ARSITEKTUR KOMPUTER PARALEL
(Task 3 | 27 April 2018)
(Task 3 | 27 April 2018)
Nama : Michael Surya A R
Kelas : 4IA13
NPM : 56414635
I. DEFINISI ARSITEKTUR KOMPUTER
PARALEL
Komputasi paralel adalah
salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan
beberapa komputer secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang
diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar
ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka
jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri
dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara
paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat
lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk
mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya
pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.
Arsitektur paralel
diperlukan karena :
- Tuntutan aplikasi
- Trend Teknolog
- Trend Arsitekture
- Ekonomi
- Trend saat ini:
– Kebanyakan mikroprosesor sekarang ini mempunyai
fasilitas untuk mendukung multiprosesor.
– Server dan workstation berarsitektur multiprosesor : Sun, SGI, DEC, COMPAQ!…
– Mikroprosesor yad (dan sekarang) adalah multiprosesor
– Server dan workstation berarsitektur multiprosesor : Sun, SGI, DEC, COMPAQ!…
– Mikroprosesor yad (dan sekarang) adalah multiprosesor
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.
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.
II.
TUJUAN PARALLEL PROCESSING
Tujuan utama dari
pemrosesan paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak
hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin
banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.
III. JENIS-JENIS ARSITEKUR
KOMPUTER PARALLEL
Sesuai taksonomi Flynn,
seorang Designer Processor, Organisasi Prosesor dibagi menjadi 4 :
A. SISD
(Single Instruction Single Data Stream)
Arus Instruksi Tunggal dan
Data Tunggal
B. SIMD
(Single Instruction Multiple Data Stream)
Arus Instruksi Tunggal dan
Multiple Data
C. MISD
(Multiple Instruction Single Data Stream)
Arus Multiple Instruksi
dan Data Tunggal
D. MIMD
(Multiple Instruction Multiple Data Stream)
Arus Multiple Instruksi
dan Multiple Data
1. Organisasi Prosesor SISD
- Prosesor tunggal
- Aliran instruksi tunggal
- Data disimpan dalam memori tunggal
- Uni-processor
Keterangan:
CU : Control Unit
IS : Instruction Stream (Arus Instruksi)
PU : Processing Unit (Unit Pengolah yang
biasa disebut ALU)
DS : Data Stream (Arus Data)
MU : Memory Unit (Unit Memori)
Contoh: komputer yang menggunakan
model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan pdp 1. SISD adalah
salah satu dari empat klasifikasi utama sebagaimana didefinisikan dalam
taksonomi Flynn, SISD dapat memiliki karakteristik pemprosesan konkuren.
Instruksi fetching dan eksekusi pipelined instruksi adalah contoh umum
ditemukan di komputerr SISD paling Modern.
Contohnya : Mesin SISD
adalah PC Tradisional atau mainframe yang tua
2. Single Instruction, Multiple
Data Stream – SIMD
- Single machine instruction
- Mengontrol eksekusi secara simultan
- sejumlah elemen-elemen pengolahan
- Berdasarkan Lock-step
- Setiap pengolahan elemen memiliki hubungan
dengan memori data
- Setiap instruksi dieksekusi pada kumpulan data
yang berbeda oleh prosesor yang berbeda
- Prosesor Vector and array
SIMD dibagi menjadi
beberapa bentuk yaitu :
1. Exclusive-Read,
Exclusive-Write (EREW) SM SIMD
2. Concurent-Read,
Exclusive-Write (CREW) SM SIMD
3. Exclusive-Read,
Concurrent-Write (ERCW) SM SIMD
4. Concurrent-Read,
Concurrent Write (CRCW) SM SIMD
Contoh: Prosesor larik (array
processor) atau GPU, ILLIAC IV,MasPar, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2.
3. Multiple Instruction, Single Data Stream –
MISD
- Rangkaian dari data
- Dikirimkan ke kumpulan prosesor
- Setiap prosesor mengeksekusi urutan instruksi
yang berbeda
- Belum pernah diimplementasikan (komesial)
Contohnya dapat menggunakan kasus
yang sama pada contoh model SIMD namun cara penyelesaian yang berbeda. pada
MISD jika pada komputer pertama, kedua, ketiga, keempat, dan kelima 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.
4. Multiple Instruction, Multiple Data
Stream- MIMD
- Kumpulan/sejumlah prosesor
- Mengeksekusi secara simultan urutan instruksi
yang berbeda
- Kumpulan data yang berbeda
- SMP, Cluster and sistem NUMA
Beberapa contoh komputer
yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, INtel
IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.
IV. KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA
Sistem komputer paralel
dibedakan dari cara kerja memorinya menjadi shared memory dan distributed
memory. Shared memory berarti memori tunggal diakses oleh satu atau lebih
prosesor untuk menjalankan instruksi sedangkan distributed memory berarti
setiap prosesor memiliki memori sendiri untuk menjalankan instruksi.
Adapun komponen-komponen utama
dari arsitektur komputer paralel cluster PC antara lain:
- Prosesor (CPU). Bagian paling penting dalam sistem, untuk multicore terdapat lebih dari satu core yang mengakses sebuah memori (shared memory).
- Memori. Bagian ini dapat diperinci lagi menjadi beberapa bagian penyusunnya seperti RAM, cache memory dan memori eksternal.
- Sistem Operasi. Software dasar untuk menjalankan sistem komputer.
- Cluster Middleware. Antarmuka antara hardware dan software.
- Programming Environment dan Software Tools. Software yang digunakan untuk pemrograman paralel termasuk software pendukungnya.
- User Interface. Software yang menjadi perantara hardware dengan user.
- Aplikasi. Software berisi program permasalahan yang akan diselesaikan.
- Jaringan. Penghubung satu PC (prosesor) dengan PC yang lain sehingga memungkinkan pemanfaatan sumberdaya secara simultan.
Singkatnya untuk perbedaan
antara komputasi tunggal dengan komputasi paralel, bisa digambarkan pada gambar
di bawah ini:
V. KESIMPULAN
Dalam 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.
Source:
http://djuneardy.blogspot.com/2015/05/konsep-arsitektur-paralel-pemrosesan.html
http://organkomputer.blogspot.com/2013/04/prosesor-paralel.html
http://student.blog.dinus.ac.id/ardi/2015/06/10/penjelasan-tentang-arsitektur-komputer-paralel/
http://sigitgovinda19.blogspot.co.id/2017/10/klasifikasi-pada-arsitektur-komputer.html
https://catatanpilihan.wordpress.com/category/organisasi-dan-arsitektur-komputer/
http://tl301.ilearning.me/2015/11/05/taksonomi-flynn/
Tidak ada komentar:
Posting Komentar