Mengenal Mainboard dan Arsitektur Teknologi Komputer

1. Mengenal Mainboard ( PCB )

Sumber Gambar : Wikimedia.org

Mainboard atau motherboard adalah sebuah papan rangkaian elektronik utama yang menjadi landasan dari komponen-komponen lainnya, seperti processor,memory, Video Graphic Acceleration (VGA), dan sound card dalam slot-slot/soket yang tersedia. Pamakaian jenis processor sangat mempengaruhi pemilihan motherboard ( depends on CPU socket ).
Bagian-Bagian Mainboard
Salah satu bagian penting dari sebuah mainboard adalah chipset. Chipset yang merupakan sebuah IC dalam ukuran kecil itu memiliki fungsi sentral. Fungsi dari chipset adalah untuk mengatur aliran data dalam sebuah unit komputer. Chipset ini pula yang mengatur data Central Processing Unit atau CPU ke bagian sistem memori. Selain itu, fungsinya untuk mengatur aliran data dari PCI, port IO, menentukan kecepatan side bus, bus untuk grafis, dan menentukan sistem lain di dalam komputer, seperti menentukan tipe port agar bisa support dengan perangkat keras lainnya.

Ada dua chipset utama pada mainboard, yaitu Nortbridge dan Southbridge. Northbridge berfungsi menjembatani arus data di sekitar main memory dan prosesor serta mengatur kerja power management. Sementara itu, Southbridge berfungsi mengatur kerja peripheral-peripheral seperti IDE Controller, PCI Bus, AGP, dan fungsi I/O (Input/Output) lainnya.

Di dalam mainboard, terdapat juga chipset EPROM yang berisi sistem operasi dasar, yaitu BIOS (Basic Input/Output System). BIOS berfungsi melakukan Bootstrap dan inisialisasi hardware pada saat booting.

Bagian lain dari sebuah mainboard adalah Integrated Drive Electronics atau IDE. Secara sederhana, IDE ini bisa dianalogikan sebagai setop kontak di dalam instalasi listrik. Fungsinya untuk mengatur dan menghubungkan seluruh peranti keras yang terbaca pada sebuah personal komputer, seperti saluran CDROM, hard disk, maupun disk drive lainnya.

I/O (Input/Output) ports adalah bagian mainboard yang berfungsi berinteraksi dengan usermelalui media peripheral I/O seperti keyboard, mouse, printer, dan lain-lain. Saat ini, hampir semua mainboard memiliki interface PS/2, USB, LPT, PCL, dan Serial.

Bagian selanjutnya yang perlu dikenali dari sebuah mainboard adalah IGP (Integrated Graphic Controller) yang merupakan chip yang berkaitan dengan pengintegrasian grafis. IGP ini hampir sama dengan video card, hanya saja IGP mengambil memorinya langsung dari memori CPU.

Bagian-bagian lain dari sebuah mainboard adalah L2 Cache, ZIP Socket, FSB, HSF dan socket. L2 Cache berada dekat processor, fungsinya sebagai penyedia memori selain RAM yang kapasitasnya tidak terlalu besar. L2 Cache sama seperti L1, bisa diartikan sebagai penyedia memori sementara. Sementara, ZIP socket adalah ruang yang tersedia pada mainboard untuk memasang chip PGA tanpa diperlukan bantuan alat tambahan.

FSB atau Front Side Bus terletak pada microprocessor yang kegunaannya sebagai penghubung antara memori utama dengan processor. Alat ini juga berfungsi untuk menyinergikan antaraprocessor dengan komponen lainnya di dalam mainboard.

Heat Sink Fan adalah sebuah kipas yang berfungsi mengurangi panas, terbuat dari aluminium. Ruangan di mainboard memang harus senantiasa dalam keadaan dingin agar daya kerja komputer tetap stabil.

2. Mengenal Arsitektur Teknologi Komputer : RISC vs CISC

Dalam bidang teknik komputer, arsitektur komputer adalah konsep perencanaan dan struktur pengoperasian dasar dari suatu sistem komputer. Arsitektur komputer ini merupakan rencana cetak-biru  dan deskripsi fungsional dari kebutuhan bagian perangkat keras yang didesain ( kecepatan proses  dan sistem interkoneksinya).

Berdasarkan set intruksi yang digunakan, arsitektur teknologi komputer dibedakan atas dua jenis, yaitu Reduced Instruction Set Architecture (RISC) dan Complex Instruction Set Computer (CISC).

a. Complex Instruction Set Computer (CISC),

Pada masa sebelum tahun 1980-an, memori merupakan barang yang mahal,  program yang besar berarti memerlukan penyimpanan yang besar sehingga berimbas pada biaya yang besar. Karenanya dibutuhkan pengurangan banyaknya instruksi per program.  Pengurangan banyaknya instruksi ini dilakukan dengan  operasi ganda dalam satu instruksi ( multiple operations within a single instruction) .

Operasi ganda ini menyebabkan berbagai jenis instruksi menjadi kompleks, dengan waktu proses yang tak dapat dipresiksi namun mengakses memori lebih sedikit. Hardware menangani kompleksitas dari tiap instruksi.

Contoh: prosesor  x86 ISA ( Intel dan AMD ).

b. Reduced Instruction Set Architecture (RISC), muncul sekitar awal tahun 1980-an.

Pada awal tahun 1980-an, para perancang teknologi mengevaluasi ulang arsitektur teknologi komputer. Ide untuk mengurangi Instruction Set ialah dengan upaya merancang set instruksi minimal yang mampu membawa semua operasi yang diperlukan dalam pemrosesan. ini berakibat satu instruksi pada CISC, dirancang ulang menjadi beberapa instuksi yang sederhana dalam panjang bit yang sama pada RISC. Akses memori hanya dengan instruksi eksplisit “load” dan “store”.

Setiap instruksi pada RISC yang sederhana berjalan dalam masa yang konsisten (Instruction execution time among different instructions is consistent). Kompleksitas ISA ( Instruction Set Architecture) yang mulanya ditangani hardware, beralih pada compiler / the assembly programmer ( software). Hal ini didukung pula dengan teknologi compiler yang makin canggih dan harga memori yang semakin terjangkau.

Contoh : LC3, MIPS, PowerPC (IBM), SPARC (Sun)

Perbandingan Instruksi pada RISC vs CISC

CISC			RISC
mov ax, 10			mov ax, 0
mov bx, 5			mov bx, 10
mul bx, ax			mov cx, 5
		Begin	add ax, bx
			loop Begin

Perbedaan antara CISC dan RISC menjadi nyata pada Persamaan Kehandalan Komputer Dasar (the basic computer performance equation) :

  Total clock cycles pada versi CISC : (2 movs × 1 cycle) + (1 mul × 30 cycles) = 32 cycles

Sementara total clock cycles pada versi RISC adalah: (3 movs × 1 cycle) + (5 adds × 1 cycle) + (5 loops × 1 cycle) = 13 cycles

Sumber : http://www.seas.upenn.edu/~palsetia/cit595s07/RISCvsCISC.pdf ( terjemahan bebas)