Komputasi
Komputasi
paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara
bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara
bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar,
baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri
keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi
yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk
menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika
komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.
Untuk melakukan
berbagai jenis komputasi paralel diperlukan infrastruktur mesin paralel yang
terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan
mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk digunakan
perangkat lunak pendukung yang biasa disebut middleware yang berperan mengatur
distribusi antar titik dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus
membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi. Salah satu
middleware yang asli dikembangkan di Indonesia adalah OpenPC yang
dipelopori oleh GFTK LIPI dan diimplementasikan di LIPI Public Center.
Pemrograman
Paralel sendiri adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan
eksekusi perintah/operasi secara bersamaan. Bila komputer yang
digunakan secara bersamaan tersebut dilakukan
oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam satu
jaringan komputer, biasanya disebut sistem terdistribusi. Bahasa
pemrograman yang populer digunakan dalam pemrograman paralel adalah MPI (Message
Passing Interface) dan PVM (Parallel Virtual Machine).
Yang perlu diingat
adalah komputasi paralel berbeda dengan multitasking. Pengertian multitasking
adalah komputer dengan processor tunggal mengeksekusi beberapa tugas secara
bersamaan. Walaupun beberapa orang yang bergelut di bidang sistem operasi
beranggapan bahwa komputer tunggal tidak bisa melakukan beberapa pekerjaan
sekaligus, melainkan proses penjadwalan yang berlakukan pada sistem operasi
membuat komputer seperti mengerjakan tugas secara bersamaan. Sedangkan
komputasi paralel sudah dijelaskan sebelumnya, bahwa komputasi paralel
menggunakan beberapa processor atau komputer. Selain itu komputasi paralel
tidak menggunakan arsitektur Von Neumann.
Untuk lebih
memperjelas lebih dalam mengenai perbedaan komputasi tunggal (menggunakan 1
processor) dengan komputasi paralel (menggunakan beberapa processor), maka kita
harus mengetahui terlebih dahulu pengertian mengenai model dari komputasi. Ada
4 model komputasi yang digunakan, yaitu:
SIMD
SIMD
MISD
MIMD
SISD
Yang merupakan
singkatan dari Single Instruction, Single Data adalah satu-satunya yang
menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan pada model ini hanya
digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa dikatakan sebagai
model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya merupakan
komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa contoh komputer
yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP
1.
SIMD
Yang merupakan
singkatan dari Single Instruction, Multiple Data. SIMD menggunakan banyak
processor dengan instruksi yang sama, namun setiap processor mengolah data yang
berbeda. Sebagai contoh kita ingin mencari angka 27 pada deretan angka yang
terdiri dari 100 angka, dan kita menggunakan 5 processor. Pada setiap processor
kita menggunakan algoritma atau perintah yang sama, namun data yang diproses
berbeda. Misalnya processor 1 mengolah data dari deretan / urutan pertama
hingga urutan ke 20, processor 2 mengolah data dari urutan 21 sampai urutan 40,
begitu pun untuk processor-processor yang lain. Beberapa contoh komputer yang
menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP,
Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU).
MISD
Yang merupakan
singkatan dari Multiple Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak
processor dengan setiap processor menggunakan instruksi yang berbeda namun
mengolah data yang sama. Hal ini merupakan kebalikan dari model SIMD. Untuk
contoh, kita bisa menggunakan kasus yang sama pada contoh model SIMD namun cara
penyelesaian yang berbeda. Pada MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga,
keempat dan kelima sama-sama mengolah data dari urutan 1-100, namun algoritma
yang digunakan untuk teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai
saat ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD.
MIMD
Yang merupakan
singkatan dari Multiple Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyak
processor dengan setiap processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah
data yang berbeda. Namun banyak komputer yang menggunakan model MIMD juga
memasukkan komponen untuk model SIMD. Beberapa komputer yang menggunakan model
MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray
XT3 dan IBM BG/L.
Singkatnya untuk
perbedaan antara komputasi tunggal dengan komputasi paralel, bisa digambarkan
pada gambar di bawah ini:
Penyelesaian
Sebuah Masalah pada Komputasi Tunggal
Penyelesaian
Sebuah Masalah pada Komputasi Paralel
Dari perbedaan
kedua gambar di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa kinerja komputasi paralel
lebih efektif dan dapat menghemat waktu untuk pemrosesan data yang banyak
daripada komputasi tunggal.
Dari
penjelasan-penjelasan di atas, kita bisa mendapatkan jawaban mengapa dan kapan
kita perlu menggunakan komputasi paralel. Jawabannya adalah karena komputasi
paralel jauh lebih menghemat waktu dan sangat efektif ketika kita harus
mengolah data dalam jumlah yang besar. Namun keefektifan akan hilang ketika
kita hanya mengolah data dalam jumlah yang kecil, karena data dengan jumlah
kecil atau sedikit lebih efektif jika kita menggunakan komputasi tunggal.
Sumber artikel :
Komputasi
Setiap jenis
perhitungan atau penggunaan teknologi komputer dalam pengolahan informasi.
Perhitungan adalah proses setelah yang jelas model yang dipahami dan dinyatakan
dalam suatu algoritma, protokol, topologi jaringan , dll Perhitungan juga
merupakan subyek utama dari ilmu komputer : menyelidiki apa yang dapat atau
tidak dapat dilakukan dengan cara komputasi. Perhitungan dapat diklasifikasikan
oleh setidaknya tiga kriteria ortogonal: digital vs analog, sekuensial vs
paralel vs bersamaan, bets vs interaktif. Dalam prakteknya, perhitungan digital
sering digunakan untuk mensimulasikan proses alam (misalnya, perhitungan
Evolusi), termasuk yang lebih alami dijelaskan oleh model analog perhitungan
(misalnya, jaringan syaraf tiruan).
Parallel
Processing
Dalam komputer,
pemrosesan paralel merupakan pengolahan dari Program instruksi dengan membagi
mereka di antara beberapa prosesor dengan tujuan untuk menjalankan program
dalam waktu kurang. Dalam komputer paling awal, hanya satu program berlari pada
suatu waktu. Sebuah program komputasi-intensif yang memakan waktu satu jam
untuk menjalankan dan menyalin Program tape yang mengambil satu jam untuk
menjalankan akan mengambil total dua jam untuk menjalankan. Bentuk awal dari
pemrosesan paralel memungkinkan eksekusi interleaved kedua program
bersama-sama. Komputer akan memulai operasi I / O, dan sementara itu sedang
menunggu operasi untuk menyelesaikan, itu akan mengeksekusi program prosesor-intensif.
Waktu eksekusi total untuk dua pekerjaan akan menjadi sedikit lebih dari satu
jam.
Peningkatan
berikutnya multiprogramming . Dalam sistem multiprogramming, beberapa program
telah dikirim pengguna yang masing-masing diperbolehkan untuk menggunakan
prosesor untuk waktu yang singkat. Untuk pengguna tampak bahwa semua program
yang melaksanakan pada saat yang sama. Masalah pertama muncul pertentangan
sumber daya di sistem ini. Permintaan eksplisit untuk sumber daya menyebabkan
masalah dari kebuntuan . Kompetisi untuk sumber daya pada mesin tanpa
dasi-melanggar instruksi mengarah pada rutin critical section.
Langkah berikutnya
dalam pengolahan paralel adalah pengenalan multiprocessing . Dalam sistem ini,
dua atau lebih prosesor berbagi pekerjaan yang akan dilakukan. Versi awal
memiliki master / slave konfigurasi. Salah satu prosesor (master) diprogram
untuk bertanggung jawab atas semua pekerjaan dalam sistem, yang lain (budak)
dilakukan hanya tugas-tugas itu diberikan oleh master. Pengaturan ini diperlukan
karena tidak kemudian mengerti bagaimana program mesin sehingga mereka bisa
bekerja sama dalam pengelolaan sumber daya sistem.
Konsep komputasi
Parallel Processing
Paralel Processing
adalah kemampuan menjalankan tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan
dijalankan secara simultan atau bersamaan pada sebuah komputer. Secara umum,
ini adalah sebuah teknik dimana sebuah masalah dibagi dalam beberapa masalah
kecil untuk mempercepat proses penyelesaian masalah.
Terdapat dua hukum
yang berlaku dalam sebuah parallel processing. yaitu:
Hukum Amdahl
Amdahl
berpendapat, “Peningkatan kecepatan secara paralel akan menjadi linear,
melipatgandakan kemampuan proses sebuah komputer dan mengurangi separuh dari
waktu proses yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah masalah.”
Hukum Gustafson
Pendapat yang
dikemukakan Gustafson hampir sama dengan Amdahl, tetapi dalam pemikiran
Gustafson, sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atau lebih
mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan faktor
eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan proses tiap-tiap mesin yang
digunakan.
Sumber artikel :
Komentar :
Pada artikel
pertama memiliki kelebihan yakni menampilkan informasi yang lumayan lengkap.
Karena sudah memiliki informasi mengenai pengertian parallel processing dan
juga pengertian komputasi parallel. Selain itu pada artikel pertama juga memuat
informasi mengenai model-model yang terdapat pada parallel processing dan juga
memuat jenis computer apa saja yang cocok digunakan pda tiap-tiap model yang
ada. Lalu kekurangan dari artikel pertama adalah kurang menyertakan informasi
mengenai hokum-hukum parallel processing. Dan juga penjelasan mengenai
komputasi belum ada.
Pada artikel kedua
memiliki kelebihan menampilkan informasi pengertian mengenai komputasi,
parallel processing dan juga sudah memuat hokum-hukum yang terdapat pada
parallel processing. Akan tetapi kekurangan dari artikel kedua ini adalah tidak
terdapat penjelasan mengenai model-model parallel processing dan juga pengertia
dari komputasi parallel itu sendiri. Selain itu penjelasan dari hokum-hukum
yang berlaku pada parallel processing kurang jelas dan tidak disertakan contoh
dari penggunaan hokum tersebut.
Kesimpulan dari
kedua artikel yang saya ambil memiliki kekurangan dan kelebihan masing-masing
dan kdeua artikel tersebut sudah saling melengkapi kekurangan yang ada pada
masing-masing artikel. Misalkan pada artikel pertama tidak disertai penjelasan
komputasi dan juga hokum yang berlaku pda parallel processing maka pada artikel
kedua terdapat penjelasan tersebut. Lalu pada artikel kedua tidak ada
penjelasan mengenai model-model parallel processing maka pada artikel pertama
terdapat penjelasan tersebut.
Hubungan antara
komputasi modern dengan parallel processing
Selanjutnya adalah
saya akan membahas mengenai hubungan dari parallel processing dan juga
komputasi modern. Dan ini lah penjelasannya :
Komputasi modern
dengan parallel processing sangat erat keterhubungannya. Dimana pada saat ini
penggunaan komputasi modern sudah sangat luas bahkan hampir dikatakan seluruh
kegiatan berhubungan langsung dengan komputasi modern. Selain itu untuk saat
ini komputasi modern dituntut untuk menjadi sesuatu perhitungan atau komputasi
yang cepat. Untuk mewujudkan hal ini maka dibuthkan perangkat keras atau hardware
yang cepat pula. Salah satu cara yang digunakan adalah dengan menerapkan system
parallel processing.
Parallel
processing adalah sistem penggunaan beberapa prosesor secara bersamaan. Dengan
menggabungkan lebih dari satu prosesor maka dapat meningkatkan kemampuan serta
kecepatan dari computer. Secara tidak langsung parallel processing adalah
menggabungkan dua computer atau lebih menjadi satu computer yang kinerjanya
sama dengan jumlah computer atau CPU yang digabungkan.
Kinerja komputasi
dengan menggunakan paralel processing itu menggunakan dan memanfaatkan beberapa
komputer atau CPU untuk menemukan suatu pemecahan masalah dari masalah yang
ada. Sehingga dapat diselesaikan dengan cepat daripada menggunakan satu
komputer saja. Komputasi dengan paralel processing akan menggabungkan beberapa
CPU, dan membagi-bagi tugas untuk masing-masing CPU tersebut. Jadi, satu
masalah terbagi-bagi penyelesaiannya. Tetapi ini untuk masalah yang besar saja,
komputasi yang masalah kecil, lebih murah menggunakan satu CPU saja.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar