Nama : Miqdad
NPM :
54416414
Kelas : 4IA18
KOMPUTASI DAN PARALLEL PROCESSING
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.
Hubungan antara komputasi modern dengan parallel
processing
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.
Model Komputasi Paralel yang di implementasikan dalam
sebuah perusahaan / organisasi
Perusahaan
yang mengimplementasikan komputasi parallel salah satunya adalah Pixar. Perusahaan
ini adalah salah satu perusahan animasi yang sudah cukup terkenal. Perusahaan tersebut
mengimplementasikan komputasi parallel dalam bidang merender animasi untuk
dijadikan film atau objek-objek yang dimainkan manusia asli, akan tetapi diubah
dalam bentuk animasi.
