PAPUA — Konsol generasi awal seperti NES dan Atari 2600 mengandalkan chip grafis fixed-function untuk menampilkan gambar, jauh sebelum GPU modern bisa menjalankan program sendiri. Chip seperti Ricoh 2C02 di NES bekerja membaca tile dari kartrid dan lookup table dari memori, lalu mengubahnya jadi sinyal TV baris per baris. Perubahan besar baru terjadi pada November 2001, saat Xbox membawa GPU berbasis GeForce 3 ke dunia konsol.
Perjalanan grafis konsol selama lebih dari dua dekade bertumpu pada chip khusus yang tugasnya cuma menggambar, bukan menghitung. Chip-chip ini tidak bisa menjalankan kode program, sehingga pengembang harus bekerja dalam batasan ketat yang sudah ditentukan pabrikan.
Di NES, chip yang bertanggung jawab adalah Ricoh 2C02 Picture Processing Unit. Chip ini mengambil artwork tile dari kartrid dan beberapa lookup table dari memori, lalu mengubahnya menjadi sinyal TV satu scanline demi satu scanline.
Sprite dan Scanline: Batasan yang Membentuk Tampilan Game
Ricoh 2C02 bekerja dengan memori sekitar 10kB. Rinciannya, sekitar 8kB tile shapes tersimpan di kartrid dan 2kB RAM di konsol menampung satu atau dua background map.
Di dalam chip ada memori kecil terpisah yang melacak posisi, bentuk, dan orientasi hingga 64 sprite. Output-nya 256x240 piksel, disusun dari tile berukuran 8x8.
Saat berkas elektron TV CRT menyapu tiap baris layar, 2C02 menentukan tile 8x8 mana yang berada di posisi tertentu. Chip lalu mencocokkannya dengan sprite yang ada di baris itu dan memutuskan piksel mana yang ditampilkan.
Proses ini berjalan sinkron dengan berkas elektron, sehingga CPU tidak bisa menulis ulang gambar dengan aman saat sedang digambar. Inilah asal muasal kedipan sprite ketika terlalu banyak karakter muncul di satu baris yang sama.
Atari 2600 sampai Magnavox Odyssey: Beban Grafis di Tangan CPU
Berbeda dari NES, Atari 2600 justru membebankan urusan grafis ke CPU. Television Interface Adaptor di konsol ini tidak punya frame buffer, sehingga prosesor harus memasok nilai baru ke chip untuk setiap scanline yang digambar.
Lebih ekstrem lagi, Magnavox Odyssey pada 1972 tidak punya prosesor maupun memori sama sekali. Konsol ini menggambar titik dan garis memakai logika diode-transistor diskret.
Semua mesin ini dirancang mengelilingi TV CRT, yang jadi salah satu alasan game retro tampil lebih baik di TV tabung lawas.
PlayStation 2 dan Pembagian Beban di Chip Kustom
Sony memamerkan chip PS2 pada Maret 1999. CPU-nya bernama Emotion Engine, desain 128-bit yang dikembangkan bersama Toshiba, sementara urusan grafis diserahkan ke chip terpisah bernama Graphics Synthesizer.
Di konsol final, kedua chip berjalan sekitar 295 MHz dan 147 MHz. Graphics Synthesizer tidak mengerjakan geometri sama sekali.
Saat sebuah segitiga mencapai chip ini, posisinya di frame sudah final, dan chip hanya perlu mengisinya dengan warna dan tekstur. Pekerjaan geometri terjadi di Emotion Engine, di dua vector unit.
CPU bisa memberi VU0 tugas sampingan, sedangkan VU1 kebanyakan menjalankan transformasi 3D yang mengubah model game jadi segitiga di layar. Insinyur Sony dan Toshiba menyebut satu vector unit mampu menangani 85 juta transformasi per detik.
Menariknya, Sony sudah memakai istilah GPU untuk chip grafis rancangan Toshiba di PlayStation 1994. Itu lima tahun sebelum NVIDIA memasarkan GeForce 256 sebagai GPU pertama di dunia.
Definisi kerja GPU modern, yakni chip yang menjalankan program kecil tulisan game, baru muncul bersama GeForce 3 pada awal 2001.
Xbox Original dan Standar Baru Perangkat Keras Konsol
NVIDIA dan Microsoft meneken kesepakatan Xbox pada Maret 2000. Lima hari kemudian, Bill Gates naik panggung dan mengumumkan konsol tersebut.
Xbox memakai prosesor kelas Intel Pentium III, prosesor grafis kustom NVIDIA, memori 64MB yang dipakai bersama, dan hard drive 8GB. Kotak finalnya diperkenalkan di CES 2001 dan mulai dijual November tahun itu.
Perpindahan konsol ke perangkat keras bergaya PC tidak terjadi sekaligus. Nintendo GameCube meluncur di bulan yang sama dengan prosesor PowerPC dari IBM, dan setiap konsol utama memakai chip itu selama satu dekade berikutnya.
Xbox 360 meninggalkan Intel demi tiga inti PowerPC dari IBM pada 2005. Chip Cell di PS3 dibangun Sony, Toshiba, dan IBM di sekitar inti PowerPC, sementara Wii dan Wii U memakai versi update chip IBM milik GameCube.
Sisi grafis sudah lebih dulu bergaya PC lewat chip ATI di Xbox 360 dan NVIDIA di PS3, tapi sisi prosesor belum. Perubahan itu baru terjadi pada 2013, ketika PS4 beralih ke delapan inti prosesor AMD dan GPU terintegrasi.
Bagi penggemar sejarah teknologi, rentang 1972 hingga 2013 memperlihatkan bagaimana konsol bergerak dari chip fixed-function yang kaku menuju arsitektur PC yang fleksibel. Pemain yang tumbuh dengan NES atau Atari 2600 kini bisa memahami mengapa kedipan sprite dan warna terbatas dulu bukan sekadar pilihan desain, melainkan konsekuensi langsung dari chip yang dipakai.
