Apa Itu Motherboard? Lihat Penjelasannya Di Sini

Selamat pagi, siang, sore dan malam, tergantung kapan kamu membacanya. Kali ini saya akan menjelaskan mengenai apa itu Motherboard? Penasaran bukan? Langsung saja lihat penjelasannya dibawah ini.

Apa Itu Motherboard?

Motherboard (kadang-kadang disebut papan utama, papan sistem, papan dasar, papan planar atau papan logika, atau bahasa sehari-hari, mobo) adalah papan sirkuit cetak utama (PCB) yang ditemukan pada mikrokomputer tujuan umum dan sistem yang dapat diperluas lainnya. Ini memegang dan memungkinkan komunikasi antara banyak komponen elektronik penting dari sebuah sistem, seperti central processing unit (CPU) dan memori, dan menyediakan konektor untuk periferal lainnya.

Tidak seperti backplane, motherboard biasanya mengandung sub-sistem yang signifikan seperti prosesor pusat, input/output chipset dan pengendali memori, konektor antarmuka, dan komponen lainnya yang terintegrasi untuk penggunaan umum.

Motherboard secara khusus mengacu pada PCB dengan kemampuan ekspansi dan seperti namanya, board ini sering disebut sebagai “ibu” dari semua komponen yang menyertainya, yang seringkali mencakup periferal, kartu antarmuka, dan kartu anak perempuan: kartu suara, kartu video, kartu jaringan, hard drive, atau bentuk penyimpanan persisten lainnya; Kartu TV tuner, kartu yang menyediakan slot USB atau FireWire tambahan dan berbagai komponen kustom lainnya.

Demikian pula, istilah mainboard diterapkan pada perangkat dengan papan tunggal dan tidak ada perluasan atau kemampuan tambahan, seperti papan pengendali di printer laser, televisi, mesin cuci dan sistem embedded lainnya dengan kemampuan ekspansi terbatas.

Sejarah

Sebelum penemuan mikroprosesor, komputer digital terdiri dari beberapa papan sirkuit tercetak dalam kotak kartu dengan komponen yang dihubungkan oleh backplane, satu set soket yang saling berhubungan. Dalam desain yang sangat tua, kabel tembaga adalah koneksi diskrit antara pin konektor kartu, namun papan sirkuit cetak segera menjadi praktik standar. Unit Pengolahan Sentral (CPU), memori, dan periferal ditempatkan di setiap papan sirkuit tercetak, yang dihubungkan ke backplane. Bus S-100 di mana-mana pada tahun 1970an adalah contoh dari sistem backplane tipe ini.

Komputer yang paling populer di tahun 1980an seperti Apple II dan IBM PC telah menerbitkan diagram skematik dan dokumentasi lainnya yang memungkinkan penggantian cepat dan penggantian motherboard pihak ketiga. Biasanya ditujukan untuk membangun komputer baru yang kompatibel dengan para contoh, banyak motherboard menawarkan kinerja tambahan atau fitur lainnya dan digunakan untuk meng-upgrade peralatan asli pabrik.

Selama akhir 1980-an dan awal 1990-an, menjadi ekonomis untuk memindahkan sejumlah fungsi periferal ke motherboard. Pada akhir 1980-an, motherboard komputer pribadi mulai memasukkan satu IC (juga disebut chip Super I/O) yang mampu mendukung seperangkat periferal berkecepatan rendah: keyboard, mouse, floppy disk drive, port serial, dan port paralel.

Menjelang akhir 1990-an, banyak motherboard komputer pribadi termasuk teknologi penyimpanan, video, penyimpanan, dan jaringan kelas konsumen tanpa kebutuhan akan kartu ekspansi sama sekali. Sistem akhir yang lebih tinggi untuk game 3D dan grafis komputer biasanya hanya mempertahankan kartu grafis sebagai komponen terpisah. PC bisnis, workstation, dan server lebih cenderung membutuhkan kartu ekspansi, baik untuk fungsi yang lebih kuat, atau untuk kecepatan yang lebih tinggi; sistem tersebut seringkali memiliki komponen tertanam lebih sedikit.

Laptop dan komputer notebook yang dikembangkan pada 1990-an mengintegrasikan periferal yang paling umum. Ini bahkan termasuk motherboard tanpa komponen yang dapat diupgrade, sebuah tren yang akan berlanjut saat sistem yang lebih kecil diperkenalkan setelah pergantian abad (seperti komputer tablet dan netbook). Memori, prosesor, pengendali jaringan, sumber daya, dan penyimpanan akan diintegrasikan ke dalam beberapa sistem.

Desain

Motherboard menyediakan koneksi listrik dimana komponen lain dari sistem berkomunikasi. Tidak seperti backplane, ia juga berisi unit pemrosesan pusat dan host subsistem dan perangkat lainnya.

Komputer desktop yang khas memiliki mikroprosesor, memori utama, dan komponen penting lainnya yang terhubung ke motherboard. Komponen lain seperti penyimpanan eksternal, pengendali untuk tampilan video dan suara, dan perangkat periferal dapat dihubungkan ke motherboard sebagai kartu plug-in atau melalui kabel. Dalam mikrokomputer modern, semakin umum untuk mengintegrasikan beberapa perangkat ini ke dalam motherboard itu sendiri.

Komponen penting dari motherboard adalah chipset pendukung mikroprosesor, yang menyediakan antarmuka pendukung antara CPU dan berbagai bus dan komponen eksternal. Chipset ini menentukan, sejauh mana, fitur dan kemampuan motherboard.

Motherboard modern meliputi:

  • Sockets (atau slot) di mana satu atau lebih mikroprosesor dapat dipasang. Dalam kasus CPU dalam paket array bola grid, seperti VIA C3, CPU langsung disolder ke motherboard.
  • Slot tempat memori utama sistem dipasang (biasanya dalam bentuk modul DIMM yang berisi chip DRAM).
  • Chipset yang membentuk antarmuka antara bus front-side CPU, memori utama, dan bus periferal.
  • Chipset memori non-volatile (biasanya Flash ROM di motherboard modern) yang berisi firmware sistem atau BIOS.
  • Generator jam yang menghasilkan sinyal clock sistem untuk menyinkronkan berbagai komponen.
  • Slot untuk kartu ekspansi (antarmuka ke sistem melalui bus yang didukung oleh chipset).
  • Konektor daya, yang menerima tenaga listrik dari catu daya komputer dan mendistribusikannya ke CPU, chipset, memori utama, dan kartu ekspansi. Pada tahun 2007, beberapa kartu grafis (misalnya GeForce 8 dan Radeon R600) memerlukan lebih banyak daya daripada yang dapat diberikan oleh motherboard, dan dengan demikian konektor khusus telah diperkenalkan untuk langsung memasangnya ke catu daya.
  • Konektor untuk hard drive, biasanya SATA saja. Drive disk juga terhubung ke catu daya.

Selain itu, hampir semua motherboard termasuk logika dan konektor untuk mendukung perangkat input yang umum digunakan, seperti USB untuk perangkat mouse dan keyboard. Komputer pribadi awal seperti Apple II atau IBM PC hanya menyertakan dukungan periferal minimal ini pada motherboard. Sesekali perangkat keras antarmuka video juga terintegrasi ke dalam motherboard; misalnya, pada Apple II dan jarang komputer yang kompatibel dengan IBM seperti IBM PC Jr. Periferal tambahan seperti pengendali disk dan port serial disediakan sebagai kartu ekspansi.

Mengingat kekuatan desain thermal yang tinggi dari CPU dan komponen komputer berkecepatan tinggi, motherboard modern hampir selalu mencakup heat sink dan titik mount bagi penggemar untuk menghilangkan kelebihan panas.

Faktor Bentuk

Motherboard diproduksi dalam berbagai ukuran dan bentuk yang disebut faktor bentuk komputer, beberapa di antaranya khusus untuk masing-masing produsen komputer. Namun, motherboard yang digunakan dalam sistem yang kompatibel dengan IBM dirancang agar sesuai dengan berbagai ukuran kasus. Pada tahun 2007, sebagian besar motherboard komputer desktop menggunakan faktor bentuk standar ATX – bahkan yang ditemukan di komputer Macintosh dan Sun, yang belum dibangun dari komponen komoditas.

Motherboard kasus dan faktor bentuk PSU harus sesuai, meskipun beberapa motherboard faktor bentuk yang lebih kecil dari keluarga yang sama akan sesuai dengan kasus yang lebih besar. Misalnya, kasus ATX biasanya akan mengakomodasi motherboard microATX.

Komputer laptop umumnya menggunakan motherboard yang sangat terintegrasi, miniatur dan disesuaikan. Inilah salah satu alasan mengapa laptop sulit di upgrade dan mahal untuk diperbaiki. Seringkali kegagalan satu komponen laptop memerlukan penggantian seluruh motherboard, yang biasanya lebih mahal daripada motherboard desktop karena banyaknya komponen terintegrasi dan bentuk dan ukurannya yang khas.

Soket CPU

Soket CPU (central processing unit) atau slot adalah komponen listrik yang menempel pada Printed Circuit Board (PCB) dan dirancang untuk menampung CPU (juga disebut mikroprosesor). Ini adalah jenis khusus dari soket sirkuit terpadu yang dirancang untuk jumlah pin yang sangat tinggi. Soket CPU menyediakan banyak fungsi, termasuk struktur fisik untuk mendukung CPU, mendukung heat sink, memfasilitasi penggantian (dan juga mengurangi biaya), dan yang terpenting, membentuk antarmuka listrik baik dengan CPU dan PCB.

Soket CPU pada motherboard paling sering ditemukan di sebagian besar komputer desktop dan server (laptop biasanya menggunakan mount mount CPU), terutama yang berbasis pada arsitektur x86 Intel. Tipe soket CPU dan chipset motherboard harus mendukung deret dan kecepatan CPU.

Periferal Terintegrasi

Dengan semakin menurunnya biaya dan ukuran sirkuit terpadu, sekarang dimungkinkan untuk menyertakan dukungan untuk banyak periferal pada motherboard. Dengan menggabungkan banyak fungsi pada satu PCB, ukuran fisik dan total biaya sistem dapat dikurangi. Motherboard yang sangat terintegrasi dengan demikian sangat populer dalam bentuk kecil dan komputer anggaran.

  • Pengontrol disk untuk drive floppy disk, hingga 2 drive PATA, dan sampai 6 drive SATA (termasuk dukungan RAID 0/1).
  • Integrated graphics controller yang mendukung grafis 2D dan 3D, dengan output VGA dan TV.
  • Integrated sound card yang mendukung output 8 kanal (7.1) audio dan S/PDIF.
  • Fast Ethernet network controller untuk jaringan 10/100 Mbit.
  • Pengontrol USB 2.0 yang mendukung hingga 12 port USB.
  • Pengontrol IrDA untuk komunikasi data inframerah (mis. Dengan ponsel atau printer berkemampuan IrDA)
  • Sensor suhu, voltase, dan kipas yang memungkinkan perangkat lunak untuk memantau kesehatan komponen komputer.

Slot Kartu Periferal

Motherboard yang khas akan memiliki jumlah koneksi yang berbeda tergantung pada standar dan faktor bentuknya.

Motherboard ATX standar dan modern biasanya memiliki dua atau tiga koneksi PCI-Express 16x untuk kartu grafis, satu atau dua slot PCI warisan untuk berbagai kartu ekspansi dan satu atau dua PCI-E 1x (yang telah menggantikan PCI). Motherboard EATX standar akan memiliki dua sampai empat koneksi PCI-E 16x untuk kartu grafis, dan sejumlah slot PCI dan PCI-E 1x yang bervariasi. Terkadang juga memiliki slot PCI-E 4x (akan bervariasi antara merek dan model).

Beberapa motherboard memiliki dua atau lebih slot PCI-E 16x, untuk memungkinkan lebih dari 2 monitor tanpa perangkat keras khusus, atau menggunakan teknologi grafis khusus yang disebut SLI (untuk Nvidia) dan Crossfire (untuk AMD). Ini memungkinkan 2 sampai 4 kartu grafis dihubungkan bersama, untuk memungkinkan kinerja yang lebih baik dalam tugas komputasi grafis intensif, seperti game, editing video, dll.

Suhu dan Kehandalan

Motherboard umumnya didinginkan dengan pendingin udara yang sering dipasang pada chip yang lebih besar, seperti Northbridge, pada motherboard modern. Pendinginan yang tidak memadai atau tidak benar dapat menyebabkan kerusakan pada komponen internal komputer, atau menyebabkannya macet. Pendinginan pasif, atau kipas tunggal yang terpasang pada catu daya, sudah cukup untuk CPU komputer desktop sampai akhir 1990an.

Sejak saat itu, sebagian besar penggemar CPU diharuskan terpasang di tempat cuci panas mereka, karena meningkatnya kecepatan clock dan konsumsi daya. Kebanyakan motherboard memiliki konektor untuk kipas kasus tambahan dan sensor suhu terintegrasi untuk mendeteksi suhu motherboard dan CPU dan konektor kipas yang dapat dikontrol yang dapat digunakan BIOS untuk mengatur kecepatan kipas. Sebagai alternatif komputer bisa menggunakan sistem pendingin air daripada banyak penggemar.

Beberapa komputer dengan faktor bentuk kecil dan komputer home theater yang dirancang untuk operasi hemat dan hemat energi membanggakan desain tanpa kipas. Ini biasanya memerlukan penggunaan CPU berdaya rendah, serta tata letak yang hati-hati dari motherboard dan komponen lainnya untuk memungkinkan penempatan heat sink.

Sebuah studi tahun 2003 menemukan bahwa beberapa crash komputer dan masalah keandalan umum, mulai dari distorsi gambar layar sampai kesalahan baca/tulis I/O, dapat dikaitkan bukan pada perangkat lunak atau perangkat keras perifer namun juga untuk kapasitor penuaan pada motherboard PC. Pada akhirnya hal ini ditunjukkan sebagai hasil dari formulasi elektrolit yang salah, sebuah isu yang disebut wabah kapasitor.

Motherboard standar menggunakan kapasitor elektrolitik untuk menyaring daya DC yang didistribusikan ke seluruh papan. Kapasitor ini memiliki usia pada suhu yang bergantung pada suhu, karena elektrolit berbasis airnya perlahan menguap. Hal ini dapat menyebabkan hilangnya kapasitansi dan malfungsi motherboard berikutnya karena ketidakstabilan voltase. Sementara sebagian besar kapasitor diberi nilai untuk operasi 2000 jam pada suhu 105°C (221°F), umur rancangan yang diharapkan kira-kira dua kali lipat untuk setiap 10°C (18°F) di bawah ini. Pada suhu 65°C (149°F) selama 3 sampai 4 tahun dapat diharapkan.

Namun, banyak produsen memberikan kapasitor di bawah standar, yang secara signifikan mengurangi harapan hidup. Pendinginan kasus yang tidak memadai dan suhu yang tinggi di sekitar soket CPU memperparah masalah ini. Dengan blower atas, komponen motherboard dapat dipertahankan di bawah 95°C (203°F), yang secara efektif menggandakan masa pakai motherboard.

Motherboard mid-range dan high-end di sisi lain menggunakan kapasitor padat secara eksklusif. Untuk setiap 10°C kurang, umur rata-rata mereka dikalikan kira-kira tiga, menghasilkan harapan hidup 6 kali lebih tinggi pada suhu 65°C (149°F). Kapasitor ini mungkin diberi nilai untuk operasi 5000, 10000 atau 12000 jam pada suhu 105°C (221°F), memperpanjang masa pakai yang diproyeksikan dibandingkan dengan kapasitor solid standar.

Polusi dan Keandalan Udara

Tingkat kegagalan motherboard yang tinggi di China dan India nampaknya disebabkan oleh “polusi udara sulfur yang dihasilkan oleh batu bara” yang dibakar untuk menghasilkan listrik. Polusi udara mengotori sirkuit, menurut periset Intel.

Bootstrap Menggunakan Sistem Input Output Dasar

Motherboard berisi beberapa memori non-volatile untuk menginisialisasi sistem dan memuat beberapa perangkat lunak startup, biasanya sistem operasi, dari beberapa perangkat periferal eksternal. Mikrokomputer seperti Apple II dan IBM PC menggunakan chip ROM yang terpasang pada soket pada motherboard. Saat power-up, prosesor pusat akan memuat program counter dengan alamat boot ROM dan mulai menjalankan instruksi dari ROM.

Instruksi ini menginisiasi dan menguji perangkat keras sistem, menampilkan informasi sistem di layar, melakukan pemeriksaan RAM, dan kemudian memasukkan program awal dari perangkat eksternal atau perangkat periferal. Jika tidak ada yang tersedia, komputer akan melakukan tugas dari toko memori lain atau menampilkan pesan kesalahan, tergantung model dan desain komputer dan versi ROM. Misalnya, Apple II dan IBM PC asli memiliki Microsoft Cassette BASIC di ROM dan akan memulai jika tidak ada program yang dapat dimuat dari disk.

Kebanyakan desain motherboard modern menggunakan BIOS, tersimpan dalam chip EEPROM yang disolder ke atau socket pada motherboard, untuk booting sebuah sistem operasi. Program boot sistem non-operasi masih didukung pada mesin IBM PC-turunan modern, namun saat ini diasumsikan bahwa program boot akan menjadi sistem operasi yang kompleks seperti Microsoft Windows atau Linux. Saat daya dipasok pertama kali ke motherboard, uji firmware BIOS dan konfigurasi memori, sirkuit, dan periferal. Power-On Self Test (POST) ini mungkin termasuk menguji beberapa hal berikut:

  • Adaptor video.
  • Kartu dimasukkan ke dalam slot, seperti PCI konvensional.
  • Floppy drive.
  • Suhu, voltase, dan kecepatan kipas untuk pemantauan perangkat keras.
  • CMOS digunakan untuk menyimpan konfigurasi setup BIOS.
  • Keyboard dan Mouse.
  • Pengontrol jaringan.
  • Drive optik: CD-ROM atau DVD-ROM.
  • Hard drive SCSI.
  • IDE, EIDE, atau Serial ATA Hard disk drive.
  • Perangkat keamanan, seperti pembaca sidik jari atau keadaan sakelar pengait untuk mendeteksi gangguan.
  • Perangkat USB, seperti perangkat penyimpanan memori.

Pada motherboard baru-baru ini, BIOS juga dapat menambal microcode prosesor sentral jika BIOS mendeteksi bahwa CPU yang terpasang adalah komputer yang errata telah dipublikasikan.

Nah, itulah penjelasan mengenai Motherboard. Semoga artikel diatas bisa bermanfaat dan menambah wawasan kamu ya. Selamat membaca dan terima kasih.