KOMPUTASI DAN PARALEL PROCESSING
Komputasi
Komputasi secara umum
Ilmu komputasi adalah bidang ilmu yang mempunyai perhatian pada penyusunan
model matematika dan teknik penyelesaian numerik serta penggunaan komputer
untuk menganalisis dan memecahkan masalah-masalah ilmu (sains). Dalam
penggunaan praktis, biasanya berupa penerapan simulasi komputer atau berbagai
bentuk komputasi lainnya untuk menyelesaikan masalah-masalah dalam berbagai
bidang keilmuan, tetapi dalam perkembangannya digunakan juga untuk menemukan
prinsip-prinsip baru yang mendasar dalam ilmu.
Sedangkan pada komputasi
modern bisa diartikan sebagai cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data
input dengan menggunakan suatu algoritma. Hal ini ialah apa yang disebut dengan teori
komputasi, suatu sub-bidang dari ilmu komputer dan matematika. Selama
ribuan tahun, perhitungan dan komputasi umumnya dilakukan dengan menggunakan
pena dan kertas, atau kapur dan batu tulis, atau dikerjakan secara mental,
kadang-kadang dengan bantuan suatu tabel. Namun sekarang, kebanyakankomputasi telah
dilakukan dengan menggunakan komputer.
Tokoh yang membawa pengaruh besar dalam perkembangan komutasi
modern
John von Neumann
John von Neumann
(1903-1957), Beliau adalah ilmuan yang meletakkan dasar-dasar komputer modern.
Von Neumann telah menjadi ilmuwan besar abad 21. Von Neumann memberikan
berbagai sumbangsih dalam bidang matematika, teori kuantum, game theory, fisika
nuklir, dan ilmu komputer yang di salurkan melalui karya-karyanya . Beliau juga
merupakan salah satu ilmuwan yang terkait dalam pembuatan bom atom di Los
Alamos pada Perang Dunia II lalu.
Paralel Processing
Pemrosesan parallel (parallel processing) adalah penggunakan lebih
dari satu CPU untuk menjalankan
sebuah program secara simultan. Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak
CPU yang digunakan. Tetapi dalam praktek,seringkali sulit membagi
program sehingga dapat dieksekusi oleh CPU yang berbea-beda
tanpa berkaitan di antaranya
Sedangkan komputasi parallel adalah salah satu teknik melakukan komputasi
secara bersamaan denganmemanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan.
Biasanyadiperlukan saat kapasitas yangdiperlukan sangat besar, baik karena
harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karenatuntutan proses komputasi
yang banyak. Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur
mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkandengan
jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah.
Untuk itudiperlukan 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
Pemrograman parallel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan
eksekusi perintah/operasi secara bersamaan baik dalam komputer
dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak
(prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU. Tujuan utama dari pemrograman
paraleladalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal
yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin
banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.
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 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 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 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 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.
untuk memperjelas perbedaan , bisa digambarkan pada gambar di bawah:
Penyelesaian Sebuah Masalah pada Komputasi Tunggal
Penyelesaian
Sebuah Masalah pada Komputasi Paralel
Hubungan Komputasi
Modern dengan Parallel Processing
Pemrosesan paralel juga
disebut komputasi paralel. Dalam upaya lebih murah pengolahan komputasi paralel
menyediakan alternatif pilihan yang layak. Waktu idle siklus prosesor di
seluruh jaringan dapat digunakan secara efektif oleh perangkat lunak komputasi
terdistribusi yang canggih. Pengolahan paralel istilah digunakan untuk mewakili
kelas besar teknik yang digunakan untuk memberikan tugas pengolahan simultan
data untuk tujuan meningkatkan kecepatan komputasi dari sistem komputer.
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.
Kelebihan:
•waktu eksekusi lebih cepat.
•throughput jadi lebih tinggi.
•waktu eksekusi lebih cepat.
•throughput jadi lebih tinggi.
Kerugian:
• perangkat keras lainnya yang dibutuhkan.
• kebutuhan daya juga lebih.
• Tidak baik untuk daya rendah dan perangkat mobile.
• perangkat keras lainnya yang dibutuhkan.
• kebutuhan daya juga lebih.
• Tidak baik untuk daya rendah dan perangkat mobile.
(parallel processing adalah salah satu teknik
komputasi modern)
Sumber referensi:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar