 

Perangkat lunak dapat ditulis dalam berbagai bahasa, atau kode pemrograman, termasuk Python, Java, dan Structured Language Query (SQL) yang populer. Perangkat lunak memiliki banyak tujuan tetapi umumnya dikelompokkan menjadi dua kategori besar, perangkat lunak yang ditulis untuk sistem operasi (OS) dan perangkat lunak yang ditulis untuk aplikasi.

Mungkin perbedaan terpenting antara firmware dan perangkat lunak adalah bahwa sementara firmware membantu perangkat untuk memulai sistem dan berkomunikasi, perangkat lunak lebih fokus pada interaksi pengguna. 

Produsen sering memperbarui firmware untuk menambahkan fitur baru, meningkatkan keamanan, dan melindungi perangkat dari kerentanan. Seperti yang diketahui oleh setiap pengguna ponsel Android atau iOS, pembaruan versi firmware perlu diunduh dan diinstal secara berkala, atau dapat berdampak pada kinerja perangkat.

Perangkat lunak, sebagai perbandingan, diinstal pada perangkat elektronik untuk meningkatkan pengalaman pengguna pada aktivitas seperti menjelajah internet, memeriksa email, pengolah kata, menonton video, streaming video, dan banyak lagi. Berikut adalah beberapa perbedaan paling penting untuk dipertimbangkan ketika menilai teknologi. 

Firmware cenderung fokus pada instruksi tingkat rendah dengan fungsi tertentu, yang seringkali terkait langsung dengan kontrol atas perangkat tempat firmware tersebut diprogram. Perangkat lunak cenderung lebih berkonsentrasi pada program komputer yang akan digunakan pengguna yang berjalan di perangkat. 

Perbedaan utama lainnya dalam hal fungsionalitas adalah bahwa program perangkat lunak dapat berfungsi pada banyak perangkat yang berbeda, sementara firmware biasanya hanya berfungsi pada perangkat tempatnya diprogram.

Lingkungan pengembangan, atau ‘dev’, sangat berbeda tergantung pada apakah Anda membangun firmware atau perangkat lunak. Pengembangan perangkat lunak menggunakan bahasa pemrograman tingkat yang lebih tinggi, termasuk Python dan C++, sementara firmware bergantung pada C atau bahasa perakitan sederhana. 

Pengembang perangkat lunak biasanya menggunakan kerangka kerja dan alat yang lebih luas daripada programmer firmware, seperti pustaka pengembangan terintegrasi (IDE) dan pustaka kode. Pengembang firmware terbatas pada alat yang telah dibangun untuk platform tertentu, seperti menu di TV pintar, dan sering diminta untuk fokus pada fungsi yang lebih dasar termasuk booting dan debugging.

Pengujian adalah fase penting untuk membangun firmware dan solusi perangkat lunak yang efektif. Dengan firmware, fase pengujian berkonsentrasi pada bagaimana solusi berinteraksi dengan perangkat keras untuk membantu memastikan fungsionalitas yang tepat dan untuk membantu memastikan ‘bricking’ tidak terjadi. Bricking adalah ketika pembaruan firmware menyebabkan perangkat menjadi tidak dapat dioperasikan secara tidak sengaja. Pengembang yang memastikan pembaruan firmware akan berfungsi dengan baik biasanya menguji skenario yang berbeda menggunakan alat debugging dan emulator. 

Dalam pengujian perangkat lunak, pengembang menggunakan alat dan prosedur yang berbeda daripada dalam pengujian firmware untuk mengidentifikasi dan memperbaiki kerusakan dan menentukan apakah perangkat lunak beroperasi secara efektif. Sementara pengujian firmware dilakukan pada perangkat keras, dan khususnya di ROM perangkat tempat firmware disimpan, pengujian perangkat lunak dilakukan pada platform tertentu. 

Firmware dan perangkat lunak sering diperbarui melalui internet menggunakan wifi 5G atau koneksi ethernet. Pembaruan perangkat lunak ada di tingkatan yang lebih tinggi daripada pembaruan firmware, yang berfokus pada fungsionalitas perangkat daripada interaksi pengguna. Pembaruan perangkat lunak ditujukan untuk aplikasi yang berjalan pada perangkat, seperti pengolah kata dan browser internet, sementara pembaruan firmware menargetkan fungsi inti yang mendasari yang penting untuk kinerja perangkat, seperti sistem operasinya. 

Perbedaan lain adalah bahwa pembaruan firmware lebih jarang dilakukan daripada pembaruan perangkat lunak, dan memiliki risiko yang lebih tinggi terhadap bricking karena koneksi yang lebih dekat ke perangkat keras. Mengingat kompleksitas perangkat tempat firmware dan perangkat lunak diterapkan, dari laptop dan konsol game hingga smartphone dan mobil otonom, pembaruan sangat penting untuk kinerja.

Banyak perusahaan modern yang sukses mengandalkan firmware dan perangkat lunak untuk berbagai kebutuhan bisnis, berikut adalah beberapa manfaat paling umum:

• Kemudahan pengiriman: Saat ini, sebagian besar aplikasi perusahaan dihadirkan sebagai perangkat lunak sebagai layanan (SaaS), sehingga menginstal dan memperbaruinya menjadi jauh lebih mudah dari sebelumnya. Solusi SaaS adalah aplikasi yang dihosting di cloud dan digunakan melalui koneksi internet melalui browser web atau aplikasi mobile. Solusi firmware juga diinstal dan diperbarui dari jarak jauh, melalui tautan unduhan internet atau sebagai pembaruan otomatis yang hanya membutuhkan perangkat untuk dimulai ulang untuk menginstal.
• Peningkatan kinerja: Firmware dan perangkat lunak meningkatkan kinerja banyak perangkat yang diandalkan perusahaan untuk tetap aman dan inovatif serta memberikan fitur baru kepada pelanggan mereka. Misalnya, perusahaan game dan hiburan menggunakan firmware dan perangkat lunak untuk membantu memastikan aplikasi mereka bekerja dengan lancar dan pelanggan dapat menggunakannya sesuai rancangan.
• Resolusi masalah yang lebih cepat: Firmware dan perangkat lunak memainkan peran penting dalam membantu menyelesaikan masalah pelanggan dengan cepat dan efektif. Misalnya, bayangkan jika komponen baru, seperti speaker atau kamera di smartphone, tidak berfungsi. Alih-alih menarik ulang perangkat ke pabrik, manufaktur dapat mengeluarkan pembaruan firmware sederhana yang dapat dengan mudah diunduh dan diinstal secara terbuka di internet. Untuk perangkat lunak, pembaruan biasanya menyertakan pembaruan keamanan bersama dengan fitur dan fungsionalitas baru. Misalnya, pembaruan OS “Sonoma” Apple mencakup cara-cara baru bagi pengguna untuk melindungi kata sandi mereka, seperti kemampuan konferensi video baru dan fungsionalitas widget desktop baru.      
• Penurunan biaya: Firmware dan perangkat lunak membantu bisnis semua ukuran menurunkan pengeluaran mereka dalam beberapa cara. Salah satu contohnya adalah prakonfigurasi di mana aplikasi perangkat lunak yang dibeli menggunakan model SaaS yang sudah dikonfigurasi sebelumnya ketika diunduh. Pengguna hanya perlu menyediakan server cloud dan aplikasi akan siap digunakan dalam beberapa jam. SaaS juga membantu mengurangi biaya lisensi karena sebagian besar aplikasi dalam model SaaS berada di lingkungan bersama atau multitenant.

Firmware dan perangkat lunak sangat mirip sehingga sering disebut secara bergantian. Namun, ada beberapa perbedaan dalam cara mereka berfungsi yang layak dipertimbangkan ketika menilai kesesuaiannya untuk tujuan bisnis.

Firmware diinstal pada perangkat saat perangkat sedang diproduksi. Terutama, ini memfasilitasi komunikasi antara sistem operasi (OS) dan perangkat itu sendiri. Unit pemrosesan pusat (CPU) komputer, tempat input data diubah menjadi output informasi, mengambil firmware dari memori komputer dan menjalankannya.

Terletak di memori non-volatile perangkat, di mana konten dapat disimpan saat perangkat mati, firmware dapat ditulis ke sejumlah jenis memori yang berbeda, termasuk memori akses acak (RAM), memori hanya-baca (ROM), memori hanya-baca yang dapat diprogram dan dapat dihapus (EPROM) dan memori flash. Seiring kompleksitas tugas yang dibutuhkan firmware telah meningkat, ini telah mengambil beberapa karakteristik perangkat keras komputer, yaitu penggunaan memori flash dan sistem input/output dasar (BIOS).

Firmware biasanya menyimpan data dalam memori ‘non-volatil’ atau ‘hanya-baca‘ (ROM) sistem, juga dikenal sebagai memori flash. Jenis memori ini digunakan di berbagai perangkat portabel seperti flash drive, smartphone, kamera digital, laptop, dan banyak lagi, dan sangat penting untuk fungsionalitas firmware. Baru-baru ini, memori flash telah memperoleh beberapa kemampuan yang sama yang biasanya terkait dengan komputer.

Misalnya, ketika komputer di-boot, itu melewati urutan yang dikenal sebagai sistem input/output dasar (BIOS). Firmware pertama yang menjalankan urutan BIOS menggunakan chip ROM, tetapi sekarang sistem telah beralih menggunakan memori flash untuk BIOS sehingga data dapat ditulis ulang tanpa chip harus dilepas dari papan sistem dan dipasang kembali setelah diprogram ulang.

Perangkat lunak berisi instruksi penting dan informasi yang dibutuhkan komputer untuk beroperasi. Dua jenis perangkat lunak, perangkat lunak aplikasi dan perangkat lunak OS, bekerja secara berbeda dan memiliki tujuan yang berbeda. 

• Perangkat lunak aplikasi: Program perangkat lunak aplikasi, juga dikenal sebagai aplikasi, adalah program yang melakukan fungsi tertentu, seperti browser web, editor foto, atau pengolah kata. Namun, perangkat lunak aplikasi tidak dapat berjalan sendiri; itu membutuhkan OS komputer (atau perangkat lunak sistem) untuk berfungsi. Dengan penyebaran internet, banyak aplikasi web memerlukan koneksi internet untuk berfungsi, sementara aplikasi noninternet dapat diluncurkan oleh OS komputer (seperti Windows, Mac atau Linux).
• OS atau perangkat lunak sistem: OS atau perangkat lunak sistem adalah lapisan perangkat lunak yang berada di antara perangkat keras dan perangkat lunak aplikasi, memungkinkan keduanya berfungsi dengan baik. Pengguna hampir tidak pernah berinteraksi dengan perangkat lunak sistem, tetapi itu selalu aktif dan berjalan di latar belakang, sementara mereka menggunakan aplikasi favorit mereka. Perangkat lunak sistem mengelola perangkat keras dan perangkat lunak perangkat guna memastikan bahwa pengalaman pengguna lancar dan tidak terganggu.

Karena begitu banyak bisnis dan pelanggan mengandalkan firmware dan perangkat lunak, mereka adalah target yang menarik bagi peretas. Perangkat keras yang mengandalkan firmware memiliki banyak kerentanan karena sering menggunakan kode yang sama. Serangan perangkat lunak, sering disebut sebagai “malware”, adalah cuplikan kode atau aplikasi berbahaya yang dapat merusak komputer atau membantu peretas mencuri data sensitif.

Peretasan firmware dan perangkat lunak melibatkan penerapan kode yang sengaja ditulis untuk membahayakan sistem komputer atau pengguna. Jenis malware yang populer termasuk ransomware yang menyandera data pengguna, trojan horse yang menghindari deteksi dengan menyamar sebagai program yang sah, dan spyware yang mencuri informasi sensitif tentang pengguna. 

Misalnya, pada bulan Juni 2024, Google mengeluarkan peringatan bahwa masalah dengan firmware Pixel-nya membuatnya rentan terhadap serangan dan bahwa tidak ada perbaikan yang tersedia untuk masalah tersebut².

Ada banyak contoh di mana firmware dan perangkat lunak memainkan peran penting dalam operasi inti bisnis yang sukses. Berikut adalah lima contoh penggunaan perusahaan yang paling umum. 

Komputer pribadi (PC) bergantung pada firmware dan perangkat lunak untuk berfungsi. Firmware yang tertanam pada chip memori pada papan sistem laptop membantu perangkat mempertahankan data penting saat komputer dimatikan. Selain itu, spesifikasi BIOS dan Unified Extensible Firmware Interfaces (UEFI) mendukung antarmuka perangkat lunak antara sistem operasi dan firmware. 

Contoh aplikasi perangkat lunak yang penting untuk PC termasuk program pemrosesan data, aplikasi untuk penelusuran internet, aplikasi di balik konferensi video, dan banyak lagi.

Firmware dibangun ke dalam chip memori flash yang dibutuhkan banyak perangkat penyimpanan data modern seperti USB drive, hard disk eksternal, dan flash drive untuk berfungsi. 

Untuk pemrosesan data dan analisis data, banyak solusi populer termasuk Microsoft Excel, Google BigQuery, dan database Db2 IBM mengandalkan perangkat lunak untuk bekerja dengan baik. 

Firmware memastikan bahwa smartphone akan menyala setelah Anda tidak menggunakannya dalam beberapa saat dan bahwa komponen penting dapat berinteraksi satu sama lain sesuai rancangannya. 

Perangkat lunak ini mendukung banyak aplikasi yang digunakan pengguna untuk memeriksa email, melakukan panggilan video, memesan makanan, memeriksa saldo rekening, dan banyak lagi.

Mobil yang dirancang dalam 10 tahun terakhir sangat bergantung pada firmware dan perangkat lunak. Berbagai jenis firmware digunakan di seluruh sistem otomotif, termasuk unit kontrol mesin (ECU) yang mengoptimalkan kinerja mesin dan efisiensi bahan bakar. 

Perangkat lunak berada di balik desain berbantuan komputer (CAD) yang membantu dalam proses desain, serta banyak fitur keselamatan yang lebih baru termasuk mengemudi dengan bantuan kamera dan peringatan perubahan jalur. 

Internet of Things (IoT) mengacu pada jaringan perangkat fisik, kendaraan, peralatan, dan objek fisik lainnya yang dengan sensor, perangkat lunak, dan konektivitas jaringan tertanam yang memungkinkannya mengumpulkan dan berbagi data. Firmware sangat penting untuk banyak kasus penggunaan IoT, termasuk peralatan rumah pintar seperti lemari es dan kontrol iklim pintar. 

Perangkat lunak mendukung banyak aplikasi IoT yang lebih kompleks, termasuk mobil otonom, aplikasi kota pintar, aplikasi listrik pintar, dan banyak lagi.

Sementara firmware dan perangkat lunak memiliki banyak kesamaan, bisnis yang menilai teknologi untuk penggunaan potensial perlu memahami juga perbedaannya. Banyak perangkat keras bergantung pada firmware untuk fungsi inti, termasuk menyalakan dan mematikan dan mempertahankan data saat dimatikan, dan perangkat lunak adalah kunci interaksi pengguna dan aplikasi bisnis. Penting untuk memahami cara kedua teknologi bekerja bersama di balik layar untuk mendorong inovasi, guna memaksimalkan potensi bisnis.