PARALLEL
PROCESSING
Pemrosesan
paralel (parallel processing) adalah penggunaan lebih dari satu CPU untuk
menjalankan sebuah program secara simultan. Idealnya, parallel processing
membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yang digunakan. 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 (diindustri 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.
TUJUAN
PARALLEL PROCESSING
Tujuan
utama dari pemrosesan paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi.
Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang
sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan. Komputasi paralel
adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan
beberapa komputer secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang
diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar
ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka
jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri
dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara
paralel untukmenyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat
lunak pendukung yang biasa disebutsebagai middleware yang berperan untuk
mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesinparalel. Selanjutnya
pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan
komputasi.Pemrograman Paralel sendiri adalah teknik pemrograman komputer yang
memungkinkan eksekusiperintah/operasi secara bersamaan. Bila komputer yang
digunakan secara bersamaan tersebutdilakukan oleh komputer-komputer terpisah
yang terhubung dalam satu jaringan komputer, biasanya disebut sistem
terdistribusi. Bahasa pemrograman yang populer digunakan dalam pemrograman parallel
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 bias melakukan beberapa
pekerjaan sekaligus, melainkan proses penjadwalan yang berlakukan pada system operasi
membuat komputer seperti mengerjakan tugas secara bersamaan. Sedangkan
komputasi parallel 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 1processor) 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 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 kitaingin
mencari angka 27 pada deretan angka yang terdiri dari 100 angka, dan kita
menggunakan 5processor. Pada setiap processor kita menggunakan algoritma atau
perintah yang sama, namun datayang diproses berbeda. Misalnya processor 1
mengolah data dari deretan / urutan pertama hinggaurutan 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).
-
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.
-
MISD Yang merupakan singkatan dari Multiple
Instruction, Single Data. MISD menggunakan banyak processordengan 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 padacontoh 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 yangdigunakan untuk
teknik pencariannya berbeda di setiap processor. Sampai saat ini belum ada
komputeryang menggunakan model MISD.
-
MIMD Yang merupakan singkatan dari Multiple
Instruction, Multiple Data. MIMD menggunakan banyakprocessor dengan setiap
processor memiliki instruksi yang berbeda dan mengolah data yang berbeda.Namun banyak
komputer yang menggunakan model MIMD juga memasukkan komponen untuk modelSIMD.
Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5,
HP/CompaqAlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.
HUBUNGAN ANTARA KOMPUTASI MODERN
DAN PARALLEL PROCESSING
Hubungan
antara komputasi modern dan parallel processing sangat berkaitan, karena
penggunaan komputer saat ini atau komputasi dianggap lebih cepat dibandingkan
dengan penyelesaian masalah secara manual. Dengan begitu peningkatan kinerja
atau proses komputasi semakin diterapkan, dan salah satu caranya adalah dengan
meningkatkan kecepatan perangkat keras. Dimana komponen utama dalam perangkat
keras komputer adalah processor. Sedangkan parallel processing adalah
penggunaan beberapa processor (multiprocessor atau arsitektur komputer dengan
banyak processor) agar kinerja computer semakin cepat.
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.
Kelebihan:
· Waktu eksekusi lebih cepat.
· Throughput jadi lebih tinggi.
Kekurangan:
· 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.
· Karena membutuhkan banyak prosesor
maka biaya mahal.
Komentar :
Kesimpulannya adalah hubungan antara komputasi modern
dengan paralel processing sangatlah erat. Karena performa dari komputasi modern
bergantung dengan prosesor yang menjadi pusat pemrosesan data, yaitu CPU. Bila
pemrosesan dilakukan dengan pemrosesan paralel yang tepat, maka performa dari
komputasi modern akan berjalan dengan baik dan maksimal. Bila arsitektur
paralel processing yang digunakan kurang tepat, maka pemrosesan data juga tidak
akan berjalan maksimal dan baik. Malah akan mengalami kerugian seperti di atas.
Dan penyelesaian jalan terpendek, biaya minimal, dan segala macam permasalahan
yang dapat diselesaikan dengan paralel processing sangatlah berguna bagi
komputasi modern.