Hubungan Komputasi Modern dengan Parallel Processing
Komputasi Paralel
Komputasi
Paralel merupakan teknik untuk melakukan komputasi secara bersamaan dengan
memanfaatkan beberapa komputer yang independen secara bersamaan. Biasanya
digunakan untuk kapasitas yang pengolahan data yang sangat besar (lingkungan
industri, bioinformatika dll) atau karena tuntutan komputasi yang banyak. Pada
kasus yang kedua biasanya ditemukannya kalkulasi numerik untuk menyelesaikan
persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimai
komputasi) dll. Untuk melakukan berbagai jenis komputasi paralel diperlukan
infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang nantinya
dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk
menyelesaikan suatu masalah. Untuk itu maka digunakannya perangkat lunak
pendukung yang biasa disebut middleware yang berperan untuk 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.
Komputasi
paralel berbeda dengan multitasking. Multitasking itu sendiri adalah komputer
dengan processor tunggal yang dapat mengeksekusi beberapa tugas secara
bersamaan. Sedangkan 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 4 model komputasi yang
digunakan, yaitu:
- SISD
Merupakan
singkatan dari Single Instruction, Single Data yaitu satu-satunya yang
menggunakan arsitektur Von Neumann, karena pada model ini hanya menggunakan 1
processor saja. Oleh karena itu model ini 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. Model ini menggunakan banyak
processor dengan instruksi yang sama, namun dengan 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 instruksi yang berbeda namun mengolah data yang sama. Hal ini
merupakan kebalikan dari model SIMD. Sebagai contoh, dengan menggunakan kasus
yang sama pada contoh model SIMD namun cara untuk menyelesaikannya 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
Pada
Multiple Instruction, Multiple Data biasanya 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.
Komputasi Modern
Komputasi modern mungkin merupakan hal yang mungkin
jarang terdengar istilah di telinga masyrakat indonesia umumnya. Komputasi
modern pengertian nya adalah cara untuk menemukan pemecahan masalah dari data
input dengan menggunakan suatu algoritma. Komputasi merupakan suatu sub-bidang
dari ilmu komputer dan matematika.
Sejarah Komputasi Modern
ada paruh pertama abad 20, banyak kebutuhan
komputasi ilmiah bertemu dengan semakin canggih komputer analog, yang
menggunakan mekanis atau listrik langsung model masalah sebagai dasar
perhitungan. Namun, ini tidak dapat diprogram dan umumnya tidak memiliki
fleksibilitas dan keakuratan komputer digital modern.
George stibitz secara internasional diakui sebagai
ayah dari komputer digital modern. Sementara
bekerja di laboratorium bel di November 1937, stibitz menciptakan dan membangun
sebuah relay berbasis kalkulator ia dijuluki sebagai “model k” (untuk “meja
dapur”, di mana dia telah berkumpul itu), yang adalah orang pertama yang menggunakan
sirkuit biner untuk melakukan operasi aritmatika. Kemudian model menambahkan
kecanggihan yang lebih besar termasuk aritmatika
dan kemampuan pemrograman kompleks.
Salah satu tokoh yang sangat mempengaruhi
perkembangan komputasi modern adalah 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. Kegeniusannya dalam matematika telah terlihat semenjak kecil dengan
mampu melakukan pembagian bilangan delapan digit (angka) di dalam kepalanya.
Von Neumann dilahirkan di Budapest, ibu kota
Hungaria, pada 28 Desember 1903 dengan nama Neumann Janos. Dia adalah anak
pertama dari pasangan Neumann Miksa dan Kann Margit. Di sana, nama keluarga
diletakkan di depan nama asli. Sehingga dalam bahasa Inggris, nama orang tuanya
menjadi Max Neumann dan Margaret Kann. Max Neumann memperoleh gelar dan namanya
berubah menjadi Von Neumann. Max Neumann adalah seorang Yahudi Hungaria yang
bergelar doktor dalam ilmu hukum. Dia juga seorang pengacara untuk sebuah bank.
Pada tahun 1903, Budapest terkenal sebagai tempat lahirnya para manusia genius
dari bidang sains, penulis, seniman dan musisi.
Di tahun 1926 pada umur 22 tahun, Von Neuman lulus
dengan dua gelar yaitu gelar S1 pada bidang teknik kimia dari ETH dan gelar
doktor (Ph.D) pada bidang matematika dari Universitas Budapest.
