Prosesor Paralel
Paralel Prosesor adalah suatu prosesor dimana pelaksanaan instruksinya
secara bersamaan waktunya. Sehingga menyebabkan pelaksanaan suatu kejadian :
1)
Dalam interval waktu yang sama
2)
Dalam dalam waktu yang bersamaan
3)
Dalam waktu yang saling tumpang tindih
Pemrosesan paralel (parallel processing) adalah penggunaaan 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.
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.
Pemrograman paralel 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
paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang
bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak
pekerjaan yang bisa diselesaikan. Komputasi paralel membutuhkan:
1) Algoritma
2) Bahasa pemrograman
3) Compiler
Sebagaian besar komputer hanya
mempunyai satu CPU, namun ada yang mempunyai lebih dari satu. Bahkan juga ada
komputer dengan ribuan CPU. Komputer dengan satu CPU dapat melakukan parallel
processing dengan menghubungkannya dengan komputer lain pada jaringan. Namun,
parallel processing ini memerlukan software canggih yang disebut distributed
processing software. Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu
satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut
juga parallel computing.
·
Jaringan
Interkoneksi
Ada
5 komponen, yaitu:
1)
CPU
2)
Memori
3)
Interface : peralatan yang yangnmembawa pesanmasuk
dan keluar dari CPU danMemori
4)
Penghubung : saluran fisik yang dilalui
bit-bituntuk berpindah tempat
5)
Switch
: peralatan yang memiliki banyak
portinput dan port output
Komunikasi
diantara terminal-terminal yang berbeda harus dapat dilakukan dengan suatu
media tertentu. Interkoneksi yang efektif antara prosesor dan modul
memorisangat penting dalam lingkungan komputer. Menggunakan arsitektur
bertopologi bus bukan merupakan solusi
yang praktis karena bus hanya sebuah pilihan yang baik ketika digunakan untuk
menghubungkan komponen - komponen dengan jumlah yang sedikit. Jumlah komponen
dalam sebuah modul IC bertambah seiring waktu. Oleh karena itu, topologi bus
bukan topologi yang cocok untuk kebutuhan interkoneksi komponenkomponen di
dalam modul IC. Selain itu juga tidak dapat diskalakan, diuji, dan kurang dapat
disesuaikan, serta menghasilkan kinerja toleransi kesalahan yang kecil. Di sisi
lain, sebuah crossbar menyediakan
interkoneksi penuh diantara semua terminal dari
suatu sistem tetapi
dianggap sangat kompleks, mahal untuk membuatnya, dan sulit untuk
dikendalikan. Untuk alasan ini jaringan interkoneksi merupakan solusi media
komunikasi yang baik untuk sistem komputer dan telekomunikasi. Jaringan ini
membatasi jalur-jalur diantara terminal komunikasi yang berbeda untuk
mengurangi kerumitan dalam menyusun elemen switching .
·
Mesin
SIMD & Mesin MMID
1)
Mesin
SIMD
Pada
komputer SIMD terdapat lebih dari satu elemen pemrosesan yang dikendalikan oleh
sebuah unit pengendali yang sama. Seluruh elemen pemrosesan menerima dan
menjalankan instruksi yang sama yang dikirimkan unit pengendali, namun
melakukan operasi terhadap himpunan data yang berbeda yang berasal dari aliran
data yang berbeda pula.
Contoh
aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah aplikasi yang
memiliki nilai yang sama yang ditambahkan ke banyak titik data (data point),
yang umum terjadi dalam aplikasi multimedia. Salah satu contoh operasinya
adalah mengubah brightness dari sebuah gambar. Setiap dari sebuah gambar 24-bit berisi tiga buah
nilai berukuran 8-bit brightness dari porsi warna merah (red), hijau (green), dan
biru (blue). Untuk melakukan perubahan brightness, nilai R, G, dan B akan
dibaca dari memori, dan sebuah nilai baru ditambahkan (atau dikurangkan)
terhadap nilai-nilai R, G, B tersebut dan nilai akhirnya akan dikembalikan
(ditulis kembali) ke memori.
Prosesor
yang memiliki SIMD menawarkan dua keunggulan, yakni:
Data
langsung dapat dipahami dalam bentuk blok data, dibandingkan dengan beberapa
data yang terpisah secara sendiri-sendiri. Dengan menggunakan blok data,
prosesor dapat memuat data secara keseluruhan pada waktu yang sama. Daripada
melakukan beberapa instruksi "ambil pixel ini, lalu ambil pixel itu,
dst", sebuah prosesor SIMD akan melakukannya dalam sebuah instruksi saja,
yaitu "ambil semua pixel itu!" (istilah "semua" adalah
nilai yang berbeda dari satu desain ke desain lainnya). Jelas, hal ini dapat
mengurangi banyak waktu pemrosesan (akibat instruksi yang dikeluarkan hanya
satu untuk sekumpulan data), jika dibandingkan dengan desain prosesor
tradisional yang tidak memiliki SIMD (yang memberikan satu instruksi untuk satu
data saja). Sistem SIMD umumnya hanya mencakup instruksi-instruksi yang dapat
diaplikasikan terhadap semua data dalam satu operasi. Dengan kata lain, sistem
SIMD dapat bekerja dengan memuat beberapa titik data secara sekaligus, dan
melakukan operasi terhadap titik data secara sekaligus.
2)
Mesin
MMID
MIMD
adalah sebuah singkatan dari, "Multiple Instruction Stream-Multiple Data
Stream" yaitu sebuah komputer yang memiliki beberapa prosesor yang
bersifat otonomus yang mampu melakukan instruksi yang berbeda pada data yang
berbeda. Sistem terdistribusi umumnya dikenal sebagai MIMD, entah itu
menggunakan satu ruangan memori secara bersama-sama atau sebuah ruangan memori
yang terdistribusi. Pada sistem komputer MIMD murni terdapat interaksi di
antara pemrosesan. Hal ini disebabkan seluruh aliran dari dan ke memori berasal
dari space data yang sama bagi semua pemroses. Komputer MIMD bersifat tightly
coupled jika tingkat interaksi antara pemroses tinggi dan disebut loosely
coupled jika tingkat interaksi antara pemroses rendah.
·
Arsitektur
Pengganti
Dalam
bidang teknik computer, arsitektur pengganti merupakan konsep perencanaan atau
struktur pengoperasian dasar dalam computer atau bisa dikatakan rencana cetak
biru dari deskripsi fungsional kebutuhan dari perangkat keras yang didesain,
implementasi perencanaan dari masing-masing bagian seperti CPU, RAM, ROM,
Memory Cache, dll.
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar