SISTEM BUS

1. Perkembangan BUS
A. ISA (Industry Standart Architechture)
PC awal mempunyai bus dengan kecepatan 4.77 MHz dan lebar 8 bit yang dikenal dengan bus ISA 8 bit. Bus ini dipergunakan pada motherboard 8080 (komputer XT) yang menggunakan mikroprosesor 8 bit. Slotnya memiliki 62 pin yang terbagi pada kedua sisinya. Kemudian ISA ini dikembangkan menjadi 16 bit dengan kecepatan 8 MHz, dipergunakan untuk motherboard 80286 ke atas atau komputer AT. Slot ISA 16 bit memiliki 100 pin. ISA 8 bit kompatibel dengan ISA 16 bit, misalnya monitor card 8 bit dapat dipasang pada slot ISA 16 bit.

B. Bus MCA (Micro Channel Architecture)
Bus MCA adalah sebuah bus I/O dengan bandwith 32-bit yang digunakan dalam beberapa komputer mikro. Bus ini dibuat oleh IBM yang ditujukan untuk menggantikan bus ISA 8-bit/16-bit yang lambat. Selain itu tentunya untuk menghadapi masalah bottleneck yang terjadi akibat kecepatan prosesor yang semakin tinggi tapi tidak diimbangi dengan kecepatan bus I/O. Komputer yang menggunakan bus ini pun hanya sedikit, mengingat memang IBM mewajibkan para vendor untuk membayar royalti kepada iBM untuk mendapatkan lisensi bus MCA. Karena hal ini banyak vendor yang kurang setuju dengan IBM membuat kelompok oposisi dengan membuat bus EISA.
Kebutuhan terhadap sebuah bus I/O yang lebih cepat datang akibat bus ISA mengalami bottleneck. Prosesor Intel 80386DX merupakan prosesor 32-bit yang dapat mentransfer data hingga 32 bit dalam satu waktunya, tapi ISA hanya dapat mentransfer 16 bit saja. Daripada menambahkan pin lagi terhadap bus ISA, IBM memutuskan untuk membuat sebuah bus baru, yang kemudian menjadi bus MCA. Berbeda dengan EISA yang mendukung konsep backward compatibility, bus ini adalah benar-benar baru, yang sama sekali tidak kompatibel dengan ISA 8-bit/16-bit. Sistem MCA juga menawarkan perubahan lainnya yaitu pengguna dapat menancapkan kartu MCA ke dalam slotnya tanpa harus mengubah-ubah setting jumper untuk menentukan sumber daya yang hendak digunakan (IRQ Channel, DMA Channel atau memory base address). Fitur ini mirip dengan apa yang kita kenal sekarang sebagai fitur plug-and-play, meski masih terkesan primitif. Karenanya, kartu MCA tidak memiliki jumper atau DIP Switch untuk mengatur sumber daya, tapi menawarkan perangkat lunak yang dapat mengaturnya. Umumnya, MCA memiliki dua jenis disket untuk konfigurasi perangkat keras: Option Disk dan Reference Disk. Reference Disk merupakan disket yang datang sistem komputer yang mengintegrasikan bus MCA, sementara Option Disk datang dengan kartu MCA yang bersangkutan. Setelah kartu dipasang, pengguna tinggal menginstalasikan berkas-berkas dari Option disk ke dalam Reference Disk, setelah itu kartu pun akan berjalan. Reference Disk mengandung beberapa program dan BIOS yang dibutuhkan untuk mengatur sistem MCA, dan sistem tidak dapat dikonfigurasikan tanpanya. MCA berjalan dalam kecelatan 5 MHz, pada bandwidth 32-bit, sehingga dapat mentransfer data hingga 20 MByte/detik

C. EISA (Extended ISA)
Pada tahun 1988, Compaq dan PC-Clone lainnya menandai pengembangan EISA (Extended ISA). EISA merupakan hasil pengembangan dari ISA yang dirancang untuk menggunakan akses 32 bit. Umumnya dipergunakan pada komputer 486 yang menuntut kecepatan tinggi, misalnya server.
Kemudian EISA dikembangkan menjadi VESA (Video Electronics Standard Association). Bus EISA (Extended/Enhanced Industry Standard Architecture) adalah sebuah bus I/O yang diperkenalkan pada tahun 1988 sebagai respons dari peluncuran bus MCA oleh IBM, mengingat IBM hendak “memonopoli” bus MCA dengan mengharuskan pihak lain membayar royalti untuk mendapatkan lisensi MCA. Standar ini dikembangkan oleh beberapa vendor IBM PC Compatible, selain IBM, meskipun yang banyak menyumbang adalah Compaq Computer Corporation. Compaq jugalah yang membentuk EISA Committee, sebuah organisasi nonprofit yang didesain secara spesifik untuk mengatur pengembangan bus EISA. Selain Compaq, ada beberapa perusahaan lain yang mengembangkan EISA yang jika diurutkan, maka kumpulan perusahaan dapat disebut sebagai WATCHZONE (Wyse, AT&T, Tandy Corporation, Compaq Computer Corporation, Hewlett-Packard, Zenith, Olivetti, NEC dan Epson). Meski menawarkan pengembangan yang signifikan jika dibandingkan dengan ISA 16-bit, hanya beberapa kartu berbasis EISA yang beredar di pasaran (atau yang dikembangkan). Itu pun hanya berupa kartu pengontrol larik harddisk dan kartu jaringan server.
Bus EISA pada dasarnya adalah versi 32-bit dari bus ISA yang biasa. Tidak seperti MCA dari IBM yang benar-benar baru (arsitektur serta desain slotnya). Pengguna masih dapat menggunakan kartu ISA 8-bit atau 16-bit yang lama ke dalam slot EISA, sehingga hal ini memiliki nilai tambah berupa kompatibilitas ke belakang (backward compatibility). Seperti halnya bus MCA, EISA juga mengizinkan konfigurasi kartu EISA secara otomatis dengan menggunakan perangkat lunak, sehingga bisa dibilang EISA dan MCA adalah pelopor plug-and-play.
Bus EISA menambahkan 90 konektor baru (55 konektor digunakan untuk sinyal sedangkan 35 sisanya digunakan sebagai ground) tanpa membuat slot ISA 16-bit berubah. Sekilas, slot EISA 32-bit sangat mirip dengan slot ISA 16-bit. Tapi, berbeda dari kartu ISA yang hanya memiliki satu baris kontak, kartu EISA memiliki dua baris kontak yang bertumpuk. Baris pertama adalah baris yang digunakan oleh ISA 16-bit, sementara baris kedua menambahkan bandwidth menjadi 32-bit. Karenanya, kartu ISA yang lama masih dapat bertahan meskipun berganti motherboard. Meski kompatibilitas ini merupakan sesuatu yang bagus, ternyata industri kurang begitu meresponsnya. Akhirnya, fitur-fitur EISA pun ditangguhkan untuk mengembangkan bus I/O yang baru, yang disebut dengan VESA Local Bus (VL-Bus).
Bus EISA dapat menangani data hingga 32 bit pada kecepatan 8,33 MHz, sehingga transfer rate maksimum yang dapat dicapainya adalah 33 MByte/detik. Timing EISA juga berpengaruh pada kecepatan transfer data pada kartu EISA. Ukuran dimensi fisik slotnya (panjang, lebar, tinggi) adalah 333,5 milimeter, 12,7 milimeter, 127 milimeter.

D. VESA (Video Electronics Standard Association)
VESA merupakan badan standar internasional untuk komputer grafis yang dibentuk pada tahun 1998 oleh NEC yang merupakan perusahaan Elektronik Rumah Tangga , Pembuat jajaran monitor multi sync dan produsen layar audio adaptor dari ATI Technologies, Renaissance GRX, STB Sistem, Video 7 dan Western Digital. Tujuan awalnya, VESA dirancang untu menghasilkan standar resolusi video 800 × 600. Sejak itu VESA telah mengeluarkan sejumlah standar, sebagian besar berkaitan dengan fungsi video peripheral di personal komputer. VESA mengumumkan perjanjian kerjasama dengan Wireless Gigabit Alliance (WiGig) pada tahun 2010 untuk berbagi keahlian teknologi dan spesifikasi untuk mengembangkan multi-gigabit nirkabel Display Port. Display Port adalah teknologi VESA yang menyediakan konektivitas tampilan digital.

E. VESA Local Bus
Bus Lokal VESA (biasanya disingkat VL-Bus atau VLB) telah banyak digunakan pada personal komputer. VESA (Video Electronics Standards Association) Bisnis Lokal bekerja bersama bus ISA. VESA bertindak sebagai saluran berkecepatan tinggi untuk memori-mapping I/O dan DMA (Direct Memory Access adalah suatu alat pengendali khusus disediakan untuk memungkinkan transfes blok data langsung antar perangkat eksternal dan memori utama, tanpa intervensi terus menerus dari processor), sedangkan ISA bus menangani interrupts dan port-dipetakan I/O.
Pada awal 1990 bandwidth I/O bus ISA menjadi hambatan penting bagi kinerja PC grafis. Kebutuhan untuk grafis lebih cepat sedang didorong dengan meningkatkan adopsi Graphical User Interface dalam sistem operasi PC. Sementara upaya IBM untuk menghasilkan pengganti ISA dengan Micro Channel Arsitektur adalah pilihan yang layak secara teknis, gagal di pasar karena sifat eksklusif dan biaya lisensi yang dikenakan. Standar EISA bersaing terbuka masih tidak dapat menawarkan peningkatan kinerja yang cukup selama ISA untuk memberikan solusi. Jadi untuk waktu yang singkat, produsen perangkat keras menciptakan implementasi milik dari bus lokal pada motherboard mereka untuk memberikan kartu grafis akses langsung ke prosesor dan memori sistem – dan menghindari keterbatasan bus ISA. Namun sebagai produsen solusi spesifik ini tidak standar, tidak ada ketentuan untuk menyediakan interoperabilitas antara mereka. Hal ini menyebabkan konsorsium VESA mengusulkan dan menetapkan suatu standar Local Bus pada tahun 1992. Selain itu yang lebih besar sementara performa kartu grafis adalah tujuan utama dari VLB, perangkat lain juga bisa mendapatkan keuntungan dari standar VLB. Pengendali massa terutama banyak penyimpanan ditawarkan untuk VLB dengan peningkatan kinerja disk drive.
Sebuah slot VLB itu sendiri adalah hanya sebuah konektor tepi tambahan ditempatkan dalam line dengan ISA atau EISA konektor, dengan bagian ini diperpanjang sering diwarnai coklat khas. Hasilnya adalah slot ISA atau EISA yang normal menjadi tambahan mampu menerima kartu kompatibel VLB. Kartu ISA tetap kompatibel karena mereka tidak akan memiliki pin masa lalu ISA normal atau bagian dari slot EISA. Begitu juga sebalikannya bahwa kartu VLB memiliki kebutuhan yang cukup panjang untuk mencapai konektor VLB, dan hal tersebut mengingatkan full-length kartu ekspansi dari era sebelumnya XT IBM. Ironisnya bagian dari slot VLB tampak mirip dengan slot MCA IBM, karena memang keduanya memiliki fisik yang sama.
Beberapa kelemahan VLB dapat membatasi masa manfaatnya secara substansial. VESA Lokal sangat bergantung pada intel 80486 CPU desain memori bus’s. Saat P5 Pentium prosesor mulai mendapat penerimaan massa, sekitar tahun 1995, trdapat perbedaaan besar dalam desain busnya, sehingga Bus VESA Lokal tidak mudah beradaptasi.

F. PCI (Peripheral Component Interconnect)
Setelah munculnya bus ISA yang mempunyai keterbatasan kecepatan dan jumlah bit, dikenalkan lagi bus EISA (Extended ISA), VESA (Video Electronics Standard Association). Karena hadirnya mikroprosesor kecepatan tinggi seperti 486 dan Pentium dibutuhkan bus dengan bandwith kecepatan tinggi, maka pada tahun 1990 Intel memperkenalkan bus PCI (Peripheral Component Interconnect).
PCI berbasis pada local bus yang cepat. Pada perkembangannya, PCI diadopsi menjadi standar industri di bawah administrasi dari PCI Special Interest Group (PCI-SIG) yang kemudian definisi dari PCI diperluas menjadi konektor standa interface bus (slot) ekspansi. Pada awalnya, PCI dibuat dengan lebar 32 bit yang normalnya berjalan pada 33MHz. Komputer yang modern mendukung PCI 64-bit 66MHz, bus ini terdapat baik pada chipset north-bridge atau pada I/O controller hub. PCI disajikan di motherboard sebagai slot 32-bit yang umumnya berwarna putih sebanyak 3 dan 6 slot dan banyak digunakan oleh peripheral komputer yang membutuhkan kecepatan tinggi, misalnya SCSI, kartu jaringan (Network Interface Card, NIC) dan lain-lain.
PCI mempunyai interface sebesar 64 bit dan mengimpelentasikan lebar jalur 32 bit untuk bus data dan alamat (jika dibandingkan dengan ISA ,16 bit). PCI merupakan bus dengan arsitektur sinkronous, yakni bus dimana semua transfer data dijalankan secara relatif bersamaan terhadap pulsa detak sistem. PCI yang sekarang, spesifikasinya diperluas untuk mendukung operasi pada 133 MHz, namun yang banyak digunakan komputer sekarang tetap 33 MHz.
PCI mendukung mekanisme auto-configuration dimana setiap piranti PCI terdapat sekelompok register konfigurasi yang memungkinkan identifikasi/pengenalan akan jenis piranti seperti SCSI , Video, Ethernet dan lainnya. PCI mendukung pemakaian tegangan 5 V dan 3.3 Volt. Namun pin tegangan 3.3 Volt baru dihubungkan ke slot PCI pada komputer keluaran terakhir. PCI local bus adalah independen, dapat digunakan pada berbagai mikroprosesor, bukan hanya pada prosesor INTEL.

G. AGP (Accelerated Graphics Port)
AGP 1.0 dirilis pada Juli 1996 oleh Intel dalam seri chipset Intel 440. Spesifikasi AGP 1x memiliki kecepatan 66MHz dengan tegangan 3.3 Volt. Sedangkan maksimum troughput-nya adalah 266 Mbyte/detik.
Spesifikasi AGP 2x yang juga diperkenalkan pada Juli 1996 memiliki kecepatan dan maksimum troughput dua kali dari yang 1x (133 MHz dan 533 MByte/detik) dengan tegangan yang sama.
AGP versi 2.0 dirilis Mei 1998 dengan tambahan kemampuan pensinyalan 4x dan tegangan kerja 1.5Volt serta kecepatan dan maksimum troughput dua kali AGP 2x. Slot untuk AGP 1x/2x berbeda dengan slot AGP 4x, dimana pada AGP 4x tidak terdapat pembagi di tengah slot ( sebagai key notch ). Beberapa motherboard yang menyediakan AGP 4x hanya mendukung AGP 4x dan tegangan 1.5 Volt artinya tidak kopatibel dengan versi sebelumnya. Lalu pada November 2000, kemampuan pensinyalan AGP bertambah lagi menjadi 8x. Spesifikasi AGP ini juga memiliki kecepatan dua kali dari AGP sebelumnya dengan tegangan 1.5 Volt.
Selain spesifikasi di atas, masih ada AGP Pro yang memiliki slot lebih panjang dari slot biasa., dengan tambahan pada daya yang dapat didukungnya, yakni 110 watt atau lebih besar 25 watt dari AGP biasa. Kartu grafis AGP 1x dan 2x tidak dapat digunakan pada slot AGP Pro.
Adapun AGP adalah bus cepat 32 bit yang khusus untuk kartu grafis / video. Berjalan paada kecepatan 66MHz (AGP 1x),133MHz (AGP 2x), 266 MHz (AGP 4x), atau 533MHz (AGP 8x) yang akan menghasilkan bandwidth hingga sebesar 2,133MB/det. AGP di hubungkan ke north-bridge atau memori controller hub pada chipset dan konektornya pada motherboard yang diwujudkan dalam bentuk slot AGP pada system yang mendukungnya, umumnya berwarna coklat.
AGP digunakan untuk Video Cards (VGA) dan belum digunakan untuk fungsi Card yang lain. AGP didesain untuk motherboard Pentium II ke atas, AGP dianggap mampu bekerja 4 kali lebih cepat dibandingkan bus PCI yang menggunakan pipelining. Bus ini dibuat oleh intel sebagai bus yang didisain khusus untuk aplikasi video dan grafis. Karena kelebihan inilah AGP mampu membuat frame rate lebih bagus dan menampilkan grafik 3D yang lebih realistis. AGP berbasis pada PCI dengan beberapa tambahan dan peningkatan, namun secara elektris maupun logis tidak bergantung pada PCI. Namun memiliki tambahan sinyal , letaknya juga dibedakan dengan slot PCI. Dalam sebuah motherboard hanya bisa terdapat 1 slot AGP.
Keuntungan dari AGP adalah kemampuannya untuk mendukung tekstur Direct Memory Execute, atau lebih dikenal dengan DiME. DiME mengakibatkan AGP dapat menggunakan dan memanipulasi RAM sistem secara langsung ketika intensitas pemetaan tekstur dibutuhkan. Pada tipe sistem non-AGP, seperti graphic card berbasis PCI, pemetaan tekstur disimpan dua kali. Pertama, tekstur tersebut diambil dari hard drive dan disimpan ke memori sistem. Ketika pemetaan terstruktur tersebut akan dipakai, dia akan diambil dari memori sistem ke CPU untuk diproses. Kemudian akan dikembalikan melewati PCI bus ke graphic card dan disimpan pada framebuffer. Kesimpulannya semua pemetaan tekstur akan disimpan dua kali yaitu satu oleh sistem dan satu lagi oleh graphic card.

H. PCI Express
Mulai tahun 2006 AGP mulai digeser oleh kartu grafis berbasis PCI x16 yang dapat mentansfer data hingga 4000 Mbyte/detik atau hampir dua kali lebih cepat dibanding AGP 8x dengan kebutuhan daya yang lebih sedikit (800 mV). Selain kelebihan di atas, PCI Express membolehkan prosesor berkomunikasi dengan bus-bus yang memiliki akses dengan perangkat eksternal melalui chioset. Perangkat itu dapat terhubung melalui card SVGA, sound card, NIC, port USB, fireware, atau card I/O internal lainnya.
Sama seperti AGP, slot ini untuk sementara banyak digunakan untuk Video Cards (VGA) dan belum digunakan untuk fungsi Card yang lain. Kelebihan yang paling menarik dari PCI Express x16 yakni mampu menanggulangi crash atau benturan pada saat mengolah image dan video sehingga output yang dihasilkannya pun lebih berkualitas. Nilai Frekwensi auto default (kecepatan transmisi) untuk PCI Express adalah 100 MHz. Bandwidth PCI Express 16x bisa mencapai 8GB/s.
PCI Express merupakan koneksi point-to-point, yang berarti tidak berbagi bandwidth tapi berkomunikasi langsung dengan perangkat melalui sebuah saklar yang mengarahkan aliran data. Namun fitur yang paling menjanjikan adalah bahwa bandwidth yang lebih besar dan scalable yang dapat dicapai dengan menambahkan “lanes”. Lanes merupaka jalur data. Jika sebelumnya disebutkan PCI-E x2, x4, x8, dan lain lain, maka angka tersebut menandakan jumlah lanes. Satu lane memiliki kecepatan data tertentu untuk setiap spesifikasi PCI-E (1.x, 2.x, 3.x). Umumnya untuk menangani video, komputer sekarang menggunakan bus PCI express.
Keuntungan PCI Express dibandingkan dengan dengan yang lain:
1. Teknologi serial memberikan scalable performance.
2. Bandwidth tinggi pada awalnya, 5-80 Gbps bandwidth puncak secara teoritis, sesuai dengan implementasinya
3. Masing-masing device memiliki link point-to-point sendiri-sendiri, menggantikan teknologi shared bus pada PCI
4. Berpeluang untuk memiliki latensi/ delay yang kecil pada arsitektur server, karena PCIe menyediakan koneksi langsung ke chipset Northbridge
5. Konektor lebih kecil dan dalam banyak kasus lebih mudah mengimplementasikan untuk desainer sistem
6. Memiliki fitur yang baru yaitu Quality of service (QoS) melalui kanal isochronous untuk menjamin pengiriman bandwidth jika diperlukan, advanced power management dan native hot plug/hot swap support

PCI Express merupakan modul slot ekspansi yang didesain untuk menggantikan PCI bus yang lama. Memiliki 16x dan 32x. Tidak seperti PCI biasa yang menggunakan sistem komunikasi paralel. PCI ini menggunakn sistem serial dan mampu berkomunikasi 2 kali dalam satu rute block. Fitur-fitur yang terdapat dalam PCI-Express:
1. Advanced power management
2. Support untuk trafik data yang real-time
3. Hot plug dan hot swapPCI Express (PCIe) adalah format interface dari expansion card komputer yang didesain sebagai interface yang lebih cepat untuk menggantikan interface PCI, PCI-PCI Extended), dan AGP pada expansion card komputer dan kartu grafis.

Implementasi dari PCI Express akan meningkatkan frekuensi saluran komunikasi ke tingkat lebih tinggi, misalnya generasi kedua PCI Express dapat meningkatkan komunikasi frekuensi oleh 2 faktor atau lebih. PCI Express memiliki sideband sinyal yang minim, clock, dan dapat menangani informasi yang terdapat dalam data. Karena PCI Express merupakan teknologi dengan beberapa serial sideband sinyal, memberikan bandwidth yang sangat tinggi per I/O pin konektor dibanding PCI, yang dirancang untuk menghasilkan keadaan lebih efisien, lebih kecil, dan konektor murah. Fitur lebih yang dimiliki PCI Express adalah Power Management, mampu mensupport real time pada lalu lintas data, hot plug and hot swap, integritas data dan penanganan kesalahan. PCI Express dikembangkan untuk menggantikan teknologi AGP 8x yang saat ini telah sampai pada titik batas kemampuan yang maksimal, sementara kebutuhan konsumen terhadap kualitas gambar semakin tinggi. berdasarkan buku william stalling Standard PCI adalah 64 saluran data pada kecepatan 33 MHz, laju transfer data 264 MB per detik atau 2,112 Gbps.

2. Perkembangan VGA
Pada sebuah PC ada 3 komponen yang sangat berperan penting dalam hal kinerja grafis. Komponen-komponen tersebut adalah prosesor, memori dan kartu VGA. VGA (Video Graphics Adapter) adalah standar tampilan komputer analog. VGA juga bisa diartikan sebagai komponen yang tugasnya menghasilkan visual dari komputer dan hardware yang memberikan perintah kepada monitor untuk menampilkan keluaran visual yang dapat kita lihat. VGA pertama kali dipasarkan pada tahun 1987 oleh IBM (International Bushiness Machines) Corporation disingakat menjadi IBM. NYSE : IBM adalah salah satu perusahaan asal Amerika Serikat yang membuat/ memproduksi perangkat keras dan perangkat lunak. IBM didirikan pada 15 Juli 1911 dan beroprasi pada tahun 1888 yang berpusat di Armonk, New York, AS.

A. VGA (Video Grapihics Adapter)
VGA teridiri atas dua jenis:
1. VGA onboard
Vga On-Board adalah VGA yang sudah terintegrasi pada MotherBoard. VGA On Board menggunakan RAM sebagai Memory VGA (Share Memory). Ada dua tipikal dalam dunia kartu grafis onboard, yaitu:
Pertama yaitu vga yang telah memiliki memori RAM yang tertanam pada mainboard (mainboard jenis ini jarang ditemui di pasaran karena harganya cenderung lebih mahal daripada mainboard yang berkartu grafis onboard biasa).
Berikutnya adalah kartu grafis onboard yang mengambil memori dari RAM utama komputer, ini merupakan kebanyakkan dari mainboard berkartu grafis onboard yang beredar dipasaran dikarenakan harganya yang lebih murah dari jenis mainboard lainnya. Karena kartu grafis onboard jenis kedua ini mengambil memori dari RAM utama komputer maka biasanya ukuran RAM komputer kita akan berkurang sebanyak jumlah yang dipakai kartu grafis onboard tersebut. Jadi ketika RAM di komputer tidak menunjukkan ukuran yang seharusnya, mungkin hanya dikarenakan terpakai sebagian sebagai memori bagi kartu grafis onboard komputer.
VGA onboard adalah unit pemroses yang telah menyatu pada motherboard, maka VGA card tidak diperlukan lagi. Keberadaan chipset VGA onboard ini tidaklah bersifat tetap karena VGA onboard ini dapat diatur untuk tidak aktif jika user ingin memasang VGA card yang diinginkannya. Sejak IBM PC lahir pada tahun 1981 nyaris semua PC mempunyai memori terpisah untuk frame buffer, yaitu block memori dimana gambar yang keluar di layar monitor dipetakan. Ini bukan masalah bagi sistem yang memiliki video monochrome bebasis karakter. Karena frame buffer yang diperlukan hanya 2 KB. Tetapi GUI (Graphical User Interface) yang berbasis modern yang memerlukan layar bit mapped yang bersolusi tinggi dan warna sejati sangat rakus memori.Layar beresolusi 640×480 pixel dengan warna 8 bit meminta frame buffer sebesar 300 KB, sementara layar beresolusi 1024×768 pixel dengan warna 24 bit memerlukan memori sebesar 2,25 MB. Frame buffer yang dedicated , berukuran tetap. Tidak perduli mode layar yang sedang digunakan frame buffer harus mampu mengakomodasi resolusi paling tinggi dan kedalaman warna terbaik yang dapat didukungnya. Software tidak bisa memanfaatkan memori sisa dari frame buffer walaupun yang digunakan adalah resolusi rendah dan 16 warna. Ini penyebabnya oleh cara pemaketan Video dan konfigurasinya dalam sub sistem grafis yang khusus. Dengan demikian, ber-Mega-mega byte memori tersia-siakan. UMA (Unified Memori Architecture) menyatukan frame buffer dengan memori utama.

2. VGA add On
Sejak sistem PC IBM pertama, di dalam komputer pasti ada unit kartu grafis, entah itu CGA, EGA, MCGA , VGA atau yang lain. Dengan menggunakan kartu VGA add On maka akan didapatkan kinerja yang lebih baik daripada sistem yang menggunakan UMA (Unified Memori Architecture). Jika dulu sebuah kartu grafis 8 bit dengan memori 512 KB yang dapat menampilkan 256 warna pada resolusi 640 X 480 sudah cukup, maka sekarang tidak lagi. Kebutuhan minimal untuk komputer multimedia adalah kartu grafik 64 bit dengan memori 1 MB.

B. Bentuk Fisik Kartu VGA
Berdasarkan arsitektur sistem I/O bus peripheralnya dapat dibedakan menjadi beberapa jenis yaitu VGA ISA dan VGA EISA.
VGA ISA adalah jenis kartu VGA yang dimasukkan pada slot ekspansi ISA (Industry Standard Architecture) bus yang masih bersistemkan I/O 8-bit atau 16-bit. Kartu VGA jenis ini sekarang sudah tidak pernah lagi dipergunakan, karena selain kecepatan transfer datanya sangat lambat, tampilan kehalusan gambar serta kombinasi warna yang dihasilkannya pun juga sangat terbatas. Teknologi slot ekspansi ISA bus dengan sistem I/O 8-bit pertama kali diperkenalkan pada tahun 1981, sedangkan teknologi slot ekspansi ISA bus dengan sistem I/O 16-bit pertama kali diperkenalkan pada tahun 1984.
VGA EISA adalah jenis kartu VGA yang dipasang pada slot ekspansi EISA (Extended Industry Standard Architecture) bus yang adalah 32-bit sistem I/O-nya. Kartu VGA jenis ini sekarang sudah tidak pernah lagi dipergunakan, sama seperti Kartu VGA ISA yang memiliki keterbatasan pada kecepatan, kehalusan gambar, serta kombinasi warna yang dihasilkannya. Teknologi slot ekspansi EISA bus dengan sistem I/O 32-bit ini pertama kali dirilis pada tahun 1988 oleh “Gang of Nine” (sebuah konsorsium dari vendor pembuat kompatibelnya IBM PC), dengan nilai tegangannya 5 volt dan 12 volt, kecepatan clock-nya 8,33MHz, dan kecepatan transfernya 32MB.

C. Cara Kerja Kartu VGA
Saat aplikasi yang dijalankan ingin menciptakan sebuah citra, aplikasi tersebut akan meminta bantuan pada driver kartu grafis. Driver grafis akan mendengarkan instruksi, baik dari OS atau dari aplikasi, kemudian mengambil data digital yang diperlukan dan mengkonversikannya menjadi sebuah format yang dimengerti oleh kartu grafis tersebut.
Setelah itu, driver menyalurkan data digital yang baru diformat tersebut kepada kartu grafis untuk melakukan rendering. Data tersebut berjalan menuju kartu VGA melalui slot pada motherboard AGP/PCI-E).
Setelah disalurkan ke kartu grafis, data akan dikirimkan ke memori kartu grafis sebagai tempat penyimpanan sementara. Kemudian GPU akan mengambil data digital tersebut lalu mengubahnya menjadi pixel. Pada titik ini, pixel belum siap untuk ditampilkan ke layar. Pixel tersebut akan dikirim kembali ke Video RAM untuk disimpan. VRAM terhubung langsung pada digital-to-analog converter(DAC). Converter ini juga biasa disebut RAMDAC yang bertugas menterjemahkan image ke signal analog agar bisa digunakan oleh monitor. Selanjutnya, RAMDAC mengirimkan gambar final kepada monitor melalui kabel. Tiga hal yang perlu diperhatikan dari spesifikasi VGA adalah kapasitas memory, jenis memory dan lebar jalur komunikasi (buswidth).
Sebagai contoh ada VGA dengan spesifikasi 256 MB DDR3 128 bit. 256 MB artinya besarnya memory VGA tersebut, ini berpengaruh lebih pada tingginya resolusi yang mampu didukung oleh VGA itu. Apabila hendak menggunakan monitor ukuran besar (yang tentu saja resolusinya juga tinggi) maka kapasitas memory VGA juga harus lebih besar. DDR3 adalah jenis memory yang mengacu pada kecepatan aksesnya. DDR3 tentu relatif lebih cepat aksesnya bila dibanding DDR2. 128 bit adalah lebar jalurnya, semakin lebar jalurnya, semakin banyak pula data yang bias lewat dalam satu waktu. Ada macam-macam tipe dari memori pada VGA seperti DDR, DDR2, DDR3, GDDR5. Pada tahun 2010 jenis memori terbaik adalah tipe GDDR5. DDR1,2,3 pada sebuah VGA adalah menandakan jenis dan kecepatan sebuah RAM pada VGA sebenarnya dari melihat jenis RAM VGA tadi maka kita sebenarnya dapt melihat seberapa cepat VGA tersebut.
DDR2 Kecepatannya antara 400 sampai 800 MHZ
DDR3 Kecepatannya antara 1000 sampai 1800 MHZ
DDR4 Kecepatannya antara 1800 sampai 2200 MHZ
DDR5 Kecepatannya antara 3 sampai 4 GHZ
(dan ini hanya dipakai oleh VGA ATI RADEON HD4870).
Dari data tersebut dapat dilihat bahwa VGA yang menggunakan Jenis DDR yang lebih besar maka VGA itu akan semakin cepat. Sebenarnya jenis GDDR adalah hanya jenis nya lebih baru.
Kartu video menentukan kualitas gerak gambar animasi dan 3D. Dengan frame rate yang tinggi, gambar terlihat smooth dan realistic. Frame rate merupakan satuan yang menentukan berapa kali gambar terupdate dengan informasi terbaru tiap detiknya.
Kekuatan kartu video ditentukan oleh banyak faktor, berikut spesifikasi yang paling menentukan
• GPUclock speed (MHz)
• Ukuran bus memori (bits)
• Jumlah memori yang tersedia (MB)
• Memory clock rate (MHz)
• Memory bandwidth (GB/s)
• Kecepatan RAMDAC (MHz)

D. Komponen-komponen VGA
1. GPU (Graphic Processing Unit)
Graphics processing unit atau GPU (atau biasa juga disebut visual processing unit atau VPU) adalah sebuah prossesor khusus untuk untuk bagian grafis 3D dari microprocessor. Yang berfungsi untuk pengolahan data gambar yang akan ditampilkan di layer monitor. Alat ini digunakan di sistem benam, telepon genggam, komputer pribadis, workstation, dan konsol game. GPU Modern sangat efisien dalam memanipulasi komputer grafis dan struktur paralel, membuatnya lebih efektif dari fungsi umum CPU yang digunakan untuk bebagai perhitungan alogaritma. Pada personal koputer (PC), GPU biasanya terdapat pada video card atau motherboard. Komputer desktop dan notebook mempunyai GPU yang terintegrasi. Pada graphics card add-on, yang dimaksud dengan GPU adalah chip graphics yang kita kenal dengan nama GeForce, Radeon, dan lainnya. Sedangkan pada solusi integrated graphics, GPU-nya biasanya tidak berupa chip mandiri, karena sudah diintegrasikan ke dalam chipset motherboard.
2. Video Memory
Berfungsi sebagai tempat penyimpanan sementara sebelum dan sesudah pemrosesan data pada GPU. Saat ini, umumnya berkapasitas antara 256MB sampai 2048MB.
3. RAMDAC (Random Access Memory Digital-Analog Converter)
Berfungsi mengubah gambar digital menjadi sinyal analog agar bisa digunakan oleh monitor.
4. Bus Interface
Berfungsi menghubungkan motherboard dengan kartu grafis. Pada umumnya, bus interface ini tipe AGP dan PCI-Express.
5. Display Interface
Berfungsi menghubungkan kartu grafis dengan monitor. Umumnya terdapat 3 port display, antara lain DVI, VGA, TV-Out.
6. Heatsink dan Fan
Berfungsi sebagai pendingin kartu grafis Core Clock Speed = kecepatan processor VGA, cycles dalam second Memory Core Speed = RAM VGA transfer data ke/ dari Processor VGA.

3. Memory mapping
Memory Mapped I/O merupakan sebuah pengaturan dimana perangkat I/O dan memori berbagi ruang alamat yang sama. Dengan sadanya memory mapping I/O, tiap instruksi mesin yang dapat mengakses memori dapat digunakan juga untuk mentransfer data ke atau dari perangkat I/O. Memory mapping digunakan sebagai alternatif untuk menghubungkannya ke port I/O, terutama di embedded system. Sebagai contoh, sebuah konverter analog ke digital bisa menjadi memori dipetakan ke alamat tertentu. Bila alamat yang ditulis untuk alamat tertentu, maka konversi dimulai bila alamat dibaca dari data yang ditransfer ke prosesor. Terkadang hanya sebagian alamat decoding digunakan, yang berarti bahwa perangkat efektif menempati blok yang jauh lebih besar dari ruang memori dari yang dibutuhkan. Ini bisa menjadi masalah jika ruang memori kecil (misalnya dengan bus alamat 16-bit yang hanya dapat menangani 65.536 lokasi yang berbeda). Memory mapping dibutuhkan karena kapasitas cache jauh lebih kecil daripada kapasitas main memory.
Kegunaan dari Memory Mapping adalah
– Membuat pemrograman lebih sederhana
– Tidak memiliki perintah khusus untuk mengakses perangkat I/O
– Membawa beberapa lokasi memori
– Hanya memerlukan memori sedikit dibandingkan dengan ukuran memori utama
Ada beberapa cara untuk melakukan mapping:
– PemetaanLangsung(DirectMapping)
Pemetaan langsung adalah teknik yang paling sederhana, yaitu teknik ini memetakan blok memori utama hanya ke sebuah saluran cache saja. Jika suatu block ada di cache, maka tempatnya sudah tertentu. Keuntungan dari direct mapping adalah sederhana dan murah. Sedangkan kerugian dari direct mapping adalah suatu blok memiliki lokasi yang tetap (jika program mengakses 2 blok yang di map ke line yang sama secara berulang-ulang, makacache- isssangattinggi).
– Pemetaan Asosiatif (Associative Mapping)
Pemetaan asosiatif mengatasi kekurangan pemetaan langsung dengan cara mengizinkan setiap blok memori utama untuk dimuatkan ke sembarang saluran cache. Dengan pemetaan assosiatif, terdapat fleksibilitas penggantian blok ketika blok baru dibaca ke dalam cache. Kekurangan pemetaan asosiatif yang utama adalah kompleksitas rangkaian yang diperlukan untuk menguji tag seluruh saluran cache secara parallel, sehingga pencarian data di cache menjadi lama.
– Pemetaan Asosiatif Set (Set Associative Mapping)
Pada pemetaan ini, cache dibagi dalam sejumlah sets. Setiap set berisi sejumlah line. Pemetaan asosiatif set memanfaatkan kelebihan-kelebihan pendekatan pemetaan langsung dan pemetaan asosiatif.
Sebenarnya ada kelebihan dan kekurangan dari memori mapping, antaralain:
1. I/O mapped I/O lebih cepat dan efisien, karena lokasi I/O terpisah dengan lokasi memori
2. I/O mapped I/O mempunyai keterbatasan jumlah intruksi yang dapat digunakan untuk operasi I/O

4. MULTIPROSESOR
Multiprocessing adalah istilah teknologi informasi yang merujuk kepada kemampuan pemrosesan komputer yang dilakukan secara serentak. Hal ini dimungkinkan dengan menggunakan dua CPU atau lebih dalam sebuah sistem komputer. Istilah ini juga dapat merujuk kepada dukungan sebuah sistem untuk mendukung lebih dari satu prosesor dan mengalokasikan tugas kepada prosesor-prosesor tersebut. Multiprocessing juga kadang merujuk kepada kemampuan eksekusi terhadap beberapa proses perangkat lunak dalam sebuah sistem secara serentak, jika dibandingkan dengan sebuah proses dalam satu waktu, meski istilah multiprogramming lebih sesuai untuk konsep ini.
Multi programming adalah metode dimana ada banyak task/proses yang diselesaikan menggunakan satu buah CPU. Hanya ada satu buah task yang dikerjakan pada satu waktu, sehingga diperlukan penjadwalan.
Multiprocessing sering diimplementasikan dalam perangkat keras (dengan menggunakan beberapa CPU sekaligus), sementara multiprogramming sering digunakan dalam perangkat lunak. Sebuah sistem mungkin dapat memiliki dua kemampuan tersebut, salah satu di antaranya, atau tidak sama sekali.
Tidak ada prosesor yang bertindak sebagai prosesor utama. Sejumlah prosesor tidak selalu mengerjakan operasi yang sama dalam waktu yang sama.
Untuk menangani hal tersebut, dibuatlah organisasi sistem multiprocessor Time Shared atau Bus Common Time Shared yang merupakan mekanisme pembentukan sistem multiprocessor yang paling sederhana. Untuk mengirimkan transfer DMA dari prosesor-prosesor I/O,maka disediakan fitur sebagai berikut:
– Addressing : pengalamatan harus dapat membedakan modul-modul pada bus untuk menentukan sumber dan tujuan data
– Arbitration : setiap I/O dapat berfungsi sebagai “master” pada sementara waktu
– Time Sharing : Apabila sebuah modul sedang melakukan pengontrolan terhadap bus, maka modul-modul lainnya dikunci dan apabila perlu harus manahan operasi sampai dengan akses bus diperoleh
– Multiport Memory Pendekatan memori multiport lebih kompleks dibandingkan dengan pendekatan bus, yang mana memerlukan penambahana logika dalam jumlah yang cukup banyak ke sistem memori. Akan tetapi pendekatan memori multiport mampu memberikan kinerja yang lebih baik, karena masing-masing prosesor memiliki lintasan berdedikasi ke masing-masing modul memori. Kelebihan multiport lainnya adalah memungkinkan melakukan konfigurasi bagian memori sebagai “private” bagi sebuah CPU atau lebih atau dan modul-modul I/O
– Central Control Unit, Unit kontrol pusat menyalurkan aliran data yang terpisah secara bolak-balik diantara modul-modul yang independen. Pengontrolan juga dapat melewatkan pesan-pesan status dan kontrol diantar CPU dan melakukan peringatan update cache.

KESIMPULAN

1. Bus Lokal VESA (biasanya disingkat VL-Bus atau VLB) telah banyak digunakan pada personal komputer. VESA (Video Electronics Standards Association) Bisnis Lokal bekerja bersama bus ISA. VESA bertindak sebagai saluran berkecepatan tinggi untuk memori-mapping I/O dan DMA (DMA: Direct Memory Access adalah suatu alat pengendali khusus disediakan untuk memungkinkan transfes blok data langsung antar perangkat eksternal dan memori utama, tanpa intervensi terus menerus dari processor), sedangkan ISA bus menangani interrupts dan port-dipetakan I/O.
2. Jika membandingkan antara 2 buah BUS yaitu AGP dan PCI, Bus AGP memiliki kemampuan yang lebih baik dibandingkan bus PCI. Bus PCI dengan kecepatan 33 MHz mampu mendukung tranfer data sampai 132 MB/s, sementara AGP dengan kecepatan 66 MHz mampu menyalurkan data dengan kecepatan sampai 533 MB/s. AGP dapat mencapai kecepatan transfer setinggi ini karenakemampuannya untuk mentransfer data pada kedua siklus clock. Seperti diketahui, satu siklus clock memiliki sisi naik dan sisi turun. PCI hanya mengirim data pada satu sisi, sementara AGP pada keduanya.
3. VGA merupakan komponen yang tugasnya menghasilkan visual dari komputer dan hardware yang memberikan perintah kepada monitor untuk menampilkan keluaran visual yang dapat kita lihat. Tiga hal yang perlu diperhatikan dari spesifikasi VGA adalah kapasitas memory, jenis memory dan lebar jalur komunikasi (buswidth).
Semakin besar memory VGA maka akan lebih baik dalam menangani tingginya resolusi yang dikeluarkan. Contoh pada monitor ukuran besar (yang tentu saja resolusinya juga tinggi) maka kapasitas memory VGA juga harus lebih besar.
Semakin lebar jalurnya, semakin banyak pula data yang dapat lewat dalam satu waktu.

ref. TUGAS ORGANISASI KOMPUTER
“SISTEM BUS, VGA”
Dosen Pengampu : Drs. Tri Kuntoro Priyambodo, M.Sc

Nama : Ahmad Ashril Rizal
No. Mahasiswa : 158/Pra-MIK/22/2013
Kelas : Pra S2 Ilmu Komputer Kelas A

Advertisement