Parallel Computing

by Unknown Tuesday, June 06, 2017 0 comments

Apa itu Parallel Computing ?

Parallel Computing atau Komputasi Paralel merupakan salah satu Teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Pada umumnnya komputasi paralel diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangan besar, baik karena pengolahan data dalam jumlah yang besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua komputasi paralel biasa ditemui pada kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika, kimia, dll.

Konsep paralel adalah sebuah kemampuan prosesor untuk melakukan sebuah tugas ataupun banyak tugas secara bersamaan dengan kata lain prosesor mampu melakukan satu ataupun banyak tugas dalam satu waktu.

Dalam komputasi paralel ada yang dinamakan dengan pemrograman paralel. Pemrograman paralel adalah Teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan, baik dalam prosesor tunggal ataupun banyak (prosessor ganda dengan mesin paralel) CPU.

Apa sih tujuan utama dari pemrograman paralel ?

Tujuan utama dari pemrograman paralel yaitu guna menginkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang dapat dilakukan secara bersamaan, maka semakin banyak pekerjaan yang dapat diselesaikan dengan waktu yang lebih singkat. Performa dalam pemrograman paralel diukur dari berapa banyak penigkatan kecepatan yang diperoleh dalam menggunakan tehnik paralel.

Parallel processing berbeda dengan multitasking, yaitu satu CPU mengeksekusi beberapa program sekaligus. Parallel processing disebut juga dengan parallel computing. Pada sistem komputasi paralel terdiri dari beberapa unti prosesor dan beberapa unit memori. Ada dua Teknik yang berbeda untuk mengakses data di unit memori, yaitu shared memory address dan message passing. Berdasarkan cara mengorganisasikan memori, computer paralel dibedakan menjadi shared memory parallel dan distributed memory parallel machine.

Prosesor dan memori ini didala mesin paralel dapat dihubungkan secara statis maupun dinamis. Interkoneksi statis pada umumnya digunakan oleh distributed memory system. Sambungan langsung peer to peer digunakan untuk menghuungkan semua prosesor. Interkoneksi dinamis umumnya menggunakan switch untuk menghubungkan antar processor dan memory.

Message passing

         

          Message passing adalah paradigm fundamental untuk aplikasi DS. Suatu proses mengirimkan message yang mewakili suatu request. Message disampaikan ke penerima yang kemudian memproses request tersebut dan mengirim pesan balasan. Kemudian balasan tersebut memicu request lainnya yang berlanjut pada balasan berikutnya dan seterusnya. Operasi dasar yang dibutuhkan untuk mendukung paradigm message passing adalah send and receive.

Apa itu Distributed Processing?

         

Distributed Processing atau pemrosesan terdistribusi merupakan proses pendistribusian pengelolahan paralel dalam pemrosesan paralel menggunakan beberapa mesin. Jadi, dapat dikatakan bahwa kemampuan dari suatu komputer-komputer yang dijalankan secara cepat bersamaan untuk memecahkan suatu masalah dengan proses yang cepat.

Menurut Gystafson proses terdistribusi adalah sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atu lebih mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan factor eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan proses tiap-tiap mesin yang digunakan.

Contoh dari proses terdistribusi adalah ketika terdapat macam massalah diberikan pada satu master, maka dengan menggunakan komputer paralel massalah tersebut akan terpecah menjadi beberapa bagian secara terdistribusi.

Architectural Parallel Computer

Menurut seorang Designer Processor, taksonomi Flynn, Arsitektur Komputer dibagi menjadi 4 baguan, yaitu :

1.    SISD (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.

2.    SIMD (Single Instruction, Multiple Data) 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).

3.   MISD (Multiple Instruction, Single Data) 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.

4.    MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data) 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.