Pengertian dan fungsi Motherboard
Motherboard
Motherboard adalah saraf pusat (otak) dalam sistem komputer. Motherboard juga
dapat dideskripsikan sebagai dual prosesor atau single prosesor. Gambar dibawah
ini menunjukkan motherboard dengan single prosesor. Kebutuhan dalam kecepatan
memproses semakin meningkat. Prosesor tunggal (single prosesor) tidak selalu
bisa memenuhi kebutuhan tersebut, terutama dalam lingkungan jaringan
perusahaan. Motherboard dengan dual prosesor biasanya diinstal untuk sistem
operasi jaringan yang lebih tinggi tingkatannya seperti Windows 2000.
Gambar 38. Motherboard
Motherboard juga dikenal sebagai
sistem board atau papan utama (main board). Semua hal dalam sistem yang
terhubung dalam komputer, dikontrol atau dikendalikan oleh motherboard untuk
berkomunikasi dengan peranti yang lainnya dalam sistem. Sistem board adalah
papan sirkuit tercetak (printed circuit board)
yang paling besar. Setiap sistem
akan memiliki satu. Sistem board biasanya merupakan tempat dari beberapa
komponen berikut ini:
• CPU
• Circuit pengontrol
• Bus/adapter
• RAM
• Slot ekspansi untuk board tambahan
• port untuk peranti ekternal
• Complementary Metal-Oxide
Semiconductor (CMOS, dibaca C moss)
• Read Only memory (ROM) lainnya
• chip BIOS
• support chip yang memiliki fungsi
yang bervariasi
Jika komputer menggunakan case
desktop, sistem board akan terletak didasar case komputer. Jika komputer
menggunakan case tower, sistem board biasanya akan terletak di satu sisi secara
vertikal. Semua komponen yang terhubung ke dalam unit sistem akan terkoneksi
secara langsung dalam sistem board.
Form Factor Motherboard
Papan sirkuit tercetak (printed
circuit board) dibuat dari bahan fiberglass. Papan sirkuit ini akan dilengkapi
soket dan berbagai macam bagian elektronik, termasuk chip yang berbeda
jenisnya. Chip dibuat dari sirkuit yang sangat kecil dan berbentuk kotak
silikon. Silikon adalah bahan yang sama dengan bahan kimia dan berstruktur
seperti pasir. Chip memiliki ukuran yang bervariasi, namun kebanyakan berukuran
seperti perangko. Chip juga dikatakan sebagai semikonduktor atau sirkuit
terintegrasi. Kabel individual dan konektor yang disolder dengan tangan
digunakan dalam sistem board lama dan telah digantikan dengan aluminium atau
tembaga tercetak dalam papan sirkuit. Peningkatan ini secara signifikan telah
mengurangi secara drastis waktu yang biasanya dibutuhkan untuk merakit PC, dan
juga telah mereduksi biaya dari pabrik kepada konsumen. Gambar dibawah ini
menunjukkan komponen dari motherboard ATX dan bagaimana semuanya dapat
digabungkan menjadi satu.
Gambar 39. Form Factor Motherboard
Motherboard biasanya dideskripsikan
dari faktor penyusunnya (form factor). Form factor akan mendeskripsikan dimensi
fisik dari sebuah motherboard. Dua jenis form factor yang sering digunakan
adalah motherboard Baby AT dan motherboard ATX. Sebagian besar dari sistem yang
baru menggunakan form factor (faktor bentuk) motherboard ATX. Motherboard ATX
sebenarnya mirip dengan Baby AT kecuali beberapa peningkatan berikut ini:
• Slot ekspansi tersusun paralel dengan bagian board yang lebih pendek,
sehingga membuat lebih banyak tempat untuk komponen lainnya.
• CPU dan RAM terletak di sebelah power supply. Komponen ini mengkonsumsi lebih
banyak power sehingga membutuhkan lebih banyak pendinginan oleh kipas power
supply.
• Port integrasi I/O dan konektor mouse PS/2 juga termasuk di dalam
motherboard.
• Mendukung operasi 3.3 volt dari ATX power supply
Gambar menampilkan rangkuman umum
dari form factor motherboard yang kini sedang digunakan.
Gambar 40. Rangkuman umum dari form
factor
Motherboard biasanya juga
dideskripsikan berdasarkan tipe interface mikroprosesor, atau soket yang ada
disana. Motherboard dapat dideskripsikan sebagai Soket 1, Slot 370 dan
sebagainya. Slot 1 adalah generasi pertama dari ATX. Soket tunggal 370 adalah
generasi kedua ATX.
Komponen Motherboard
Komponen yang ditemukan didalam
motherboard dapat bervariasi tergantung dari umur motherboard dan level
integrasinya.
1. Chipset Motherboard
Chipset motherboard menentukan
kompatibilitas (kesesuaian) dari motherboard dengan beberapa komponen sistem
lainnya yang sangat vital. Hal ini juga akan menentukan performa dan
keterbatasan motherboard. Chipset akan terdiri dari grup sirkuit mikro yang
terkandung dalam beberapa chip terintegrasi atau satu atau dua chip
terintegrasi Very Large Scale Integration (VLSI). VLSI adalah chip yang
memiliki lebih dari 20,000 sirkuit. Chipset akan menentukan hal-hal sebagai
berikut:
• Jumlah RAM yang dapat digunakan oleh motherboard
• Tipe chip RAM
• Ukuran dan kecepatan cache
• Tipe dan kecepatan prosesor
• Tipe slot ekspansi yang dapat
diakomodasi motherboard
2. BIOS
Chip Read-only memory (ROM) terletak
di dalam motherboard. Chip ROM mengandung instruksi yang dapat diakses secara
langsung oleh mikroprosesor. Tidak seperti RAM, chip ROM mengambil kembali apa
yang terkandung didalamnya meskipun komputer dimatikan. Isi ROM tidak dapat
dihapus atau diubah dengan cara normal. Transfer data dari ROM lebih lambat
daripada RAM, tapi lebih cepat daripada disk apapun. Beberapa contoh chip ROM
dapat ditemukan dalam motherboard termasuk BIOS ROM, electrically erasable
programmable read-only memory (EEPROM), dan Flash ROM.
Basic Input/Output System (BIOS)
Basic input/output system (BIOS)
memiliki instruksi dan data dalam chip ROM yang mengontrol proses boot dan
hardware komputer. BIOS kadang disebut juga firmware. Chip ROM yang mengandung
firmware dinamakan chip ROM BIOS, ROM BIOS, atau disederhanakan menjadi BIOS.
Biasanya letak BIOS dalam motherboard sudah ditandai. Sistem BIOS ini merupakan
bagian yang sangat penting dalam komputer. Jika CPU dikatakan sebagai otak
komputer, sistem BIOS adalah jantung dari sistem. BIOS akan menentukan hard
drive apa yang telah diinstal user, dimana ada atau tidak 3.5 inci floppy
drive, memori macam apa yang diinstal dan banyak bagian penting lainnya dari
sistem hardware pada waktu startup. BIOS bertanggung jawab untuk melayani
hubungan antara software operasi komputer dan berbagai komponen hardware yang
mendukungnya. Beberapa tanggung jawab berikut termasuk:
• Hosting program setup untuk hardware
• Mengetes sistem dalam proses yang
dinamakan POST
• Mengkontrol semua aspek dalam
proses boot
• Mengeluarkan kode kesalahan audio
dan video ketika ada masalah selama POST
• Menyediakan instruksi dasar untuk komputer agar dapat mengatur peranti dalam
sistem
• Menemukan dan mengeksekusi kode BIOS apapun dalam kartu ekspansi
• Menemukan volume atau sektor boot
dari drive manapun untuk memulai sistem operasi
• Memastikan kesesuaian antara hardware dan sistem
BIOS mudah terlihat letaknya karena
ukurannya lebih besar dari pada kebanyakan chip lainnya. Seringkali memiliki
label plastik mengkilau yang memuat nama manufakturer, nomer serial chip, dan
tanggal produksi chip. Informasi ini sangat penting ketika tiba waktunya dalam
memilih chip untuk proses upgrade.
Gambar 41. Basic Input/Output System
(BIOS)
3. EPROM, EEPROM, and Flash ROM
ROM adalah cara paling umum
digunakan untuk menyimpan program tingkat- sistem yang harus tersedia dalam PC
setiap saat. Contoh yang paling umum adalah program sistem BIOS. Program BIOS
disimpan dalam ROM yang dinamakan sistem BIOS ROM. Dengan memiliki program ini
dalam ROM yang disimpan secara permanen berarti menyediakan data ketika power
dinyalakan. Oleh karena itu, PC akan dapat menggunakannya untuk mem-boot up
sistem.
EPROM dan EEPROM adalah chip ROM yang dapat dihapus dan diprogram ulang.
Erasable programmable read-only memory (EPROM) adalah tipe khusus dari
programmable read-only memory (PROM) yang dapat dihapus dengan menggunakan
sinar ultraviolet yang dilewatkan melalui jendela tembus pandang diatas chip.
Karena chip ROM memiliki instruksi yang dapat membuat peranti berfungsi dengan
baik, kadangkala harus diprogram ulang atau diganti ketika instruksi untuk
peranti yang diupgrade dibutuhkan. Tidak seperti EPROM, chip EEPROM dapat
dihapus dengan menggunakan voltase listrik normal yang lebih tinggi daripada
menggunakan sinar ultra violet. Ketika sistem BIOS termuat dalam EEPROM, maka
dapat diupgrade dengan menjalankan instruksi tertentu.
Flash ROM adalah chip EEPROM spesial
yang dapat dikembangkan sebagai hasil teknologi pengembangan EEPROM. Toshiba
menciptakan istilah untuk kemampuan chip dapat dihapus dalam waktu sekejap atau
sangat cepat. Flash ROM mengatur BIOS pada kebanyakan sistem baru. Flash ROM
ini dapat diprogram ulang dibawah penggunaan kontrol software khusus.
Meng-upgrade BIOS dengan menggunakan software khusus dikenal sebagai flashing.
BIOS diimplementasikan dalam flash memory yang dikenal dengan nama plug-and-
play BIOS, dan hal tersebut mendukung piranti plug-and-play. Chip tersebut
mengambil data ketika komputer dimatikan sehingga informasi secara permanen
disimpan. Flash memory lebih murah dan lebih powerfull daripada teknologi chip
EEPROM.
4. Slot Ekspansi
Slot Ekspansi adalah stopkontak
dalam motherboard komputer yang menerima papan sirkuit tercetak (printed
circuit board). Slot Ekspansi juga dikenal dengan nama soket. Semua komputer
memiliki slot ekspansi yang membuat peranti tambahan dapat dihubungkan ke dalam
komputer. Peranti tersebut termasuk kartu video, kartu I/O, dan kartu suara
(sound card).
Terdapat beberapa tipe slot ekspansi di dalam motherboard. Nomer dan tipe slot
ekspansi dalam komputer akan menentukan kemungkinan ekspansi di masa mendatang.
Gambar dibawah ini menunjukkan perbedaan dalam tipe slot. Slot ekspansi yang
paling umum digunakan meliputi ISA, PCI dan AGP.
Gambar 42. Slot Ekspansi
Industry Standard Architecture (ISA)
adalah slot ekspansi 16-bit yang dikembangkan oleh IBM. ISA mentransfer data
dengan motherboard pada 8
MHz. Slot ISA menjadi tidak terpakai. Alat ini digantikan oleh slot PCI dalam
sistem yang baru. Bagaimanapun juga, kebanyakan manufaktur motherboard masih
mengikutkan satu atau dua slot ISA untuk kompatibilitas kembali dengan kartu
ekspansi yang lama. Tahun 1987, IBM memperkenalkan bus Extended ISA (EISA)
32-bit, yang memuat chip Pentium. EISA menjadi cukup dikenal di pasar PC.
Peripheral Component Interconnect (PCI) adalah slot bus lokal 32-bit yang
dikembangkan oleh Intel. Sejak intel menggunakan motherboard pada 33 MHz, slot
bus PCI menawarkan peningkatan yang signifikan melampaui slot ekspansi ISA
maupun EISA. Dengan bus PCI, tiap kartu tambahan (add-on card) akan mengandung
informasi yang akan digunakan oleh prosesor untuk mengkonfigurasi kartu
tersebut secara otomatis. Bus PCI adalah satu dari tiga komponen yang
diperlukan untuk plug-and-play.Tujuan utama bus PCI adalah untuk memungkinkan
akses langsung ke CPU untuk peranti seperti memori dan video.Slot ekspansi PCI
adalah yang paling umum digunakan dalam motherboard yang ada sekarang ini.
Accelerated Graphics Port (AGP) dikembangkan oleh Intel. AGP didedikasikan
untuk bus dengan kecepatan tinggi yang digunakan untuk mendukung kebutuhan akan
software grafik. Slot ini disediakan untuk adapter video. AGP adalah port
grafik standar dalam semua sistem yang baru. Pada motherboard yang dilengkapi
AGP, slot AGP tunggal digunakan untuk adapter display dan slot PCI dapat
digunakan untuk peranti yang lain. Sedikit lebih pendek dari slot PCI yang
berwarna putih, slot AGP biasanya memiliki warna berbeda dan terletak satu inci
dibawah slot PCI. AGP 2.0 terkini menetapakan interface yang mendukung 1x dan
2x kecepatan pada 3.3V dan 1x, 2x dan 4x kecepatan pada sinyal 1.5V. AGP 3.0
adalah spesifikasi paling baru yang dapat menentukan skema sinyal baru untuk 4x
dan 8x kecepatan pada tingkat sinyal .8V. AGP 3.0 mengirimkan lebih dari 2.1
GB/detik dari bandwidth (lebar pita) untuk mendukung aplikasi yang penuh dengan
grafik, termasuk foto dan video digital.
5. Riser cards
Kartu riser (peningkat), ditunjukkan
dalam Gambar
Gambar 43. Riser cards
, digunakan ketika komputer di-load
penuh. Secara fisik akan menambah slot sehingga chip ataupun kartu dapat di
plug. Dalam tampilan sederhana, case lebih hemat tempat, kartu diplug ke dalam
kartu riser yang terletak paralel dengan motherboard.
Audio/Modem Riser (AMR), ditunjukkan dalam Gambar
adalah kartu plug-in untuk
motherboard Intel. AMR mengandung audio dan atau sirkuit modem. Intel
menspesifikasi 46-pin tepi konektor untuk menyediakan interface digital antara
kartu dan motherboard. AMR memiliki semua fungsi analog, atau kode, yang
dibutuhkan untuk audio dan atau operasi modem.
AMR berevolusi menjadi kartu Communications and Networking Riser (CNR), yang
menambah fungsi LAN dan jaringan rumah (home networking). Kartu CNR ditunjukkan
dalam Gambar
.
CNR adalah interface 30-pin yang
mengakomodasi dua format dan membuat variasi audio/modem dan audio/network menjadi
mungkin dilakukan.
Mobile Daughter Card (MDC) ekuivalen dengan AMR untuk komputer laptop.
Tipe Bus
Komponen dasar dari komputer saling
dihubungkan menjadi satu dengan jalur komunikasi dinamakan bus. Sistem bus
adalah kumpulan konduktor paralel yang membawa data dan mengontrol sinyal dari
satu komponen ke komponen lainnya. Mengingat bahwa konduktor dalam komputer
modern adalah penjejak metalik (metallic traces) yang terdapat dalam papan
sirkuit.
Terdapat tiga tipe sistem bus yang dapat diidentifikasikan berdasarkan tipe
informasi yang dibawa. Hal ini termasuk bus alamat, bus data dan bus kontrol.
Bus alamat adalah jalur satu arah (unidirectional pathway). Unidirectional
berarti informasi hanya bisa berjalan satu arah. Fungsi dari jalur adalah untuk
membawa alamat yang dahasilkan dari CPU ke memori dan elemen I/O dalam komputer
tersebut. Nomer konduktor dalam bus menentukan ukuran bus address. Ukuran bus
address menentukan nomer lokasi memori dan elemen I/O yang dapat di- address
oleh mikroprosesor.
Bus data adalah jalur dua arah (bidirectional) untuk arus data. Bidirectional
berarti informasi dapat berjalan dalam dua arah. Data dapat mengalir sepanjang
bus data dari CPU ke memori selama operasi penulisan, dan data dapat berpindah
dari memori komputer ke CPU menjelang operasi pembacaan. Bagaimanapun juga,
jika dua peranti menggunakan bus data ini pada waktu yang bersamaan, maka akan
terjadi kesalahan data. Peranti apapun yang tersambung ke dalam bus data harus
memiliki kemampuan untuk menahan keluaran (output)-nya sementara ketika tidak
terlibat dengan aktivitas dengan prosesor. Status ini dinamakan status
mengambang (floating state). Ukuran bus data, diukur dalam bit, mewakili ukuran
huruf suatu komputer. Secara umum, semakin besar bus data, semakin cepat sistem
komputernya. Ukuran bus data normal adalah 8-bit atau 16-bit untuk sistem lama
dan 32-bit untuk sistem baru. Sistem bus 64-bit saat ini masih dalam tahap
pengembangan.
Bus kontrol membawa kontrol dan sinyal timing yang dibutuhkan untuk
mengkoordinasi aktivitas dari keseluruhan komputer. Sinyal bus kontrol tidak
harus terhubung satu sama lain, tidak seperti bus data dan alamat. Beberapa
merupakan sinyal output dari CPU, beberapa lagi merupakan sinyal input ke CPU
dari elemen I/O dalam sistem. Setiap tipe mikroprosesor merespon
terhadap sinyal kontrol set yang
berbeda. Sinyal kontrol yang umum digunakan saat ini adalah sebagai berikut:
• System Clock (SYSCLK)
• Memory Read (MEMR)
• Memory Write (MEMW)
• Read/Write Line (R/W Line)
• I/O Read (IOR)
• I/O Write (IOW)
Jenis port Rear Panel
Selain dari yang tampak pada
motherboard yang dipasang pada chasing, maka dibagian belakang CPU juga akan
tampak beberapa jenis port dan soket seperti ditunjukkan pada gambar dibawah
ini :
Gambar 44. Jenis port Real Panel
Keterangan dari masing – masing bagian sebagai berikut :
1. Port paralel (LPT1 atau LPT2) :
Port bagi peralatan yang bekerja dengan transmisi data secara paralel. Contoh
peralatannya adalah printer dan scanner.
2. Port Serial (Com 1, Com 2) : Port
bagi peralatan yang bekerja dengan transmisi data secara serial. Contoh
peralatan yang menggunakan port ini adalah mouse dan modem.
3. Port AT/PS2 : Umumnya digunakan untuk masukan konektor keyboard dan mouse.
4. Port USB (Universal serial bus) : Port bagi peralatan yang bekerja dengan
transmisi data secara serial. Contoh peralatan yang menggunakan port ini adalah
camera digital, scanner, printer USB, handycam, dan peraltan tambahan
eksternal.
5. Port VGA : Port yang berhubungan langsung dengan layar. Port ini terdapat
pada motherboard yang menggunakan chipset VGA on board atau menggunakan VGA
card yang diletakkan pada slot AGP.apabila didalam motherboard belum terdapat
port VGA maka harus menambah VGA Card.
6. Port Audio : Port yang berhubungan langsung dengan peraltan audio, misalnya
tape, radio, speaker, atau mikrofon. Motherboard sekarang sudah banyak yang
menggunakan chipset audio on-board.
7. Port LAN : Port yang dihubungkan dengan kabel LAN/jaringan yang menggunakan
kabel konektor jenis RJ45. Port ini sudah terdapat pada motheboard, karena
seringkali chipset motherboard sudah memberikan fasilitas LAN on-board pada
motherboardnya.
Rangkuman
Motherboard adalah saraf pusat
(otak) dalam sistem komputer. Semua hal dalam sistem yang terhubung dalam
komputer, dikontrol atau dikendalikan oleh motherboard untuk berkomunikasi
dengan peranti yang lainnya dalam sistem.Sistem board biasanya merupakan tempat
dari beberapa komponen berikut ini: CPU , Circuit pengontrol, Bus/adapter, RAM
, Slot ekspansi untuk board tambahan, port untuk peranti ekternal,
Complementary Metal-Oxide Semiconductor (CMOS, dibaca C moss), Read Only memory
(ROM) lainnya, chip BIOS, support chip yang memiliki fungsi yang bervariasi.
Chipset motherboard menentukan
kompatibilitas (kesesuaian) dari motherboard dengan beberapa komponen sistem
lainnya yang sangat vital. Hal ini juga akan menentukan performa dan
keterbatasan motherboard.
Slot Ekspansi juga dikenal dengan nama soket. Semua komputer memiliki slot
ekspansi yang membuat peranti tambahan dapat dihubungkan ke dalam komputer.
Peranti tersebut termasuk kartu video, kartu I/O, dan kartu suara (sound card).