Latar Belakang
Komputasi paralel memanfaatkan beberapa elemen pemroses
secara berkesinambungan untuk menyelesaikan permasalahan, dengan cara memecah
masalah menjadi bagian-bagian independen, kemudian masing-masing bagian
tersebut diselesaikan oleh masing-masing elemen pemroses sesuai dengan
algoritma secara serempak. Elemen pemroses dapat terdiri dari unit pemroses
yang heterogen, dan dapat pula terdiri dari unit pemroses yang homogen. Elemen
pemroses dapat berupa komputer tunggal dengan banyak prosesor, beberapa
komputer yang terhubung dalam suatu jaringan, perangkat keras yang dikhususkan untuk
melakukan komputasi paralel, ataupun kombinasi dari perangkat-perangkat yang
telah disebutkan.
Penskalaan frekuensi menjadi alasan utama dalam peningkatan
performa komputer sejak pertengahan 1980an sampai dengan 2004. Waktu
eksekusi(runtime) dari sebuah program adalah banyaknya instruksi dikali dengan
waktu rata-rata sebuah instruksi. Dengan menganggap faktor lain adalah konstan,
meningkatkan detak frekuensi(clock frequency) akan menurunkan waktu rata-rata
yang diperlukan untuk menjalankan sebuah instruksi, yang kemudian akan
mengurangi waktu eksekusi.
Konsumsi daya sebuah chip dirumuskan dengan persamaan:
P = C x V2 x F
Dimana P adalah daya, C adalah kapasitansi, V adalah
tegangan, dan F adalah frekuensi prosesor. Apabila frekuensi ditingkatkan, maka
akan terjadi peningkatan daya yang dikonsumsi oleh sebuah prosesor.
Metode
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.
Analisa
Sistem komputer paralel dibedakan dari cara kerja memorinya
menjadi shared memory dan distributed memory. Shared memory berarti memori
tunggal diakses oleh satu atau lebih prosesor untuk menjalankan instruksi
sedangkan distributed memory berarti setiap prosesor memiliki memori sendiri
untuk menjalankan instruksi. Adapun komponen-komponen utama dari arsitektur
komputer paralel cluster PC antara lain :
Prosesor (CPU). Bagian paling penting dalam sistem, untuk
multicore terdapat lebih dari satu core yang mengakses sebuah memori (shared
memory).
Memori. Bagian ini dapat diperinci lagi menjadi beberapa
bagian penyusunnya seperti RAM, cache memory dan memori eksternal.
Sistem Operasi. Software dasar untuk menjalankan sistem
komputer.
Cluster Middleware. Antarmuka antara hardware dan software.
Programming Environment dan Software Tools. Software yang
digunakan untuk pemrograman paralel termasuk software pendukungnya.
User Interface. Software yang menjadi perantara hardware dengan
user.
Aplikasi. Software berisi program permasalahan yang akan
diselesaikan.
Jaringan. Penghubung satu PC (prosesor) dengan PC yang lain
sehingga memungkinkan pemanfaatan sumberdaya secara simultan.
Kesimpulan
Komputasi parallel sangat
diperlukan karna semakin berkembang sebuah teknologi maka semakin besar pula
tuntutan untuk memproses data secara cepat, karna kedepannya yang akan
memenangkan persaingan adalah yang dapat menciptakan solusi dari suatu
permasalahan secara cepat dan tepat
Referensi
