kelompok 1_computer graphic card (1)
TRANSCRIPT
..::Graphic Card::..
MAKALAH
Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Tugas
Mata Kuliah GPU COMPUTING
Oleh :
Putri Fathisyah 118090011
Ahmed Khairan 118090019
Andrew Wilson S 118090021
Ivan Rekyan Fitrayana 118090025
Husain Athfal Hidayat 118090026
Zartika Zahra 118090045
Raisa Sianipar 118091001
PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTASI
FAKULTAS SAINS
INSTITUT TEKNOLOGI TELKOM
BANDUNG
2013
1. PENDAHULUANPerkembangan teknologi yang sangat pesat kini membuat perubahan para developer
GPU (Graphics Processing Unit) mulai meningkatkan kemampuan mereka dalam
menghasilkan sebuah graphic card yang bagus. Dalam hal ini, graphics processing unit
(GPU) adalah sebuah chip yang mirip dengan unit pengolahan komputer (CPU). GPU
pada kartu grafis memproses data dalam garis sejajar disebut “pipelines” kartu grafis,
semakin cepat ia dapat memproses data, semakin baik hasilnya. Beberapa komputer
menggunakan kartu fitur dual GPU untuk performa tambahan. Sedangkan graphic card
adalah bagian dari perangkat keras yang diinstal dalam komputer yang bertanggung jawab
untuk rendering gambar pada monitor komputer atau layar tampilan. Dengan
pertimbangan para pengguna menginginkan tampilan resolusi monitor terbaik untuk
komputernya, Seiring dengan perkembangan tersebut kami penulis, ingin mengulas
beberapa hal tentang graphic card. Bagaimana graphic card itu muncul.dan berkembang
kini. Dan performansi apa saja yang ada pada graphic card.
2. ISI2.1 Pengertian
Graphic Card merupakan suatu komponen perangkat keras berupa expansion
card yang terpasang di komputer dan memungkinkan sebuah komputer untuk
mengolah dan mengirimkan informasi grafis ke sebuah video display seperti monitor
dan proyektor. Graphic card biasanya berupa papan cetak sirkuit elektrik yang
disisipkan ke slot tertentu (bisa berupa AGP,PCI,PCI Express, atau PCI Express x1)
pada motherboard. Graphic card punya beberapa istilah dalam terminology hardware,
seperti video adapter,display card, graphics board, display adapter, graphics adapter,
atau VGA Card (kartu VGA)
Graphic card atau kartu VGA berguna untuk menerjemahkan
keluaran komputer ke monitor. Untuk proses desain grafis atau bermain permainan
video, diperlukan kartu grafis yang berdaya tinggi. Produsen kartu grafis yang
terkenal antara lain ATI dan nVidia. Kartu VGA zaman sekarang sudah
mempergunakan Graphic Accelerator chipset, yang adalah merupakan chipset masa
kini di mana sudah memasukkan kemampuan akselerasi tiga dimensi (3D) yang
terintegrasikan pada chipset yang dimilikinya. Selain kartu VGA, sekarang ada
"periferal" (bahasa Inggris: peripheral) komputer pendukung yang dinamakan "3D
Accelerator" (akselerator tiga dimensi), yang mana fungsi dari akselerator 3D ini
adalah untuk mengolah/menterjemahkan data gambar 3D secara lebih sempurna.
Akselerator 3D yang keberadaannya tidak lagi memerlukan IRQ ini mampu
melakukan manipulasi-manipulasi grafis 3D yang lebih kompleks dan lebih
sempurna, contohnya adalah pada permainan-permainan komputer yang mendukung
tampilan tiga dimensi mampu ditampilkan dengan citra yang jauh lebih realistis,
sehingga dapat memberikan kesan sangat nyata. Hal ini dikarenakan banyaknya
fungsi pengolahan grafis tiga dimensi yang dulunya dilakukan oleh prosesor pada
"papan induk" (bahasa Inggris: motherboard), kini dapat dikerjakan oleh prosesor
grafis tiga dimensi pada 3D accelerator tersebut. Dengan adanya pembagian kerja ini,
maka prosesor pada motherboard dapat lebih banyak melakukan tugas pemrosesan
data-data lainnya. Selain itu programmer tidak perlu membuat fungsi grafis tiga
dimensi, sebab fungsi tersebut sudah disediakan dengan sendirinya oleh akselerator
tiga dimensi. Perlu diketahui pula bahwa chipset 3D pada kartu VGA tidak sebaik jika
menggunakan 3D accelerator sebagai pendukungnya (3D accelerator dipasang secara
terpisah bersama dengan kartu VGA). Namun meski demikian, Chipset 3D pada kartu
VGA juga mendukung adanya beberapa fasilitas akselerasi tiga dimensi pada 3D
accelerator. Sebagai catatan penting bahwa, fungsi 3D accelerator akan optimal jika
"perangkat lunak" (bahasa Inggris: software) permainan yang dijalankan
memanfaatkan fungsi-fungsi khusus dari 3D accelerator tersebut. Software
"permainan" (bahasa Inggris: game) yang mendukung fasilitas ini sekarang mulai
berkembang, yang terkenal adalah dukungan terhadap 3D accelerator yang memiliki
chipset VooDoo 3D FX, Rendition Verite, dan Permedia 3D Labs.
Fungsi VGA Card, yang sering disebut Graphic Card (kartu grafis) ataupun
Video Card, adalah berfungsi untuk menerjemahkan/mengubah sinyal digital dari
komputer menjadi tampilan grafis pada layar monitor. Kartu VGA (Video Graphic
Adapter) berguna untuk menerjemahkan output (keluaran) komputer ke monitor.
Untuk menggambar / design graphic ataupun untuk bermain game.VGA Card sering
juga disebut Card display, kartu VGA atau kartu grafis. Tempat melekatnya kartu
grafis disebut slot expansi. Chipset/prosesor pada kartu VGA, banyak sekali
macamnya karena tiap-tiap pabrik kartu VGA memiliki Chipset andalannya. Ada
banyak produsen Chipset kartu VGA seperti NVidia, 3DFX, S3, ATi, Matrox, SiS,
Cirrus Logic, Number Nine (#9), Trident, Tseng, 3D Labs, STB, OTi, dan sebagainya.
Graphic Card memiliki semacam Processor juga seperti CPU , yang di sebut
dengan GPU. 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. Alat ini digunakan di sistem benam, telepon
genggam, komputer pribadi, workstation, dan konsol game. GPU Moderen sangat
efisien dalam memanipulasi komputer grafis dan struktur paralel, membuatnya lebih
efektif dari fungsi umum CPU yang digunakan untuk bebagai perhitungan alogaritma.
Pada komputer pribadi (PC), GPU biasanya terdapat di video card atau
di motherboard. Komputer desktop dan notebook mempunyai GPU yang terintegrasi,
yang biasanya jauh daripada yang ada di video card. Istilah GPU ini didefinisikan dan
dipopulerkan oleh Nvidia pada tahun 1999, yang memasarkan kartu video GeForce
256 sebagai “GPU pertama di dunia , yang merupakan sebuah chip prosesor tunggal
yang terintegrasi dengan transformasi, pencahayaan, segitiga setup / kliping, dan
mesin render yang mampu memproses minimal 10 juta poligon per detik “.
Sedangkan perusahaan saingan nvidia yaitu ATI Technologies tidak ingin
menggunakan istilah yang dibuat oleh nvidia, ATI menciptakan istilah yang berbeda
yaitu VPU (singkatan dari Virtual Processing Unit) dengan menghadirkan kartu grafis
Radedon 9700 pada tahun 2002.
2.2 Sejarah
Kartu grafik tercipta tak lepas dari adanya GPU. GPU pertama kali dibuat tahun 1981
oleh IBM dengan nama IBM PC video card. Pada saat itu istilahnya adalah MDA
(Monochrome Display Adapter) dan hanya bisa beroperasi untuk text mode dengan
ukuran 80 kolom 25 baris (80×25). Mempunyai video memory sebesar 4KB dan hanya
mensupport 1 warna saja.Setelah kemunculan MDA kemudian bermunculan beberapa
kartu grafik. Kesuksesan VGA menarik minat beberapa perusahaan seperti ATI, Cirrs
Logic dan S3 untuk mengembangkan teknologi ini dengan meningkatkan kemampuan
resolusi dan jumlah warna. Hal ini melahirkan teknologi resolusi standar SVGA (Super
VGA) , dengan resolusi 1024×768, 256 warna dan memory 2MB. Pada tahun 1995
muncul ke pasaran kartu grafis 2D/3D yang dikembangkan oleh Matrox, Creative, S3,
ATI dan lain-lain. Kartu grafis ini mengikuti standar SVGA tapi sudah mendukung
teknologi 3D. Pada tahun 1997, 3dfx mengeluarkan Voodoo graphic chip yang lebih kuat
dari kartu grafis lainnya pada saat itu, dengan memperkenalkan teknologi 3D effects
seperti mip mapping, Z-buffering dan anti-aliasing. Setelah kemunculan Voodoo, kartu
grafis 3D lainnya bermunculan seperti Voodoo2 dari 3dfx, TNT dan TNT2 buatan
Nvidia. Bandwidh yang dibutuhkan oleh kartu-kartu grafis ini mendekati limit kapasitas
PCI bus pada saat itu. Intel mengembangkan AGP (Accelerated Graphics Port) yang
memecahkan permasalahan bottleneck antara microprocessor dan kartu grafis. Dari tahun
1999 sampai 2002, Nvidia menguasai pasaran kartu grafis (mengalahkan 3dfx) dengan
produk GeForce-nya. Sejak tahun 2003, ATI dan Nvidia mendominasi pasaran kartu
grafis dengan produk Radeon dan GeForce mereka dengan jumlah hampir 90%.
2.3 Komponen pada Graphic Card2.3.1 Graphics Processing Unit
Gambar 2.1 Salah satu contoh GPU : GeForce 6600GT (NV43)
Graphics Processing Unit (GPU), atau terkadang disebut visual processing unit (VPU) merupakan sebuah sirkuit elektronik yang dirancang khusus untuk merubah dan memanipulasi memory secara cepat untuk mempercepat proses pembentukan sebuah citra atau gambar dalam suatu frame buffer yang ditujukan untuk menghasilkan keluaran berupa tampilan. Jika graphic card diibaratkan sebagai komputer, maka GPU adalah sebuah processornya, namun yang membedakan keduanya adalah GPU dirancang khusus untuk melakukan operasi matematika kompleks dan kalkulasi geometric yang dibutuhkan untuk proses graphics rendering. Beberapa produk GPU yang cepat memiliki jumlah transistor lebih banyak dibandingkan rata-rata sebuah CPU. Seperti pada prosessor, sebuah GPU menghasilkan panas berlebih, sehingga biasanya diletakkan dibawah Heatsink atau kipas. Sebuah GPU menggunakan pemrograman khusus untuk menganalisa dan menggunakan data. ATI dan NVidia memproduksi mayoritas dari GPU yang tersedia di pasaran dan keduanya memiliki pengembangan kualitas GPU tertentu yang berbeda untuk masing-masing produknya sewperti pada penerapan di warna, bayangan, tekstur, maupun pola.
Untuk menampung informasi dan hasil pengolahan gambar dari GPU dibutuhkan suatu RAM (Random Access Memory). RAM juga berfungsi untuk menampung data, warna, dan lokasi untuk setiap pixel layar. RAM disini juga dapat bertindak sebagai frame buffer, yang berarti dapat menampung sementara sebuah gambar utuh,hingga gambar tersebut ditampilkan ke dalam sebuah display.
2.3.2. Heat Sink
Gambar 2.2 Heat Sink
Heatsink merupakan komponen pada Graphic Card yang berfungsi seperti kipas pada processor atau CPU yaitu sebagai system pendingin pada graphic card. Sebagian besar Graphic Card jenis terbaru terdapat sebuah heat sink. Heatsink akan menyebarkan aliran panas yang dihasilkan dari suatu Graphics Processing Unit (GPU) ke seluruh unit heatsink dan secara merata. Pada Heat sink terdapat kipas untuk mendinginkan GPU dan heat sink itu sendiri. Tidak semua jenis Graphic Card menggunakan Heat sink sebagai system pendingin. Untuk Graphic Card jenis lama biasanya tidak menggunakan Heat sink karena tidak menghasilkan banyak panas, sedangkan untuk beberapa Graphic Card tipe tertentu menggunakan waterblock sebagai system pendinginnya.
2.3.3 Video BIOSVideo BIOS atau firmware berisi program minimal untuk set up awal dan
kontrol dari kartu video.Video BIOS menampung informasi tentang memory timing, kecepatan operasi, nilai tegangan dari beberapa komponen seperti GPU, RAM, dan beberapa detail lainnya. Beberapa orang biasanya melakukan overclock pada bagian Video BIOS inidenga tujuan untuk memungkinkan pemrosesan video yang lebih cepat, namun ini memiliki potensi untuk merusak kartu dengan kemungkinan kerusakan mengalir ke motherboard. Video BIOS yang modern tidak mendukung semua fungsi dari kartu video, hanya cukup untuk mengidentifikasi dan menginisialisasi kartu untuk menampilkan salah satu frame buffer atau beberapa mode tampilan teks.
2.3.4 Video memoryKapasitas video memory card yang terkini berkisar 128 MB hingga 8 GB.
Semenjak video memory perlu diakses oleh GPU dan sirkuit layar, video memory sering menggunakan jenis memori berkecepatan tinggi, seperti VRAM, WRAM, SGRAM, dll. Video Memory dapat digunakan untuk menyimpan data lain serta tampilan gambar pada layar, seperti Z-buffer, yang mengelola koordinat mendalam dalam grafis 3D, tekstur, vertex buffer, dan dikompilasi program shader.
Tipe Memory clock rate (MHz) Bandwidth (GB/s)
DDR 166 – 950 1.2 – 3.04
DDR2 2000 – 3600 128 – 200
GDDR5 900 – 5700 80 – 230
Gambar 2.3 Perbandingan jenis video memory pada Graphic Card
2.3.5.RAMDACRAMDAC, atau Random Access Memory Digital-to-Analog Converter,
berguna untuk mengkonversi sinyal digital menjadi sinyal analog untuk digunakan oleh layar komputer yang menggunakan input analog seperti tabung sinar katoda (CRT). RAMDAC merupakan jenis chip RAM yang mengatur fungsi kartu grafis. Tergantung pada jumlah bit yang digunakan dan tingkat RAMDAC-transfer data, konverter akan dapat mendukung beberapa komponen display komputer yang memiliki refresh rates yang berbeda-beda. Karena pertumbuhan perangkat display komputer yang sekrang mengarah ke digital dan matinya integrasi antra RAMDAC ke GPU mengakibatkan sebagian besar RAMDAC tersedia sebagai komponen terpisah. Teknologi display terkini seperti plasma, LCD, dan LED dan TV digital sudah tidak membutuhkan RAMDAC. Untuk beberapa jenis LCD dan Plasma yang mampu menampilkan input analog yang memerlukan RAMDAC, namun teknologi display tersebut akan mengubah ulang sinyal input menjadi digital kembali sebelum dapat ditampilkan, dengan menghindari hilangnya kualitas gambar yang berasal dari konversi ini digital--analog--digital.
2.4. Jenis-Jenis Komponen
2.4.1 Kelas
2.4.1.1 Dedicated graphics cards (Add on)
GPU dari kelas yang paling kuat biasanya dengan bentuk yang bisa
ditancapkan pada sebuah slot ekspansi di motherboard seperti PCI Express
(PCIe) atau Accelerated Graphics Port (AGP) dan biasanya dapat diganti atau
ditingkatkan dengan mudah, dengan asumsi bahwa motherboard itu mampu
mendukung upgrade kartu grafis. Beberapa kartu grafis masih menggunakan
slot Peripheral Component Interconnect (PCI), namun karena bandwidth
mereka yang sangat terbatas sehingga umumnya dipakai hanya ketika slot
PCIe dan AGP tidak tersedia. Namun sebuah Dedicated GPU belum tentu
dapat dilepas, juga tidak selalu memiliki bentuk yang cocok dengan
motherboard model standar. Istilah “dedicated” sebenarnya mengacu pada
istilah kartu grafis yang memiliki RAM sendiri, buka pada istilah kartu grafis
yang bisa dilepas dan dipasang. Teknologi seperti SLI buatan Nvidia dan
Crossfire buatan ATI memungkinkan dua GPU untuk digunakan menggambar
sebuah gambar tunggal, yang meningkatkan daya pengolahan yang tersedia
untuk grafis.
2.4.1.2 Integrated Graphics Solutions (Solusi Kartu Grafis Yang
Terintegrasi)
Solusi kartu grafis terintegrasi, berbagi kartu grafis, atau Integrated
graphics processors (IGP) merupakan kartu grafis yang memanfaatkan
sebagian dari RAM sistem komputer. Kartu grafis ini terintegrasi ke dalam
motherboard. Pengecualian untuk AMD IGPs yang menggunakan sideport
memori khusus pada motherboard tertentu, dan APUS, dimana mereka
terintegrasi dengan CPU. Solusi kartu grafis terintegrasi ini lebih murah untuk
diterapkan dari pada kartu grafis yang berdiri sendiri, namun cenderung tidak
memiliki kinerja yang tinggi. Secara historis, kartu grafis terintegrasi sering
dianggap tidak layak untuk memainkan game 3D atau menjalkan program
grafis yang intesif, namun masih bisa menjalankan program olah grambar
yang tidak begitu intensif seperti Adobe Flash. Contoh IGPs itu buatan dari
SIS dan VIA pada sekitar 2004. Namun untuk kartu grafis terintegrasi yang
lebih modern seperti AMD Fusion dan INtel HD graphics lebih mampu
menangani grafis 2D dari adobe flash atau grafis 3D tingkat rendah. Sampai
saat ini produsen kartu grafis masih terus meningkatkan kemampuan kartu
grafis terintegrasi.
2.4.1.3 Hybrid Solutions (Solusi Grafis Hibrida)
Ini merupakan GPU kelas baru yang bersaing dengan grafis terintegrasi
untuk komputer desktop kelas bawah dan notebook. Implementasi yang paling
umum dari Hybrid solutions adalah ATI HyperMemory dan TurboCache
Nvidia. Kartu grafis hybrid sedikit lebih mahal dari kartu grafis terintegrasi
namun lebih murah dari pada kartu grafis addon atau dedicad graphics card.
Kartu Grafis Hybrid akan berbargi memori dengan motherboard namun
memiliki cache memori kecil yang berdiri sendiri.
2.4.2 Memory
2.4.2.1 DRAM(Dynamic RAM)
Kartu VGA yang menggunakan memori DRAM adalah
berkecepatan 80 ns atau 70 ns, ada juga MD-RAM (Multiple Dynamic
RAM) yang menggunakan DRAM berlapis. DRAM digunakan pada
banyak kartu grafik 8, 16, atau 32 bit. Penggunaan DRAM ditujukan
untuk komputer tingkat entry level, yang tidak memerlukan kecepatan
tinggi dan warna yang banyak.
2.4.2.2 EDO RAM
Kartu VGA yang bermemorikan EDO RAM adalah berkecepatan
60 ns sampai 35 ns, EDO RAM banyak ditemui pada kartu grafik 64
bit. EDO RAM yang umum dipakai mempunyai speed 60 MHz
60/40ns.
2.4.2.3 VRAM (Video RAM)
Kartu VGA yang mengintegrasikan memori VRAM adalah
berkecepatan 20 atau 10 ns, VRAM lebih mahal dibandingkan DRAM
karena VRAM lebih cepat dari DRAM. Penggunaan VRAM pada
kartu VGA ditujukan untuk komputer kelas atas. VRAM biasa
dipasang pada VGA yang dikonsentrasikan untuk desain grafis.
2.4.2.4 SGRAM (Synchronous Graphic RAM)
Kartu VGA yang memakai memori SGRAM adalah berkecepatan
kurang dari 10 ns, SGRAM pada kartu VGA juga berdasarkan pada
teknologi SDRAM pada memori utama komputer. SGRAM banyak
digunakan pada kartu grafik kelas tinggi yang mempunyai kemampuan
3D accelerator.
2.4.2.5 RAMBUS
Kartu VGA dengan menggunakan memori RAMBUS jumlahnya
masih sedikit (RAMBUS adalah memori yang digunakan pada mesin-
mesin game, seperti: Nintendo dan Sega).
2.4.3 Sistem I/O VGA
2.4.3.1 VGA ISA
Kartu 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.
2.4.3.2 VGA EISA
Kartu 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/s.
2.4.3.3 VGA PCI
Gambar 2.3 VGA PCI
Kartu VGA PCI adalah jenis kartu VGA yang dipasang pada slot
ekspansi PCI (Peripheral Component Interconnect) bus yang adalah 32-bit
atau 64-bit sistem I/O-nya. Kartu VGA jenis ini sekarang sudah jarang sekali
dipergunakan, karena adanya keterbatasan pada fitur-fiturnya. Teknologi slot
ekspansi PCI bus dengan sistem I/O 32-bit atau 64-bit pertama kali dipakai
pada tahun1993. Ciri-ciri slot ekspansi PCI bus ini adalah bahwa pada bagian
depan slot-nya terdapat lekukan, dan jenis pin-nya lurus secara vertikal.
2.4.3.4 VGA AGP
Gambar 2.4 VGA AGP
Kartu VGA AGP adalah jenis kartu VGA yang ditancapkan pada slot
ekspansi AGP (Accelerated Graphics Port) bus yang adalah 128-bit atau 256-
bit sistem I/O-nya. Kartu VGA AGP ini awalnya dibuat karena hendak
meningkatkan transfer data terhadap memori secara signifikan dari CPU ke
perangkat "tampilan" (bahasa Inggris: display), sehingga dengan begitu
dibuatlah slot AGP guna memasangkan kartu VGA jenis AGP ini.
Gambar 2.5 Slot VGA AGP
2.4.3.5 VGA PCIe
Gambar 2.6 VGA PCIe
Kartu VGA PCI Express (PCIe) adalah jenis kartu VGA yang
dimasukkan pada slot ekspansi PCIe (Peripheral Component Interconnect
Express) bus yang adalah berangkaian seri sistem I/O-nya, dengan kecepatan
transfernya adalah mencapai hingga 32 GByte/s. Slot ekspansi PCIe ini adalah
merupakan pengembangan selanjutnya dari slot ekspansi PCI sebelumnya,
yang memiliki kemampuan luar biasa, dengan nama "PCI Express", yang
dirancang guna memasang peralatan-peralatan "antarmuka" (bahasa
Inggris: interface) dengan teknologi mutakhir masa kini yang membutuhkan
kecepatan transfer yang sangat tinggi. Teknologi slot ekspansi PCIe bus
dengan sistem I/O berangkaian seri ini pertama kali dipakai pada tahun 2004.
Adapun versi slot ekspansi PCIe yang beredar di pasaran adalah PCIe
1x, PCIe 4x, PCIe 8x, dan PCIe 16x. Khusus buat slot ekspansiPCIe
8x dan PCIe 16x dipergunakan untuk memasang kartu VGA PCI Express,
sedangkan buat slot ekspansi PCIe 1x dipakai untuk keperluan memasang
peralatan-peralatan interface tambahan lainnya. Ciri-ciri slot ekspansi PCIe
bus ini adalah bahwa bentuknya merupakan kebalikan dari slot ekspansi PCI
biasa sebelumnya.
Gambar 2.7 Slot VGA PCIe
2.4.4 Teknologi Multi-VGA (Multi-Video Graphic Array Technology)
2.4.4.1 SLI
Teknik penggabungan 2 buah video card dari nVIDIA di dalam satu
motherboard guna mendapatkan peningkatan performa / FPS. Biasanya
peningkatan yang didapatkan, hanya berkisar 40 – 60% saja. Teknik yang
digunakan : SFR (Split Frame Rendering), AFR (Alternate Frame Rendering),
SLI AA (Anti-Alias).
2.4.4.2 Cross-Fire
Teknik Multi-GPU yang sama dengan SLI, hanya saja CrossFire
ini dikhususkan untuk video card Ati. Perbedaannya terletak pada
arsitektur yang digunakan. CrossFire dibutuhkan satu VGA sebagai
master, dan satu lagi sebagai slave. Teknik yang digunakan: AFR,
Scissor mode, Supertiling, Super AA mode.
2.5 Cara Kerja
Gambar 2.8 Diagram ilustrasi cara kerja Graphic Card
Sebuah komponen dari sistem, biasanya berupa kartu ekspansi, yang
menghasilkan citra 2 dimensi atau 3 dimensi pada layar monitor. Sebagai
salah satu bagian penting dari PC Anda (selain CPU dan harddisk), kartu
grafis mengubah bilangan binari satu dan nol dari hasil komputsai menjadi
sebuah citra dimana kita dapat berinteraksi dengannya melalui layar monitor.
Dengan kata lain, kita tidak dapat menggunakan komputer dengan cara yang
lain sejauh ini tanpa bantuan dari teknologi grafis.
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.
Komponen-komponen dalam graphics card umumnya berfungsi
pelengkap. Komponen terpenting pada graphics card hanyalah “otaknya”,
yaitu graphics chip (GPU). Saat GPU menerima raw data,serangkaian proses
panjang dimulai dan diakhiri dengan memunculkan gambar di monitor.
Graphics Pipeline, yaitu channelling agar data dalam card sampai pada frame
buffer, umumnya hampir sama pada semua graphics card yang ada saat ini.
Seluruh proses tersebut diulang untuk setiap gambar (frame). Agar dapat
menghasilkan gerakan yang cepat, paling tidak diperlukan 25 frame per detik,
sedangkan pada game PC diperlukan kecepatan 60 frame per detik agar
tampilan lebih realistis. Bias dikatakan, GPU merupakan salah satu
komponen yang “tersibuk” dalam PC.
Setelah data dikirim ke GPU melalui interface, langkah pertama proses
pipeline-nya adalah mempersiapkan kalkulasi (pre-calculation) dan
mengubah data dengan menggunakan sebuah pre-processor (setup Engine
atau Input Assembler). Pre-processor ini mendeteksi jenis data, apakah
berkaitan dengan vector,gambar,dank ode program, dan mempersiapkan raw
data sehingga dapat diproses oleh modul yang tepat. Disini, ditentukan
apakah raw data diproses oleh sebuah Vertex Shader,Geometry Shader,Pixel
Shader, atau sebuah texture unit.
Setiap objek 3D terdiri atas berbagai triangle. Vertex Shader (Vertices
adalah titik-titik sudut sebuah polygon) disuplai dengan koordinat-koordinat
ini. segitiga-segitiga ini kemudian membentuk sebuah dunia 3D berdasarkan
koordinat tersebut yang diselaraskan, di-scaling, atau di-distorsi sesuai
dengan arah pandangan mata. Area pandangan yang diasumsikan ini disebut
sebagai frustum. Setelah scane tersebut terbentuk,dilakukan pemeriksaan
apakah sebuah objek harus terlihat atau tidak, berada di area frustum, dan
apakah seluruh atau sebagian ditutupi oleh objek-objek.
Elemen yang tidak terlihat akan disingkirkan dari scane untuk
menghindari proses kalkulasi yang tidak diperlukan. Proses ini disebut
Frustum Culling. Apabila ditemukan sebuah objek terlalu jauh untuk dapat
terlihat atau terlalu dekat menghadap ( membelakangi) penonton ( secara
teoritis), maka proses ekuivalennya disebut sebagai clipping.
Proses Vertex Shader yang terakhir adalah lighting. Disini, 3D scane
akan diterangi oleh sumber cahaya ke dalam lingkungan (ruang) tersebut.
Tanpa langkah ini, 3D scane terlihat gelap. Vertex Shader hanya dapat
memanipulasi objek, namun tidak dapat menghasilkan elemen geometri
baru, seperti titik, garis, dan segitiga. Bersamaan dengan hadirnya DirecX 10
pada November 2006 lalu, kini dikenal juga Geometry Shader. Geometry
Shader dapat membuat bentuk geometri baru, sehingga, suatu pohon-pohon
misalnya, dapat terlihat tumbuh atau hidup. Geometry Shader aktif setelah
pembentukan 3D scane.
Apabila gambar yang akan dilihat penonton (viewer) sudah terbentuk
dalam grid model dengan lighting source-nya,berarti prosesnya telah
membuat sebuah foto dari scane tersebut dalam gambar 2D (dua dimensi)
untuk ditampilkan di monitor. Proses ini dinamakan rastering atau rendering.
Setiap titik sebuah objek 3D, yang selama ini hanya disimpan sebagai vector,
akan diubah menjadi sebuah pixel. Langkah selanjutnya yang “menguras
tenaga” adalah shading (shadowing) yang dilakukan oleh Pixel Shader. Pixel
Shader akan memproses warna dan atribut yang diperlukan, seperti
trasnparasi, pemantulan atau struktur dari masing-masing oixel. Hasilnya,
objek 3D akan mendapat pewarnaan.
Prinsipnya, sekarang gambar sudah jadi. Proses yang diperlukan hanyalah
penyempurnaan malalui berbagai filter agar scane terlihat lebih realistis.
Untuk itu tekstur, yaitu Bitmaps (gambar) yang sudah jadi, akan
diproyeksikan menjadi sebuah objek 3D (Texture Mapping). Dengan cara ini,
dengan mudah dihasilkan gambar-gambar yang terlihat seperti foto minus
fleksibelitas sebuah objek 3D. Jadi pohon-pohon yang dibentuk oleh tekstur
dapat terlihat bagus dari depan, namun terlihat datar saja dari samping.
Anisotrophic filtering, yang juga ditem patkan dalam tekstur units, berfungsi
agar teksture yang sudah terdistorsi secara perspektif dapat ditampilkan
secara tajam dari kejahuan.
Setelah proses mapping pada texture unit selesai, frame akan diproses
pada ROP unit (Raster Operation Processor). Pada ATI, unit ini disebut
Element Render Back-End. Pada tahap restering, gambar terlihat lebih bagus.
Misalnya, tepi-tepi yang miring ditampilkan menurut pixel sehingga terlihat
seperti anak tangga. Namun masih tersedia fungsi Anti Aliasing, yang akan
mendeteksi efek tepi tangga tersebut dalam gambar dan kemudian
menghaluskannya. Gambar yang sudah lengkap selanjutnya ditulis ke frame
buffer dan berakhirlah proses graphics pipeline.
2.6 Performansi
Beberapa performansi yang ditawarkan adalah sebagai berikut
1. Anti-Aliasing
Anti-Aliasing atau biasa disebut MultiSampling AA adalah suatu mekanisme
memperbaiki objek 3D yang dihasilkan oleh video card. Cara kerja dari AA
adalah memproses ulang semua edge atau sudut dari sebuah objek 3D dan
memperhalusnya. Sehingga dihasilkan output yang lebih smooth.
2. Anisotropic Filtering
Anisotropic Filtering adalah sebuah metode mempercantik hasil 3D yang
dilakukan dengan cara merubah angle view dari objek tersebut. Anisotropic
filtering terdiri dari beberapa jenis yaitu bilinear, trilinear, X4,X8,X16. Semakin
besar dilakukan akan menghasilkan hasil yang sangat real dan indah. Cara kerja
yang dilakukan adalah dengan mengurangi blur dari gambar dan meningkatkan
angle view dari objek tersebut.
3. High dynamic range rendering (HDR)
Adalah prosedur pencahayaan yang didesain untuk mengemulasi, bagaimana
variasi tingkatan cahaya di dunia nyata untuk jarak yang sangat luas.
4. Shader
Suatu program komputer yang dieksekusi di dalam lingkungan tertentu.
Program ini digunakan untuk menentukan karakteristik akhir dari permukaan
objek atau gambar 3D.
5. Texture Mapping
Metode untuk menambahkan detail tekstur pada permukaan, atau pewarnaan
kepada gambar atau objek 3D yang dihasilkan komputer.
6. Motion Blur
Efek yang memberikan kesan berbayang terhadap objek yang bergerak cepat
7. 3Dpipeline
Jumlah seluruh langkah-langkah yang diperlukan untuk menampilkan sebuah
skenario 3D buatan pada monitor.
8. Bump mapping
Sebuah tehnik yang menyediakan informasi kedalaman tekstur yang bisa
digunakan untuk menampilkan gambar seperti relief atau gambar yang diberi efek
emboss.
9. Frame buffer
Bagian dari memori grafis yang digunakan untuk membuat sebuah gambar
yang akan muncul pada monitor. Frame buffer juga digunakan untuk membuat
dan mengkalkulasikan efek transparansi.
10. Full-scene anti-aliasing
Menjelaskan sebuah tipe dari anti aliasing yang diaplikasikan terhadap sebuah
frame lengkap. Dua proses digunakannya ialah Super sampling dan accumulated
buffers
2.7 Tips Memilih VGA Yang Bagus
Beberapa point tips yang dapat digunakan sebagai referensi ketika Anda ingin
membeli sebuah VGA Card di toko
1. Jenis slot VGA pada Motherboard Anda
Maksudnya Slot VGA jenis apa yang dimiliki oleh Motherboard anda. Dan
perhatikan juga Motherboard anda suport VGA Nvidia atau Ati Radeon
karena motherboard kedua VGA tersebut berbeda tipenya.
2. Memory VGA (Amount of available memory (MB))
Contoh spesifikasi VGA dengan memory 512 Mb, 1 Gb, 2 Gb, dll. Fungsi
dari memory dalam VGA adalah kemampuan dalam mendukung berapa
besar Resolusi monitor yang dapat di tanggung oleh VGA. Monitor 17”
memory 512 Mb sudah cukup, kalau anda menggunakan monitor 20”
keatas di sarankan menggunakan VGA yang mempunyai memory 1 Gb
atau lebih.
3. DDR (Memory clock rate (MHz) and Memory bandwidth (GB/s))
DDR adalah kecepatan akses data VGA. Semakin tinggi tipe DDR maka
semakin tinggi pula kecepatan aksesnya. Contoh DDR1, DDR2, DDR3,
DDR4, DDR5. Untuk sekarang ini tipe DDR yang paling baru adalah
DDR5.
4. Jalur Data (Size of the memory bus (bits))
Spesifikasi VGA dengan jalur data 128 bit. Maksudnya semakin besar
jalur data maka semakin cepat pula data yang bisa di akses. Semakin besar
jalan maka semakin banyak mobil yang dapat lewat, begitu kira-kira
gambarannya. Contoh 32bit, 64bit, 128bit, 256bit, 512bit, dst. Biasanya
semakin besar Jalur data semakin besar pula Memori dai tipe DDRnya.
5. GPU (GPU clock speed (MHz))
Untuk saat ini hanya ada dua GPU yang bagus, yaitu Nvidia dan Ati Radeon.
GPU merupakan Processor dalam VGA semakin besar Corenya semakin cepat
pula baik pula performa VGA tersebut.
6. Port VGA
Port VGA merupakan tempat colokan VGA ke monitor. D-sub adalah port
yang digunakan kebanyakan monitor CRT. DVI biasanya digunakan untuk
monitor LCD tipe lama. HDMI merupakan port VGA yang digunakan untuk
monitor LCD/LED High Definition. Beberapa VGA terbaru sudah suport lebih
dari 1 monitor.
7. DirectX
DirectX merupakan API(Application Programming Interface) untuk
multimedia atau bias disebut sekumpulan rangkaian pemrograman grafis
untuk game dan video. DirectX terdiri dari Direct3D, DirectDraw,
DirectMusic, DirectPlay, DirectSound, dll. Game-game lama biasanya masing
menggunakan DirectX 9, untuk sekarang ini kebanyakan VGA terbaru sudah
mendukung DirectX yang lebih tinggi, yaitu DirectX 10 dan DirectX 11.
8. Pastikan garansi VGA
Garansi hanya untuk berjaga-jaga jikalau VGA yang anda beli mati dalam
waktu 3 bulan, sehingga anda tidak perlu merogoh kocek lagi untuk membeli
yang baru cukup mengklaim garansi saja, yaaa tunggu saja 2-3 minggu untuk
dapatkan VGA anda kembali.
9. Game apa yang hendak akan anda mainkan
Jangan sampai anda membeli VGA GTX 550 Ti ddr5 1 gb 256-bit hanya
untuk bermain zuma, pilihlah VGA yang sesuai dengan kebutuhan anda, kalau
untuk bermain game anak-anak cukup dengan gt 210 ddr3 1gb 64-bit. belilah
sesuai kebutuhan.
10. Perhatikan jenis dan seri chipset VGA
Kebanyakan orang berpikir jenis chipset Nvidia dan AMD(dulu ATI radeon)
adalah merk, banyak customer datang ke toko bilang “ada VGA merk nvidia
geforce?” atau “ada VGA merk ATI radeon?” nvidia dan AMD bukanlah merk
tapi chipset kalau untuk merk banyak sekali jenisnya. nvidia dan AMD
memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing tergantung kebutuhan dan
permintaan anda, misalkan anda menginginkan game dengan kualitas gambar
dengan shader pixel yang bagus maka pilihan anda akan jatuh pada AMD cek
juga seri chipsetnya misalnya seri 5570 atau 6570, logikanya semakin tinggi
serinya kemampuan VGA pun semakin tinggi. jika anda menginginkan
kecepatan graphic tanpa lag-ing maka gunakan VGA dengan chipset nvidia,
chipset ini juga cocok untuk rendering, jangan lupa cek seri chipset nvidia
misalnya gt 210 atau gt220 semakin tinggi serinya maka kemampuanya akan
semakin baik. Cara menilai VGA paling mudah adalah dengan membaca seri
nomor VGA tersebut, untuk AMD terdiri dari 4 digit angkat, digit pertama
adalah generasi, semakin tinggi angka semakin baru. Untuk Nvidia memili 3
digit, generasi juga terdapat di digit pertama. Untuk Digit kedua menandakan
spesifikasi, biasanya 1-3 adalah low end, 4-6 adalah mid end, 7-9 adalah high
end. Generasi berpengaruh pada kompabilitas aplikasi atau game yang akan
dijalankan. Sedangkan digit performansi menandakan seberapa kuat vga
tersebut untuk melakukan render dan memproses objek 3D. Contoh VGA
kelas atas yang terbaru adalah AMD Radeon 7990 dan Nvidia GTX 780.
11. Jangan tergiur dengan memory tinggi
Pedagang yang ‘nakal’ akan membuai anda dengan VGA ber memory tinggi 1
GB atau 2 GB, stop! jangan terbuai janji manisnya, VGA dengan memory
tinggi belum tentu memiliki performa untuk menghasilkan graphic yang indah,
lihat spek VGA berapa seri proccessornya dan berapa bit-nya bukan byte tapi
bit jangan tertukar, untuk main game masa kini gunakan VGA dengan 128-bit
ke atas atau 64-bit dengan tipe memory DDR3 atau DDR5.
DAFTAR PUSTAKA
http://computer.howstuffworks.com/graphics-card1.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Video_card
http://www.utilizewindows.com/pc-fundamentals/components/228-expansion-slots
http://en.wikipedia.org/wiki/GPU
http://en.wikipedia.org/wiki/Anisotropic_filtering
http://en.wikipedia.org/wiki/Multisample_anti-aliasing
http://en.wikipedia.org/wiki/DirectX
http://blakbin.blogspot.com/2010/03/prinsip-kerja-vga-card.html
http://majalahhibrida.blogspot.com/2011/04/cara-kerja-vga-gpu-modern.html
http://belajar-komputer-mu.com/bagaimana-tips-memilih-vga-card-yang-baik-itu-ketahui-
di-sini/
http://0ne-click.blogspot.com/2012/01/multi-gpu-sli-dan-crossfire.html