A.
Parallelism Concept
Paralelisme (parallelism)
lahir dari pendekatan yang biasa dipergunakan oleh para perancang sistem untuk
menerapkan konsep pemrosesan konkuren. Teknik ini meningkatkan kecepatan proses
dengan cara memperbanyak jumlah modul perangkat keras yang dapat beroperasi
secara simultan disertai dengan membentuk beberapa proses yang bekerja secara
simultan pada modul-modul perangkat keras tersebut. Secara formal, pemrosesan
paralel adalah sebuah bentuk efisien pemrosesan informasi yang menekankan pada
eksploitasi dari konkurensi kejadian-kejadian dalam proses komputasi.
Pemrosesan paralel dapat
terjadi pada beberapa tingkatan (level) proses. Tingkatan tertinggi pemrosesan
paralel terjadi pada proses di antara banyak job (pekerjaan) atau pada program
yang menggunakan multiprogramming, time sharing, dan multiprocessing.
Multiprogramming kemampuan eksekusi terhadap beberapa proses perangkat lunak
dalam sebuah system secara serentak, jika dibandingkan dengan sebuah proses
dalam satu waktu, dan timesharing berarti menyediakan pembagian selang waktu
yang tetap atau berubah-ubah untuk banyak program. Multiprocessing adalah
dukungan sebuah sistem untuk mendukung lebih dari satu prosesor dan
mengalokasikan tugas kepada prosesor-prosesor tersebut. Multiprocessing sering
diimplementasikan dalam perangkat keras (dengan menggunakan beberapa CPU
sekaligus), sementara multiprogramming sering digunakan dalam perangkat lunak.
Sebuah sistem mungkin dapat memiliki dua kemampuan tersebut, salah satu di
antaranya, atau tidak sama sekali. Pemrosesan paralel dapat juga terjadi pada
proses di antara prosedurprosedur atau perintah perintah (segmen program) pada
sebuah program.Untuk meningkatkan kecepatan proses komputasi, dapat ditempuh
dua cara :
1.
Peningkatan kecepatan perangkat keras.
Komponen utama perangkat
keras komputer adalah processor. Meskipun kecepatan processor dapat
ditingkatkan terus, namun karena keterbatasan materi pembuatnya, tentu ada
suatu batas kecepatan yang tak mungkin lagi dapat dilewati. Karena itu timbul
ide pembuatan komputer multiprocessor. Dengan adanya banyak processor dalam
satu komputer, pekerjaan bisa dibagi-bagi kepada masing-masing processor.
Dengan demikian lebih banyak proses dapat dikerjakan dalam satu saat.
Peningkatan kecepatan setiap proses bisa dicapai melalui peningkatan kecepatan
perangkat lunak. Kecepatan perangkat lunak sangat ditentukan oleh algoritmanya.
2.
Peningkatan kecepatan perangkat lunak.
Program komputer untuk
komputer sekuensial harus menyediakan sederetan operasi untuk dikerjakan oleh
prosesor tunggal. Program komputer untuk komputer paralel harus menyediakan
sederetan operasi untuk beberapa prosesor untuk dikerjakan secara paralel,
termasuk operasi untuk mengatur dan mengitegrasikan prosesor-prosesor yang
terpisah tersebut mengerjakan suatu komputasi yang koheren. Kebutuhan akan
pembuatan dan pengaturan berbagai aktivitas komputasi paralel menambah dimensi
baru proses dari pemrograman komputer. Algoritma untuk problem yang spesifik
harus diformulasikan sedemikian rupa, agar menghasilkan aliran operasi paralel
yang kemudian akan dieksekusi di prosesor yang berbeda. Karena itu, meskipun
arsitektur multiprosesor dan multikomputer mempunyai pontensi yang tinggi untuk
meningkatkan kemampuan komputasi, potensi ini akan tercapai melalui pengertian
yang baik mengenai bahasa pemrograman paralel dan perancangan algoritma
paralel.
Tingkat
Paralelisme
Berdasarkan tingkat paralelismenya
prosesor paralel dapat dibagi menjadi beberapa tingkat sebagai berikut :
1. Komputer Array :
a. Prosesor array : beberapa prosesor yang
bekerja sama untuk mengolah set instruksi yang sama dan data yang berbeda –
beda atau biasa disebut SIMD (Single Instruction-stream Multiple Data)
b. Prosesor vektor : beberapa prosesor
yang disusun seperti pipeline.
2. Multiprosesor, yaitu sebuah sistem yang
memiliki 2 prosesor atau lebih yang saling berbagi memori.
3. Multikomputer, yaitu sebuah sistem yang
memiliki 2 prosesor atau lebih yang masing-masing prosesor memiliki memori
sendiri.
Jenis - Jenis Pemrosesan Paralel
Pemrosesan paralel dapat dibagi ke dalam
beberapa klasifikasi, sebagai berikut :
1. Berdasarkan simetri penjadwalannya,
pemrosesan parallel dapat dibagi dalam beberapa jenis:
a) Asymmetric Multiprocessing (ASMP)
b) Symmetric Multiprocessing (SMP)
c) ClusteringPoliteknik Telkom Sistem
Komputer
2. Berdasarkan aliran instruksi dan
datanya, pemrosesan parallel dapat dibagi dalam beberapa jenis:
a) SISD (Single Instruction on Single Data
Stream)
b) SIMD (Single Instruction on Multiple
Data Stream)
c) MISD (Multiple Instruction on Single
Data Stream)
d) MIMD (Multiple Instruction on Multiple
Data Stream)
3. Berdasarkan kedekatan antar prosesor,
pemrosesan parallel dapat dibagi dalam beberapa jenis:
a) Multikomputer (Loosely Coupled/ local
memory) dengan memori yang terdistribusi
b) Multiprosesor (Tightly Coupled/ global
memory) dengan memori yang dapat digunakan bersama (shared memory)
B.
Distributed Processing
Mengerjakan semua proses
pengolahan data secara bersama antara komputer pusat dengan beberapa komputer
yang lebih kecil dan saling dihubungkan melalui jalur komunikasi. Setiap
komputer tersebut memiliki prosesor mandiri sehingga mampu mengolah sebagian data
secara terpisah, kemudian hasil pengolahan tadi digabungkan menjadi satu
penyelesaian total. Jika salah satu prosesor mengalami kegagalan atau masalah
yang lain akan mengambil alih tugasnya.
C.
Architectural Parallel Computer
Dalam taksonomi
arsitektur paralel ada dua keluarga arsitektur paralel yang banyak diterapkan
adalah: SIMD dan MIMD, dimana untuk mesin yang murni MISD tidak ada.
1. Arsitektur SIMD
Mesin SIMD secara umum mempunyai
karakteristik sbb:
1.
Mendistribusi proses ke sejumlah besar hardware
2.
Beroperasi terhadap berbagai elemen data yang berbeda
3.
Melaksanakan komputasi yang sama terhadap semua elemen data
Peningkatan kecepatan pada SIMD
proporsional dengan jumlah hardware (elemen pemroses)
yang tersedia.
2. Arsitektur MISD
Prosesor pipeline adalah prosesor MISD
yang bekerja berdasarkan prinsip pipelining. Pada pipeline proses dapat dibagi
menjadi beberapa tahap dan beberapa proses dapat dilaksanakan secara simultan.
Pada gambar dibawah dapat dilihat perbedaan proses serial dengan pipeline.
Waktu eksekusi lebih cepat dibandingkan
dengan proses serial.
Prinsip pipelining dapat digunakan pada
dua level yang berbeda:
1. Pipeline unit aritmatika
2. Pipeline unit kontrol Waktu eksekusi
lebih cepat dibandingkan dengan proses serial.
Operasi pipeline dapat dilaksanakan secara
siklus yaitu cyclic pipeline, dimana dapat dibagi dalam 5 tahap:
• Operasi baca (dari shared memories)
• Operasi transfer (memori ke elemen
pemroses)
• Operasi eksekusi (di elemen pemroses)
• Operasi transfer (elemen pemroses ke
memori)
• Operasi simpan (di shared memories)
SUMBER :
SUMBER :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar