((( Tugas Perakitan Perangkat Keras #cipshet )))
Chipset merupakan IC ukuran kecil yang pada komputer merupakan layaknya “polisi lalu lintas” pada papan induk (motherboard), mengarahkan aliran data dan menentukan peranti apa yang didukung oleh Personal Komputer (PC).
Sebuah chipset mengarahkan data dari CPU ke Chipset. Sedangkan Chipset dibagi menjadi dua bagian komponen utama yaitu, Northbridge dan Southbridge. Northbridge mengatur Chace memori, Memori Utama, Host Bus dan Slot PCI ekspansi. Sedangkan Soutbridge mengatur ISA Bus, dan menjembatani antara ISA Bus dan PCI Bus, mengatur dan mengontrol I/O port dan slot IDE. Chipset juga menentukan kecepatan dari front-side bus, bus memory dan bus grafis, serta kapasitikipeas dan tipe memori yang di dukung motherboard. Selain itu pula, chipset mengarahkan aliran data melalui bus PCI, drive IDE dan port I/O serta menentukan standar IDE juga tipe port yang didukung oleh sistem.
Chipset
Chipset merupakan Chip (kumpulan IC) yang biasanya ada di Motherboard. Chipset ini mengkoordinasikan hubungan atau kerja antar berbagai komponen di motherboard. Biasanya terdapat 2 chipset di Motherboard, yaitu notrhbridge dan southbridge.
Chipset Northbridge menghubungkan komponen seperti CPU/Processor, RAM (Memori) dan VGA (Kartu grafik), sedangkan southbridge menghubungkan beberapa komponen seperti PCI, Ethernet, USB, Audio dan lainnya yang biasanya lebih lambat.
Meskipun menjadi satu dengan motherboard, perusahaan pembuat chipset biasanya tidak sama dengan mothrboard. Sehingga kita bisa download chipset langsung dari perusahaan pembuat Chipset tanpa mengenal merk/tipe MOtherboard. Beberapa merk Chipset yang populer adalah NVIDIA, AMD (ATI), VIA, SiS dan Intel.
Melihat fungsinya, jika driver Chipset ini tidak di install, biasanya kinerja komputer menjadi tidak maksimal, misalnya lambat, USB yang seharusnya mendukung kecepatan lebih tinggi (USB 2.0) tetapi hanya mendukung USB 1.0, audio bermasalah dan lainnya. Jika menggunakan Kartu grafik OnBoard, maka tanpa driver chipset, kerja grafis akan menjadi sangat lambat.
Oleh karena itu, setelah menginstall Sistem operasi, maka sebaiknya yang di install pertama kali adalah Driver Chipset ini. Dan biasanya bisa kita temukan pada CD Driver yang disertakan ketika membeli Motherboard/komputer.
Jenis Chipset Mother Board dan Fungsinya ;
Secara fisik, chipset berupa sekumpulan IC kecil atau chips yang dirancang untuk bekerjasama dan memiliki fungsi-fungsi tertentu. Pada sistem hardware komputer, chipset ini bisa terdapat pada motherboard, card-card (kartu-kartu) ekspansi, misalnya pada kartu grafis (video card), atau pada peralatan komputer lainnya. Fungsi chipset pada motherboard tidak sama dengan chipset pada kartu-kartu ekspansi. Begitu pula fungsi chipset pada peralatan komputer lainnya. Masing-masing memiliki fungsi sendiri yang bersifat spesifik. Chipset sebenarnya tidak selalu terdiri dari sekumpulan IC atau sekumpulan chip, kadang-kadang dijumpai hanya terdiri dari sebuah chip saja.
Chipset pada video card berfungsi untuk mengontrol rendering grafik 3 dimensi dan output berupa gambar pada monitor. Sedangkan chipset pada motherboard berfungsi untuk mengontrol input dan output (masukan dan keluaran) yang mendasar pada komputer. Perlu diketahui, bahwa yang dibahas pada bab ini difokuskan pada chipset yang ada pada motherboard, bukan chipset yang ada pada komponen atau perangkat komputer lainnya.
Lebih jelasnya, dapat dikatakan bahwa chipset yang biasa terdapat pada motherboard berfungsi untuk mengatur aliran data dari satu komponen ke komponen lainnya. Misalnya mengarahkan data dari CPU (prosesor) menuju kartu grafis (video card) atau ke sistem memori (RAM), serta mengarahkan aliran data melalui bus PCI, drive IDE dan port I/O. Pada kasus ini, dapat diibaratkan bahwa chipset seakan-akan berfungsi sebagai ‘polisi lalu lintas’ pengatur aliran data pada motherboard di sebuah PC (Personal Computer).
Selain mengatur aliran data, chipset juga ikut menentukan piranti apa saja yang dapat didukung oleh PC tersebut, serta turut menentukan kecepatan FSB (Front Side Bus), bus memori, bus grafis, kapasitas serta tipe memori yang dapat didukung oleh motherboard yang bersangkutan, dan menentukan standart IDE, juga tipe port yang didukung oleh sistem.
Sebenarnya, lebih detail lagi dapat dijelaskan bahwa chipset tradisional pada motherboard terdiri dari dua bagian, yaitu northbridge dan southbridge. Tugas-tugas umum chipset seperti yang telah dijelaskan tadi, dibagi kepada kedua bagian chipset tersebut. Masing-masing bagian chipset (northbridge atau southbridge) mempunyai tugas sendiri-sendiri yang bersifat spesifik dan bekerja sesuai fungsinya.
Asal mula istilah northbridge dan southbridge
Pemunculan istilah northbridge dan southbridge berawal dari kebiasaan dalam menggambar suatu bagan atau peta tentang arsitektur suatu komponen. CPU biasanya diletakkan pada bagian atas (puncak) bagan. Pada suatu peta, bagian atas selalu identik dengan arah utara. CPU kemudian dihubungkan dengan chipset melalui fast bridge atau jalur penghubung cepat yang menyambung langsung di bagian atas unit chipset. Itulah sebabnya bagian yang langsung berhubungan dengan CPU tersebut disebut northbridge. Northbridge ini kemudian dihubungkan dengan bagian bawah unit chipset melalui slow bridge atau jalur penghubung yang lebih lambat. Unit chipset bagian bawah ini kemudian disebut southbridge. Jika bagian atas menyimbolkan arah utara, dengan sendirinya bagian bawah menyimbolkan arah selatan. Itulah sebabnya disebut dengan istilah southbridge.
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.
Teknologi Pembuatannya :
Setelah memperoleh mentahan dari pasir dan memisahkan silikonnya, materiil yang kelebihan dibuang. Lalu, silikon dimurnikan secara bertahap hingga mencapai kualitas ‘semiconductor manufacturing quality’, atau biasa disebut ‘electronic grade silicon’. Pemurnian ini menghasilkan sesuatu yang sangat dahsyat dimana ‘electronic grade silicon’ hanya boleh memiliki satu ‘alien atom’ di tiap satu milyar atom silikon. Setelah tahap pemurnian silikon selesai, silikon memasuki fase peleburan. Dari gambar di atas, kita bisa melihat bagaimana kristal yang berukuran besar muncul dari silikon yang dileburkan. Hasilnya adalah kristal tunggal yang disebut ‘Ingot’.
Kristal tunggal ‘Ingot’ ini terbentuk dari ‘electronic grade silicon’. Besar satu buah ‘Ingot’ kira-kira 100 Kilogram atau 220 pounds, dan memiliki tingkat kemurnian silikon hingga 99,9999 persen.
Setelah itu, ‘Ingot’ memasuki tahap pengirisan. ‘Ingot’ di iris tipis hingga menghasilkan ‘silicon discs’, yang disebut dengan ‘Wafers’. Beberapa ‘Ingot’ dapat berdiri hingga 5 kaki. ‘Ingot’ juga memiliki ukuran diameter yang berbeda tergantung seberapa besar ukuran ‘Wafers’ yang diperlukan. CPU jaman sekarang biasanya membutuhkan ‘Wafers’ dengan ukuran 300 mm.
Setelah diiris, ‘Wafers’ dipoles hingga benar-benar mulus sempurna, permukaannya menjadi seperti cermin yang sangat-sangat halus. Kenyataannya, Intel tidak memproduksi sendiri ‘Ingots’ dan ‘Wafers’, melainkan Intel membelinya dari perusahaan ‘third-party’. Processor Intel dengan teknologi 45nm, menggunakan ‘Wafers’ dengan ukuran 300mm (12 inch), sedangkan saat pertama kali Intel membuat Chip, Intel menggunakan ‘Wafers’ dengan ukuran 50mm (2 inch).
Cairan biru seperti yang terlihat pada gambar di atas, adalah ‘Photo Resist’ seperti yang digunakan pada ‘Film’ pada fotografi. ‘Wafers’ diputar dalam tahap ini supaya lapisannya dapat merata halus dan tipis.
Di dalam fase ini, ‘Photo Resist’ disinari cahaya ‘Ultra Violet’. Reaksi kimia yang terjadi dalam proses ini mirip dengan ‘Film’ kamera yang terjadi pada saat kita menekan shutter (Jepret!).
Daerah paling kuat atau tahan di ‘Wafer’ menjadi fleksibel dan rapuh akibat efek dari sinar ‘Ultra Violet’. Pencahayaan menjadi berhasil dengan menggunakan pelindung yang berfungsi seperti stensil. Saat disinari sinar ‘Ultra Violet’, lapisan pelindung membuat pola sirkuit. Di dalam pembuatan Processor, sangat penting dan utama untuk mengulangi proses ini berulang-ulang hingga lapisan-lapisannya berada di atas lapisan bawahnya, begitu seterusnya.
Lensa di tengah berfungsi untuk mengecilkan cahaya menjadi sebuah fokus yang berukuran kecil.
Dari gambar di atas, kita dapat gambaran bagaimana jika satu buah ‘Transistor’ kita lihat dengan mata telanjang. Transistor berfungsi seperti saklar, mengendalikan aliran arus listrik di dalam ‘Chip’ komputer. Peneliti Intel telah mengembangkan transistor menjadi sangat kecil sehingga sekitar 30 juta ‘Transistor’ dapat menancap di ujung ‘Pin’.
Setelah disinari sinar ‘Ultra Violet’, bidang ‘Photo Resist’ benar-benar hancur lebur. Gambar di atas menampakan pola ‘Photo Resist’ yang tercipta dari lapisan pelindung. Pola ini merupakan awal dari ‘transistors’, ‘interconnects’, dan hal yang berhubungan dengan listrik berawal dari sini.
Meskipun bidangnya hancur, lapisan ‘Photo Resist’ masih melindungi materiil ‘Wafer’ sehingga tidak akan tersketsa. Bagian yang tidak terlindungi akan disketsa dengan bahan kimia.
Setelah tersketsa, lapisan ‘Photo Resist’ diangkat dan bentuk yang diinginkan menjadi tampak.
‘Photo Resist’ kembali digunakan dan disinari dengan sinar ‘Ultra Violet’. ‘Photo Resist’ yang tersinari kemudian dicuci dahulu sebelum melangkah ke tahap selanjutnya, proses pencucian ini dinamakan ‘Ion Doping’, proses dimana partikel ion ditabrakan ke ‘Wafer’, sehingga sifat kimia silikon dirubah, agar CPU dapat mengkontrol arus listrik.
Melalui proses yang dinamakan ‘Ion Implantation’ (bagian dari proses Ion Doping) daerah silikon pada ‘Wafers’ ditembak oleh ion. Ion ditanamkan di silikon supaya merubah daya antar silikon dengan listrik. Ion didorong ke permukaan ‘Wafer’ dengan kecepatan tinggi. Medan listrik melajukan ion dengan kecepatan lebih dari 300,000 Km/jam (sekitar 185,000 mph)
Setelah ion ditanamkan, ‘Photo Resist’ diangkat, dan materiil yang bewarna hijau pada gambar sekarang sudah tertanam ‘Alien Atoms’
Transistor ini sudah hampir selesai. Tiga lubang telah tersketsa di lapisan isolasi (warna ungu kemerahan) yang berada di atas transistor. Tiga lubang ini akan diisi dengan tembaga, yang berfungsi untuk menghubungkan transistor ini dengan transistor lain.
‘Wafers’ memasuki tahap ‘copper sulphate solution’ pada tingkat ini. Ion tembaga disimpan ke dalam transistor melalui proses yang dinamakan ‘Electroplating’. Ion tembaga berjalan dari terminal positif (anode) menuju terminal negatif (cathode).
Ion tembaga telah menjadi lapisan tipis di permukaan ‘Wafers’.
Materiil yang kelebihan dihaluskan, meninggalkan lapisan tembaga yang sangat tipis.
Nah udah mulai ribet. Banyak lapisan logam dibuat untuk saling menghubungkan bermacam-macam transistors. Bagaimana rangkaian hubungan ini disambungkan, itu ditentukan oleh teknik arsitektur dan desain tim yang mengembangkan kemampuan masing-masing processor. Dimana chip komputer terlihat sangat datar, sebenarnya memiliki lebih dari 20 lapisan untuk membuat sirkuit yang kompleks. Jika kamu melihat dengan kaca pembesar, kamu akan melihat jaringan bentuk sirkuit yang rumit, dan transistors yang terlihat futuristik, ‘Multi-Layered Highway System’.
Ini hanya contoh super kecil dari ‘Wafer’ yang akan melalui tahap test kemampuan pertama. Di tahapan ini, sebuah pola test dikirimkan ke tiap-tiap chip, lalu respon dari chip akan dimonitor dan dibandingkan dengan ‘The Right Answer’.
Setelah hasil test menunjukan bahwa ‘Wafer’ lulus, ‘Wafer’ dipotong menjadi sebuah bagian yang disebut ‘Dies’. Coba juragan lihat, proses yang bener-bener ribet tadi ternyata hasilnya kecil doank. Pada gambar paling kiri itu ada 6 kelompok ‘Wafer’, pada gambar kanannya udah berapa ‘Wafer’ tuh !?!?
‘Dies’ yang lulus test, akan diikutkan ke tahap selanjutnya yaitu ‘Packaging’. ‘Dies’ yang tidak lulus, dibuang dengan percumanya T_T. Ada hal yang lucu beberapa tahun lalu, Intel membuat kunci dari ‘Dies’ yang tidak lulus ini ^^. Ada EBAYnya lho, ayo juragan yang tertarik beli, soalnya tinggal 4..
Ini adalah gambar satu ‘Die’, yang tadinya dipotong pada proses sebelumnya. ‘Die’ pada gambar ini adalah ‘Die’ dari Intel Core i7 Processor.
Lapisan bawah, ‘Die’, dan ‘Heatspreader’ dipasang bersama untuk membentuk ‘Processor’. Lapisan hijau yang bawah, digunakan untuk membentuk listrik dan ‘Mechanical Interface’ untuk Processor supaya dapat berinteraksi dengan sistem PC. ‘Heatspreader’ adalah ‘Thermal Interface’ dimana solusi pendinginan diterapkan, sehingga Processor dapat tetap dingin dalam beroperasi.
‘Microprocessor’ adalah produk terkompleks di dunia ini. Faktanya, untuk membuatnya memerlukan ratusan tahap dan yang kita uraikan sebelumnya hanyalah yang penting saja.
Selama tes terakhir untuk Processor, Processor di tes karakteristiknya, seperti penggunaan daya dan frekwensi maksimumnya.
Berdasarkan hasil test sebelumnya, Processor dikelompokan dengan Processor yang memiliki kemampuan sama. Proses ini dinamakan dengan ‘Binning’, ‘Binning’ ditentukan dari frekwensi maksimum Processor, kemudian tumpukan Processor dibagi dan dijual sesuai dengan spesifikasi stabilnya.
afreee13 