Von Neumann sangat tertarik pada hidrodinamika dan
kesulitan penyelesaian persamaan diferensial parsial nonlinier yang digunakan,
Von Neumann kemudian beralih dalam bidang komputasi. Von Neumann menjadi
seorang konsultan pada pengembangan komputer ENIAC, dia merancang konsep
arsitektur komputer yang masih dipakai sampai sekarang. Arsitektur Von Nuemann
adalah seperangkat komputer dengan program yang tersimpan (program dan data
disimpan pada memori) dengan pengendali pusat, I/O, dan memori.
Macam-macam Komputasi Modern
1. Mobile computing
Mobile computing atau komputasi bergerak memiliki
beberapa penjelasan, salah satunya komputasi bergerak merupakan kemajuan
teknologi komputer sehingga dapat berkomunikasi menggunakan jaringan tanpa
menggunakan kabel dan mudah dibawa atau berpindah tempat, tetapi berbeda dengan
komputasi nirkabel.
Dan berdasarkan penjelasan tersebut, untuk kemajuan
teknologi ke arah yang lebih dinamis membutuhkan perubahan dari sisi manusia
maupun alat. Dan dapat dilihat contoh dari perangkat komputasi bergerak seperti
GPS, juga tipe dari komputasi bergerak seperti smart phone, dan lain
sebagainya.
2. Grid computing
Komputasi grid menggunakan komputer yang terpisah
oleh geografis, didistibusikan dan terhubung oleh jaringan untuk menyelasaikan
masalah komputasi skala besar.
Ada beberapa daftar yang dapat dugunakan untuk
mengenali sistem komputasi grid, adalah :
Sistem untuk koordinat sumber daya komputasi tidak
dibawah kendali pusat.
Sistem menggunakan standard dan protocol yang
terbuka.
Sistem mencoba mencapai kualitas pelayanan yang
canggih, yang lebih baik diatas kualitas komponen individu pelayanan komputasi grid.
3. Cloud computing
Komputasi cloud merupakan gaya komputasi yang
terukur dinamis dan sumber daya virtual yang sering menyediakan layanan melalui
internet.
Komputasi cloud menggambarkan pelengkap baru,
konsumsi dan layanan IT berbasis model dalam internet, dan biasanya melibatkan
ketentuan dari keterukuran dinamis dan sumber daya virtual yang sering
menyediakan layanan melalui internet.
Parallel Processing
Pemrosesan paralel (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.
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.
Kelebihan:
• 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.
(parallel processing adalah salah satu teknik komputasi modern).
Hubungan Komputasi Modern dengan Parallel Processing
Penggunaan Komputer untuk menyelesaikan suatu permasalahan dalam berbagai bidang sekarang ini banyak dilakukan karena lebih cepat dibandingkan penyelesaian secara manual. Oleh karena hal tersebut, perlu adanya peningkatan proses komputasi yang dapat ditempuh dengan 2 cara, yaitu:
Peningkatan Kecepatan Hardware : peningkatan kecepatan prosesor komputer dengan menggunakan multiprosesor. Perubahan arsitektur komputer menjadi multiprosesor memang dapat mengerjakan banyak proses dalam 1 waktu, namun tidak dapat mempercapat kinerja proses. Hal ini dapat diatasi dengan peningkatan kecepatan software.
Peningkatan Kecepatan Software : mencari suatu algoritma untuk mempercepat kinerja proses. Algoritma tersebut tidaklah mudah tuk ditemukan, namun berkat adanya komputer multiprosesor, hal tersebut dapat dirancang dengan memparalelkan proses komputasinya.
Komputer multiprosesor masihlah memerlukan biaya yang cukup besar sehingga menyebabkan beberapa algoritma paralel sulit diimplementasikan. Untuk mengatasinya dirancanglah mesin paralel semu. Mesin paralel semu ini sebenarnya adalah jaringan komputer yang dikendalikan oleh sebuah perangkat lunak yang mampu mengatur pengalokasian proses-proses komputasi kepada processor-processor yang tersebar dalam jaringan tersebut.
Dari Artikel diatas maka dapat kita simpulkan bahwa dengan adanya komputasi paralel dan parallel processing dapat memudahkan kinerja manusia karena dengan adanya komputasi paralel dan parallel processing dapat meningkatkan kecepatan hardware, kecepatan software, sehingga waktu eksekusi jadi lebih cepat dan throughput jadi lebih tinggi, sedangkan kekurangannya biaya yang dibutuhkan lebih mahal karena menggunakan banyak processor dan daya yang dibutuhkan juga lebih tinggi.
Sumber :
Komentar
Posting Komentar