Motherboard adalah papan sirkuit tempat berbagai komponen elektronik saling terhubung seperti pada PC atau machintosh dan biasa disingkat dengan kata mobo.
Pengertian lain dari Motherboard atau dengan kata lain mainboard adalah papan utama berupa pcb yang memiliki chip bios (program penggerak), jalur-jalur dan konektor sebagai penghubung akses masing-masing perangkat.
Motherboard yang banyak ditemui dipasaran saat ini adalah motherboard milik PC yang pertama kali dibuat dengan dasar agar dapat sesuai dengan spesifikasi PC IBM.
Motherboard atau disebut juga dengan Papan Induk Motherboard merupakan komponen utama dari sebuah PC, karena pada Motherboard-lah semua komponen PC anda akan disatukan. Bentuk motherboard seperti sebuah papan sirkuit elektronik. Motherboard merupakan tempat berlalu lalangnya data. Motherboard menghubungkan semua peralatan komputer dan membuatnya bekerja sama sehingga komputer berjalan dengan lancar.
Fungsi motherboard
A. Tempat meletakkan atau memasang berbagai komponen, misalnya prosesor, vga card, sound card, memori, dan lain-lain.
B. Media tranfer data dari komponen yang bekerja di dalam komputer, misalnya prosesor untuk memberi perintah kepada komonen seperti memori atau harddisk dengan menggunakan jalur pada motherboard yang disebut bus dock.
KOMPONEN-KOMPONEN DIDALAM MOTHERBOARD DAN FUNGSINYA
A. Slot dan Soket prosesor
Terdapat beberapa tipe colokan untuk menancapkan prosesor Anda. Model paling lama adalah ZIF ( Zero Insertion Force) Socket 7 atau popular dengan istilah Socket 7. Socket ini kompatibel untuk prosesor bikinan Intel,AMD, atau Cyrix. Biasanya digunakan untuk prosesor model lama (sampai dengan generasi 233 MHz). Ada lagi socket yang dinamakan Socket 370. Socket ini mirip dengan Socket 7 tetapi jumlah pinnya sesuai dengan namanya, 370 biji. Socket ini kompatibel untuk prosesor bikinan Intel. Sementara AMD menamai sendiri socketnya dengan istilah Socket A, di mana jumlah pinnya juga berbeda dengan socket 370. Istilah A digunakan AMD untuk menunjuk merek prosesor Athlon. Untuk keluarga prosesor Intel Pentium II dan III, slot yang digunakan disebut dengan Slot 1, sementara motherboard yang menunjang prosesor AMD menggunakan Slot A untuk jenis slot yang seperti itu.
B. Chipset motherboard
Kombinasi chip pada motherboard yang berfungsi menjebatani aliran data dan mengatur serta mengontrol beberaa komponen utama dan tambahan pada motherboard terdiri atas.
1.Northbridge
Northbridge disebut juga dengan nama memory controller hub (MCH). Perusahaan pembuat chipset yang menggunakan nama sebutan MCH ini adalah Intel. Sedangkan AMD, VIA dan perusahaan lainnya lebih banyak menggunakan nama sebutan northbridge.
Northbridge memiliki peran khusus yang sangat penting dalam suatu sistem motherboard. Northbridge adalah bagian yang menghubungkan prosesor (CPU) ke sistem memori dan graphics controller (AGP dan PCI Express) melalui bus berkecepatan tinggi, dan ke southbridge. Dengan demikian, Northbridge bertugas mengendalikan/ menangani komunikasi antara CPU, RAM, AGP atau PCI Express, dan southbridge. Bahkan pada sebagian chipset, di dalam northbridge juga berisi integrated video controller (pengendali video terintegrasi). Pada sistem Intel istilah integrated video controller ini disebut dengan nama Graphics and Memory Controller Hub (GMCH).
Northbridge juga berperan menentukan jumlah, type dan kecepatan CPU yang dapat dipasangkan pada motherboard, termasuk menentukan jumlah, kecepatan dan type RAM yang dapat digunakan. Setiap jenis chipset, kebanyakan dirancang hanya untuk mendukung seri prosesor tertentu saja, dengan jumlah RAM yang dapat dipasangkan bervariasi bergantung type prosesor dan desain motherboardnya sendiri.
Pada motherboard untuk prosesor Pentium (sebelum Pentium II), kapasitas RAM yang dapat dipasangkan seringkali dibatasi sampai 128 MB saja. Sedangkan motherboard untuk Pentium 4, kapasitas RAM yang dapat dipasangkan dibatasi 4 GB. Perlu diketahui bahwa sejak era Pentium Pro muncul, arsitektur Intel yang diterapkan prosesor tersebut dapat mengakomodasi address fisik lebih besar dari 32 bit, biasanya 36 bit, sehingga mampu mendukung RAM hingga 64 GB. Namun, jarang ada motherboard yang didesain mampu mendukung RAM hingga 64 GB, lagi pula banyak faktor pembatas lain yang tidak memungkinkan diterapkannya fitur RAM tersebut, misalnya keterbatasan dukungan dari OS dan mahalnya harga RAM).
Sampai saat ini, tidak begitu banyak chipset yang mampu mendukung dua tipe RAM sekaligus. Biasanya chipset semacam ini baru diproduksi bila muncul standart baru yang ditetapkan oleh pabrik karena munculnya perkembangan teknologi baru. Contoh northbridge yang hanya mendukung satu type RAM adalah northbridge dari chipset NVIDIA nForce. Chipset ini hanya dapat dipasangkan dengan prosesor AMD yang didesain menggunakan soket A yang dikombinasi dengan pemakaian DDR SDRAM. Contoh lainnya adalah chipset Intel i875. Chipset ini hanya dapat bekerja dengan prosesor Pentium 4 atau Celeron yang memiliki clock speed lebih tinggi dari 1,3 GHz yang dikombinasi dengan pemakaian DDR SDRAM. Sedangkan contoh chipset yang dapat mendukung dua tipe RAM adalah chipset Intel i915. Chipset tersebut dapat bekerja dengan prosesor Intel Pentium 4 dan Celeron yang menggunakan menggunakan DDR maupun DDR2.
Pada perkembangan selanjutnya, memory controller yang menangani komunikasi antara CPU dan RAM tidak lagi berada pada chipset, memory controller tersebut dipindahkan ke prosesor, terintegrasi dengan die prosesor. Contoh prosesor yang telah dilengkapi dengan memory controller ini adalah prosesor AMD64. Akibatnya, chipset untuk prosesor AMD64 (misalnya chipset NVIDIA nForce3) menjadi single chip (chip tunggal) yang merupakan gabungan dari semua fitur southbridge dengan port AGP. Chipset ini dihubungkan langsung ke CPU (prosesor). Sedangkan Intel juga akan melakukan hal yang sama, yaitu mengintegrasikan memory controller tersebut ke dalam prosesor produksinya. Rencananya kelak akan diterapkan pada prosesor yang berbasis mikroarsitektur Nehalem.
2.Southbridge
Southbridge adalah bagian dari chipset yang mengontrol bus IDE, USB, dukungan Plug and Play, menjembatani PCI dan Isa, mengontrol keyboard dan mouse, fitur power management dan sejumlah perangkat lainnya.
Southbridge berhubungan dengan pheriperal, melalui jalur penghubung yang kecepatannya (kecepatan bus) lebih lambat (misalnya bus PCI dan bus ISA) dibandingkan jalur penghubung yang digunakan oleh northbridge. Pada beberapa chipset modern, southbridge sebenarnya mengandung (memuat) pheripheral yang terintegrasi pada chip, seperti ethernet, USB, dan audio.
Jenis chipset yang digunakan pada motherboard akan berpengaruh pada :
1. Tipe prosesor yang bisa digunakan pada motherboard
2. Kelengkaaqn port I/O yang mampu disediakan.
3. Tipe display adaptor yang bisa digunakan
4. Jenis memori yang yang bisa mendukung sistem pc dan kapasitas maksimum memori yng bisa dipergunakan pada motherboard.
5. Kelengkapan fitur tambahan, misalnya lan card, modem, dan soud card. Biasanya terdapat chipset yang menyediakan fitur ini sudah on board dalam motherboardnya. Selain chipset yang terdiri atas kombinasi north bridge dan south bridge, terdapat juga yang merupakan chip sistem atau system-on-chip. Biasanya chipset jenis ini telah menyediakan komponen hardware yang sudah on-boar dalam motherboard, mislnya VGA dan modem.
C. Cache memory external/L2
Tembolok'cache' dalam Teknologi informasi adalah mekanisme penyimpanan data sekunder berkecepatan tinggi yang digunakan untuk menyimpan data / instruksi yang sering diakses. Memori cache dimaksudkan untuk memberi kecepatan memori yang mendekati memori yang paling cepat yang bisa diperoleh, dan pada waktu yang sama menyediakan kapasitas memori yang besar dengan harga yang lebih murah dari jenis-jenis memori semikonduktor.
Cache berasal dari kata cash. Dari istilah tersebut cache adalah tempat menyembunyikan atau tempat menyimpan sementara. Sesuai definisi tersebut cache memori adalah tempat menympan data sementara. Cara ini dimaksudkan untuk meningkatkan transfer data dengan menyimpan data yang pernah diakses pada cache tersebut, sehingga apabila ada data yang ingin diakses adalah data yang sama maka maka akses akan dapat dilakukan lebih cepat.Cache memori ini adalah memori tipe SDRAM yang memiliki kapasitas terbatas namun memiliki kecepatan yang sangat tinggi dan harga yang lebih mahal dari memori utama. Cache memori ini terletak antara register dan RAM (memori utama) sehingga pemrosesan data tidak langsung mengacu pada memori utama.
Level Memori Tembolok
Tembolok memori ada tiga level yaitu L1,L2 dan L3. Tembolok memori level 1 (L1) adalah tembolok memori yang terletak dalam prosesor (cache internal). Tembolok ini memiliki kecepatan akses paling tinggi dan harganya paling mahal. Ukuran memori berkembang mulai dari 8Kb, 64Kb dan 128Kb.Tembolok level 2 (L2) memiliki kapasitas yang lebih besar yaitu berkisar antara 256Kb sampai dengan 2Mb. Namun tembolok L2 ini memiliki kecepatan yang lebih rendah dari tembolok L1. Tembolok L2 terletak terpisah dengan prosesor atau disebut dengan cache eksternal. Sedangkan tembolok level 3 hanya dimiliki oleh prosesor yang memiliki unit lebih dari satu misalnya dualcore dan quadcore. Fungsinya adalah untuk mengontrol data yang masuk dari tembolok L2 dari masing-masing inti prosesor.
Cara Kerja Memori Tembolok
Jika prosesor membutuhkan suatu data, pertama-tama ia akan mencarinya pada tembolok. Jika data ditemukan, prosesor akan langsung membacanya dengan delay yang sangat kecil. Tetapi jika data yang dicari tidak ditemukan,prosesor akan mencarinya pada RAM yang kecepatannya lebih rendah. Pada umumnya, tembolok dapat menyediakan data yang dibutuhkan oleh prosesor sehingga pengaruh kerja RAM yang lambat dapat dikurangi. Dengan cara ini maka memory bandwidth akan naik dan kerja prosesor menjadi lebih efisien. Selain itu kapasitas memori cache yang semakin besar juga akan meningkatkan kecepatan kerja komputersecara keseluruhan.
Dua jenis tembolok yang sering digunakan dalam dunia komputeradalah memory caching dan disk caching. Implementasinya dapat berupa sebuah bagian khusus dari memori utama komputer atau sebuah media penyimpanan data khusus yang berkecepatan tinggi.
Implementasi memory caching sering disebut sebagai memory cache dan tersusun dari memori komputer jenis SDRAM yang berkecepatan tinggi. Sedangkan implementasi disk caching menggunakan sebagian dari memori komputer.
Stuktur sistem tembolok
Memori utama terdiri dari sampai dengan 2n word beralamat, dengan masing-masing word mempunyai n-bit alamat yang unik. Untuk keperluan pemetaan, memori ini dinggap terdiri dari sejumlah blok yang mempunyai panjang K word masing-masing bloknya. Dengan demikian, ada M = 2n/K blok. Cache terdiri dari C buah baris yang masing-masing mengandung K word, dan banyaknya baris jauh lebih sedikit dibandingkan dengan banyaknya blok memori utama (C << M). Di setiap saat, beberapa subset blok memori berada pada baris dalam cache. jika sebuah word di dalam blok memori dibaca, blok itu ditransfer ke salah satu baris cache. karena terdapat lebih banyak blok bila dibanding dengan baris, maka setiap baris tidak dapat menjadi unik dan permanen untuk dipersempahkan ke blok tertentu mana yang disimpan. Tag biasanya merupakan bagian dari alamat memori utama.
D. CMOS/BIOS
BIOS, singkatan dari Basic Input Output System, dalam sistem komputer IBM PC atau kompatibelnya (komputer yang berbasis keluarga prosesor Intel x86) merujuk kepada kumpulan rutin perangkat lunak yang mampu melakukan hal-hal berikut:
- Inisialisasi (penyalaan) serta pengujian terhadap perangkat keras (dalam proses yang disebut dengan Power On Self Test, POST)
- Memuat dan menjalankan sistem operasi
- Mengatur beberapa konfigurasi dasar dalam komputer (tanggal, waktu, konfigurasi media penyimpanan, konfigurasi proses booting, kinerja, serta kestabilan komputer)
- Membantu sistem operasi dan aplikasi dalam proses pengaturan perangkat keras dengan menggunakan BIOS Runtime Services.
BIOS menyediakan antarmuka komunikasi tingkat rendah, dan dapat mengendalikan banyak jenis perangkat keras (seperti keyboard). Karena kedekatannya dengan perangkat keras, BIOS umumnya dibuat dengan menggunakan bahasa rakitan (assembly) yang digunakan oleh mesin yang bersangkutan.
Istilah BIOS pertama kali muncul dalam sistem operasi CP/M, yang merupakan bagian dari CP/M yang dimuat pada saat proses booting dimulai yang berhadapan secara langsung dengan perangkat keras (beberapa mesin yang menjalankan CP/M memiliki boot loader sederhana dalam ROM). Kebanyakan versi DOS memiliki sebuah berkas yang disebut "IBMBIO.COM" (IBM PC-DOS) atau "IO.SYS" (MS-DOS) yang berfungsi sama seperti halnya CP/M disk BIOS.
Kata BIOS juga dapat diartikan sebagai "kehidupan" dalam tulisan Yunani (Βίος).
Komponen BIOS
Dalam BIOS, terdapat beberapa komponen dasar, yakni sebagai berikut:
Contoh dari CMOS Setup (Phoenix BIOS)
Program BIOS Setup yang memungkinkan pengguna untuk mengubah konfigurasi komputer (tipe harddisk, disk drive, manajemen daya listrik, kinerja komputer, dll) sesuai keinginan. BIOS menyembunyikan detail-detail cara pengaksesan perangkat keras yang cukup rumit apabila dilakukan secara langsung.
Driver untuk perangkat-perangkat keras dasar, seperti video adapter, perangkat input, prosesor, dan beberapa perangkat lainnya untuk sistem operasi dasar 16-bit (dalam hal ini adalah keluarga DOS).
Program bootstraper utama yang memungkinkan komputer dapat melakukan proses booting ke dalam sistem operasi yang terpasang.
E. BATERAI BIOS
Baterai BIOS merupakan sumber tegangan bagi BIOS yang berfungsi menyimpan konfirgurasi setting BIOS agar tidak berubah setiap komputer dimatikan atau dinyalakan .
Contohnya : saat komputer mati dan dinyalakan kemudian hari, komputer akan tetap mengikuti tampilan tanggal dan jam pada waktu komputer dimatikan.
DIMM DAN SIMM
Sebuah DIMM atau dual in-line modul memori, terdiri dari serangkaian dynamic random-access memory sirkuit terpadu . Modul ini terpasang pada papan sirkuit cetak dan dirancang untuk digunakan dalam komputer pribadi , workstation dan server . DIMM mulai menggantikan SIMM (single in-line modul memori) sebagai jenis utama dari modul memori Intel P5 -berbasis Pentium prosesor mulai meraih pangsa pasar.
Perbedaan utama antara SIMM dan DIMM adalah bahwa DIMM memiliki kontak listrik yang terpisah pada setiap sisi modul, sedangkan kontak pada SIMM di kedua sisi yang berlebihan. Perbedaan lain adalah bahwa standar SIMM memiliki jalur 32-bit data, sementara DIMM standar memiliki jalur 64-bit data. Sejak Intel 's Pentium telah (seperti yang dilakukan beberapa prosesor) 64-bit bus lebar, itu memerlukan SIMM dipasang di pasang cocok untuk melengkapi data bus. Prosesor kemudian akan mengakses dua SIMM secara bersamaan. DIMM diperkenalkan untuk menghilangkan praktek ini.
Jenis yang paling umum dari DIMM adalah:
- 72-pin SO-RAM (tidak sama dengan SIMM 72-pin), yang digunakan untuk FPM DRAM dan EDO DRAM
- 100-pin DIMM, digunakan untuk printer SDRAM 144-pin SO-DIMM, digunakan untuk SDR SDRAM
- 168-pin DIMM, digunakan untuk SDR SDRAM (kurang sering untuk FPM / EDO DRAM di workstation / server)
- 172-pin MicroDDM , digunakan untuk DDR SDRAM
- 184-pin DIMM, digunakan untuk DDR SDRAM
- 200-pin SO-DIMM, digunakan untuk DDR SDRAM dan DDR2 SDRAM
- 204-pin SO-DIMM, digunakan untuk DDR3 SDRAM
- 214-pin MicroDIMM, digunakan untuk DDR2 SDRAM
- 240-pin DIMM, digunakan untuk DDR2 SDRAM, DDR3 SDRAM dan FB-DMM DRAM
- 244-pin MiniDIMM, digunakan untuk DDR2 SDRAM
Paralel ATA
Parallel ATA (PATA), awalnya AT Attachment, adalah sebuah antarmuka standart untuk sambungan dari penyimpanan perangkat seperti hard disk , floppy drive , dan disk drive optik di komputer . Standar dikelola oleh X3 / INCITS komite. Ia menggunakan AT Attachment mendasari (ATA) dan AT Attachment Packet Antarmuka ( ATAPI ) standar.
ATA Paralel standar hasil dari sejarah panjang pengembangan teknis tambahan, yang dimulai dengan aslinya AT Attachment antarmuka, dikembangkan untuk digunakan pada awal PC AT peralatan. Antarmuka ATA itu sendiri berevolusi dalam beberapa tahap dari Western Digital Drive 's antarmuka asli Integrated Electronics (IDE). Akibatnya, banyak di dekat-sinonim untuk ATA / ATAPI dan inkarnasi sebelumnya masih digunakan informal yang umum. Setelah pengenalan Serial ATA pada 2003, ATA asli berganti nama Paralel ATA, PATA untuk pendek.
Paralel ATA kabel memiliki panjang maksimum hanya 18 di (457 mm). Karena batas ini, teknologi biasanya muncul sebagai antarmuka penyimpanan komputer internal. Selama bertahun-tahun ATA disediakan yang paling umum dan antarmuka yang paling murah untuk aplikasi ini. Ini sebagian besar telah digantikan oleh serial ATA (SATA) dalam sistem baru.
SLOT PCI
Interkoneksi komponen periferal (bahasa Inggris: Peripheral Component Interconnect) adalah bus yang didesain untuk menangani beberapa perangkat keras. PCI juga adalah suatu bandwidth tinggi yang populer, prosesor independent bus itu dapat berfungsi sebagai bus mezzenine atau bus periferal Standar bus PCI ini dikembangkan oleh konsorsium PCI Special Interest Group yang dibentuk oleh Intel Corporation dan beberapa perusahaan lainnya, pada tahun 1992. Tujuan dibentuknya bus ini adalah untuk menggantikan Bus ISA/EISA yang sebelumnya digunakan dalam komputer IBM PC atau kompatibelnya.
Komputer lama menggunakan slot ISA, yang merupakan bus yang lamban. Sejak kemunculan-nya sekitar tahun 1992, bus PCI masih digunakan sampai sekarang, hingga keluar versi terbarunya yaitu PCI Express (add-on).
Spesifikasi bus PCI pertama kali dirilis pada bulan Juni 1992, sebagai PCI vesi 1.0. Perkembangan selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut.
SLOT AGP
Setelah generasi slot PCI, muncul slot AGP (Accelerted Graphics Port). Slot AGP merupakan slot ekspansi yang digunakan untuk mengggantikan slot PCI yang sudah tidak mencukupi lagi dalam menangani lalu lintas data antara CPU dengan kartu video. Setelah sekian lama, muncul arsitektur baru yang dinamakan dengan PCI Express. Arsitektur PCI Express berbeda dengan arsitektur lalu lintas data sebelumnya: PCI dan AGP. PCI Express melakukan transmisi data secara serial, tidak paralel seperti PCI dan AGP.
Slot PCI Express yang ada dalam motherboard ada beberapa jenis tergantung jumlah lane yang digunakannya. Untuk slot PCI Express yang digunakan sebagai slot ekspansi kartu video, biasanya adalah jenis slot PCI Express x16. Sementara untuk jenis kartu (card) lainnya menggunakan slot PCI Express x1.
SLOT AMR
Kotak kecil berukuran pendek yang digunakan hanya oleh modem dengan dukungan audio, bekerja pada bus 128 bit.
Slot CNR : Kotak yang digunakan untuk jaringan (network) yang bekerja pada bus 128 bit. PIN group atau front panel Sekumpulan konektor yang berrhubungan dengan kabel reset, HDD, LED, Power LED, speaker casing, dan saklar tombol ON/OFF pada casing. Port power supply motherboard. Sebagai tempat menancapkan konektor kabel power supply yang ada pada casing. Port I/O motherboard merupakan tempat dipasangnya konektor peralatan I/O yang terdapat di motherboard. Dan biasanya terdapat dibagian belakang casing. Setiap port I/O berada dibawah kontrol prosesor.
Jenis I/O port
- 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.
-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.
8) FSB (front side bus) : Merupakan fasilitas jalur data yang menghubungkan antara
komponen northbrige seperti memori dengan prosesor. Melalui FSB inilah data akan berjalan dari memori ke prosesor.
Nilai FSB akan menentukan besarnya nilai data yang dapat diterima oleh prosesor dalam satu detik. Semakin besar nilai
FSB, akan semakin mempercepat kinerja proses data pada prosesor, memori, dan komponen lain. Nilai FSB ini bergantung
pada chipset northbrige yang digunakan oleh motherboard. Multiplier Merupakan angka yang menyatakan seberapa cepat
frekwensi clock prosesor dibandingkan dengan clock di motherboard (FSB). Motherboard yang lama mendukung multiplier yang rendah, misalnya 1x sampai 3x, sedangkan motherboard yang baru mendukung sampai 23x. Namun ada
juga prosesor yang tidak dapat bekerja pada multiplier tertentu.
