Pada pertemuan terakhir ini akan membahasa tentang,apasih hubungan komputasi modern dengan parallel processing itu? Langsung saja sebelumnya kita harus tau terlebih dahulu apa itu komputasi modern dan apa itu parallel processing itu sendiri.
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