Dari NES ke PS5: Evolusi Arsitektur Grafis Konsol dan Pelajaran bagi Industri Chip Lokal
Baca dalam 60 detik
- Konsol generasi awal mengandalkan chip fixed-function seperti Ricoh 2C02 di NES yang bekerja tanpa kode program, hanya mengubah tile dari kartrid menjadi sinyal TV per scanline.
- Xbox pertama pada 2001 menjadi titik balik ketika Microsoft menyematkan GPU NVIDIA berbasis GeForce 3, memperkenalkan shader yang dapat diprogram dan mengubah lanskap desain konsol.
- Perjalanan dari chip kustom ke arsitektur PC-style—yang mencapai puncaknya pada PS5 dan Xbox Series X dengan APU AMD—menunjukkan bahwa efisiensi biaya dan skalabilitas mengalahkan desain eksklusif.
Selama lebih dari dua dekade, konsol game mengandalkan chip grafis khusus yang dirancang untuk tugas tunggal: mengubah data dari kartrid menjadi sinyal televisi. Baru pada November 2001, Microsoft mematahkan tradisi itu dengan menyematkan prosesor Intel Pentium III dan chip grafis NVIDIA—yang berbasis GeForce 3—ke dalam Xbox perdana. Langkah tersebut bukan sekadar peningkatan spesifikasi, melainkan awal mula konsol mengadopsi arsitektur PC yang kita kenal sekarang.
Sebelum era itu, setiap konsol memiliki chip gambar yang berbeda dan tidak bisa menjalankan kode program. Nintendo Entertainment System (NES), misalnya, menggunakan Ricoh 2C02 Picture Processing Unit. Chip ini hanya mengambil pola tile dari kartrid dan beberapa tabel dari memori, lalu menyusunnya menjadi sinyal TV baris demi baris. Keterbatasan ini menjelaskan mengapa dalam Super Mario Bros., Goomba yang berbaris terlalu banyak akan berkedip—chip hanya sanggup menangani delapan sprite per scanline, dan sisanya dibuang atau digilir.
Arsitektur fixed-function semacam itu juga diterapkan pada Atari 2600, yang bahkan membebankan tugas grafis ke CPU karena chip Television Interface Adaptor-nya tidak memiliki frame buffer. Lebih ekstrem lagi, Magnavox Odyssey (1972) sama sekali tidak punya prosesor atau memori; gambar titik dan garis dihasilkan oleh rangkaian logika dioda-transistor diskret. Semua mesin ini dirancang untuk CRT, yang menjadi alasan mengapa game retro terlihat lebih baik di TV tabung.
Memasuki era 3D, pembagian tugas antar chip menjadi lazim. Sony PlayStation 2, yang diperkenalkan pada Maret 1999, memisahkan CPU Emotion Engine buatan Toshiba dan chip grafis Graphics Synthesizer. Uniknya, Graphics Synthesizer tidak melakukan kalkulasi geometri; tugas itu diserahkan kepada dua unit vektor di Emotion Engine. Menurut para insinyur Sony dan Toshiba, satu unit vektor mampu memproses 85 juta transformasi per detik. Pola berbagi beban ini juga terlihat pada konsol 3D awal lainnya, meski implementasinya berbeda-beda.
"Desain chip grafis dari nol untuk konsol akhirnya tidak lagi masuk akal ketika arsitektur GPU off-the-shelf sudah cocok dengan anggaran konsol," demikian inti argumen yang muncul dari perjalanan sejarah ini.
Menariknya, Sony sudah memakai istilah GPU untuk chip grafis PlayStation 1994 rancangan Toshiba—lima tahun sebelum NVIDIA memasarkan GeForce 256 sebagai "GPU pertama di dunia." Namun definisi GPU modern sebagai chip yang menjalankan program kecil buatan pengembang baru muncul pada GeForce 3 (2001). Kesepakatan NVIDIA-Microsoft ditandatangani Maret 2000, dan lima hari kemudian Bill Gates mengumumkan Xbox. Konsol ini resmi dijual November 2001 dengan prosesor Intel, GPU kustom NVIDIA, 64MB memori bersama, dan hard drive 8GB.
Transisi ke perangkat PC-style tidak terjadi sekaligus. Nintendo GameCube yang rilis bersamaan tetap memakai prosesor PowerPC IBM, dan selama satu dekade berikutnya hampir semua konsol utama—Xbox 360, PS3, Wii, Wii U—mengandalkan arsitektur PowerPC. Sisi grafis memang sudah mengadopsi chip PC (ATI untuk Xbox 360, NVIDIA untuk PS3), tetapi CPU-nya masih khas konsol. Baru pada 2013, PS4 beralih ke delapan inti AMD dan desain grafis dari kartu Radeon. PS5 dan Xbox Series X kini menyatukan CPU dan GPU dalam satu chip AMD.
Bagi Indonesia, pelajaran ini relevan. Industri chip lokal yang tengah dirintis—seperti desain semikonduktor untuk IoT dan otomotif—dapat mengambil inspirasi dari pergeseran strategi konsol: pada akhirnya, adopsi arsitektur yang sudah terbukti dan ekonomis mengalahkan keinginan menciptakan segalanya dari nol. Kolaborasi lintas negara, seperti yang dilakukan Sony-Toshiba-IBM atau Microsoft-NVIDIA, menjadi kunci percepatan inovasi.
Ke depan, pertanyaannya bukan lagi apakah konsol akan terus memakai komponen PC, melainkan seberapa jauh integrasi chip khusus—misalnya untuk ray tracing atau AI—akan mengubah definisi "konsol" itu sendiri. Jika sejarah menjadi panduan, solusi yang paling efisien dan terbuka bagi pengembang akan selalu menang.
