PENDAHULUAN
Graphic Processing Unit (GPU) adalah sebuah
sirkuit khusus yang digunakan untuk memroses gambar menjadi suatu tampilan.
Pada GPU ini dilakukan proses rendering atau pemrosesan output berupa visual yang
nantinya akan ditampilkan di monitor. GPU merupakan sebuah Chip yang ditanamkan
pada sebauh graphic card atau
tertanam langsung pada motherboard.
Sering kali kita menemukan beberapa masalah ketika memainkan
game dan tampilan game tersebut tersendat-sendat dan tidak
dapat menampilkan gambar yang seharusnya. Permasalahannya adalah graphic card yang tidak sesuai dengan
kebutuhan game yang kita mainkan atau onboard
pada motherboard. Salah satu solusi
untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah dengan mengganti graphic card dengan tipe yang
terbaru sehingga sesuai dengan spesifikasi game yang dimainkan.
Graphic card ini sendiri terdiri dari dua jenis. Yang pertama adalah graphic card on-board yang mana sudah
disediakan oleh vendor pembuat motherboard dimana chip untuk GPU-nya sudah
tertanamkan. Jenis kedua merupakan graphic
card add-on yang mana merupakan graphic
card tambahan dan terpisah dari motherboard yang sudah ada. Chip pada graphic card inilah yang sering kita dengar dengan nama GeForce, Radeon, dan lain sebagainya. Masing-masing graphic card tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan.
Pada graphic card onboard, dikarenakan
sudah menjadi satu dengan motherboard maka dapat dipastikan tidak akan
terjadi trouble shoot ketika
digunakan. Sedangkan kelemahannya adalah tidak adanya memori pada graphic card on board dikarenakan
dishare dengan RAM/memori pada PC tersebut.
Hal ini yang menyebabkan memori RAM juga ikut
digunakan untuk penyimpanan hasil pemrosesan dari graphic card, sehingga kinerja komputer pun akan berkurang pula.
Pada graphic card add on, kelebihannya
sudah pasti mempunyai memori sendiri sehingga tidak perlu memakan memori RAM pada
CPU. Dengan adanya memori sendiri ini, graphic
card dapat melakukan proses rendering
yang berat tanpa mengganggu kinerja CPU. Kelemahan dari graphic card add on ini adalah dibutuhkannya supply tenaga
listrik yang cukup besar sehingga apabila power
supply tidak mencukupi maka harus diganti dengan power supply baru yang cukup mahal harganya. Pengaruh graphic card terhadap sistem
komputer dan aplikasinya dapat diambil contoh ketika kita sedang bermain game.
Pada saat bermain game, terdapat opsi untuk memilih
kualitas dari gambar game tersebut. Dapat dirasakan bahwa ketika kita memilih
kualitas gambar yang paling tinggi, maka kinerja komputer menjadi semakin
lambat. Sebaliknya, ketika kita mengambil kualitas gambar yang paling rendah,
maka kinerja komputer tidak akan selambat ketika kualitasnya yang terbaik. Oleh
karena itu, pemilihan kualitas gambar harus disesuaikan oleh kemampuan komputer,
sehingga dapat dicapai kondisi optimal ketika kualitas gambar dan kinerja
komputer cukup bagus.
Seiring dengan perkembangan
teknologi dan semakin besarnya kebutuhan manusia, kartu grafis juga mengalami
perkembangan mulai dari ukuran, kapasitas, konsumsi energi, teknologi serta
penerapannya. Tingginya kebutuhan akan grafis, GPU yang dulu hanya diterapkan
pada komputer desktop atau laptop, kini dapat ditemukan pada perangkat
elektronik lain, misalnya handphone, PDA, iPod dan perangkat mobile lain.
Teknologi diciptakan untuk memudahkan pekerjaan manusia, begitu pula dengan
GPU. Penerapannya mengalami perkembangan untuk memenuhi kebutuhan manusia yang
lain. Tidak lagi hanya untuk memproses grafis saja, namun juga diharapkan dapat
memenuhi kebutuhan lain yang diinginkan. Misalnya GPU juga dapat memproses
seperti layaknya sebuah prosesor, mengeluarkan hasil, bahkan sampai memprediksi
suatu keadaan.
Pada bidang kedokteran, GPU
digunakan pada peralatan CAT scan (CT), selain mampu menampilkan bentuk dada
wanita secara tiga dimensi, GPU dapat mengecek lapisan per lapisan dada
tersebut untuk mengecek apakah terdapat kanker. Bahkan sebelum si pasien keluar
dari ruangan, GPU dapat mengeluarkan hasil pemeriksaan serta pengobatannya
secara real time tanpa harus menunggu hasil dari dokter. Pada bidang militer,
GPU digunakan pada kokpit pesawat tempur Raptor sebagai navigator yang dapat
melihat suatu daerah secara tiga dimensi. Industri perfilman sebagian besar
juga bergantung pada GPU. Hal ini dikarenakan film dengan visual efek yang
mengagumkan, harus membutuhkan GPU yang paling mutakhir. Para pembuat film
mampu meyakinkan para penonton dengan adegan-adegan yang tidak mungkin menjadi
kenyataan. Dalam bidang energi, GPU dapat memetakan secara tiga dimensi
daerah-daerah yang berpotensi menghasilkan minyak. Dan mungkin masih banyak
lagi kegunaan GPU selain sebagai perangkat pengolah grafis.
CARA KERJA GPU
Saat GPU menerima raw data, serangkaian proses panjang dimulai dan
diakhiri dengan memunculkan gambar di layar perangkat. 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.
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.
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.
Apabila gambar yang akan
dilihat anda (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 pixel. 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 obyek yang dibentuk oleh tekstur dapat terlihat bagus dari depan, namun terlihat datar saja dari samping. Anisotrophic filtering, yang juga ditempatkan dalam tekstur units, berfungsi agar teksture yang sudah terdistorsi secara perspektif dapat ditampilkan secara tajam dari kejauhan.
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 obyek yang dibentuk oleh tekstur dapat terlihat bagus dari depan, namun terlihat datar saja dari samping. Anisotrophic filtering, yang juga ditempatkan dalam tekstur units, berfungsi agar teksture yang sudah terdistorsi secara perspektif dapat ditampilkan secara tajam dari kejauhan.
GPU PADA PERANGKAT ANDROID
GPU memiliki peranan penting pada perangkat
android, karena GPU yang mengatur kinerja grafis pada ponsel android. Jika di
PC/Komputer peranannya mirip dengan VGA (Video Graphic Adapter). Untuk pengguna
Android yang menyukai game yang memiliki kualitas HD (High Devinition) atau
memainkan Video dengan kualitas yang baik, maka yang perlu di ketahui adalah
pemilihan GPU yang terpasang pada perangkat Android.
Berikut ini adalah beberapa Jenis GPU yang dapat di
gunakan pada perangkat Android :
1. GPU Andreno pasangan prosesor QUALCOMM
Pada seri andreno yang merupakan buatan dari
perusahaan ATI yang merupakan bagian dari perusahaan AMD, yang keluar sekitar
tahun 2002. Pada tahun 2008 di jual ke perusahaan terkemuka yaitu Qualcomm, dan
sekarang ATI/AMD hanya mensupport arsitektur dan pengembangannya.
2. PowerVR
Seri ini merupakan buatan video logic, tapi seiring
dominasi dari perusahaan seperti ATI dan NVIDIA kini video logic hanya bermain
di GPU mobile gadget. PowerVR tidak lagi dibentuk dalam produk jadi tapi hanya
dijual berupa draft arsitekturnya lalu di jual lisensinya.
3. Mali
GPU mali buatan dari ARM. GPU mali beredar dan
digunakan pada HDTV, Game Console (PS3), juga smartphone. Jadi performa dari
GPU mali tidak bisa kita remehkan.
4. NVIDIA TEGRA
Tegra merupakan buatan dari NVIDIA yang diedarkan
untuk smartphone maupun PDA. Seri Geforce ULP (Ultra Low Power) merupakan GPU
yang menjadi bagian dari SoC (Sistem on Chip) Tegra 2.
5.Video Core Broadcomm
Video Core adalah buatan dari Alphamosaic Ltd yang
kini dimiliki oleh Broadcomm.
Kinerja GPU sudah pasti dipengaruhi oleh prosesor,
jadi sebelum menggunakan perangkat android perlu juga mengetahui jenis prosesor
yang tertanam di device android apakah ARMv7/ARMv6/ARMv5. Dimana ARMv7 pasti
lebih baik dibanding versi sebelumnya.
KESIMPULAN
Saat ini perangkat GPU bukan hanya di pergunakan pada Personal Komputer, dimana dipergunakan untuk proses rendering dan modelling pada film animasi 3D, tetapi sudah merambah pada perangkat gadget / smart phone, bahkan gpu jga sudah dipergunakan dalam bidang kedokteran dan militer.
DAFTAR PUSTAKA
1. Advances in GPU-based Image
Processing and Computer Vision, James Fung, Nvidia, 2009
2. Graphics and Computing GPUs, John Nickolls - Director
of Architecture NVIDIA, David Kirk - Chief Scientist NVIDIA
3. INTRODUCTION TO COMPUTER
GRAPHICS, Andries van Dam, 2012
4. http://aliemw.blogspot.com/2013/06/jenis-jenis-gpu-smartphone-android.html
5. http://jangandibaca.wordpress.com/2009/04/13/pengaruhdampak-kartu-grafis/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar