Paralel Processing adalah kemampuan menjalankan tugas
atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan secara simultan atau
bersamaan pada sebuah komputer. Secara umum, ini adalah sebuah teknik dimana
sebuah masalah dibagi dalam beberapa masalah kecil untuk mempercepat proses
penyelesaian masalah.
Terdapat dua hukum yang berlaku dalam sebuah parallel
processing. yaitu:
·
Hukum Amdahl
Amdahl berpendapat,
“Peningkatan kecepatan secara paralel akan menjadi linear, melipatgandakan
kemampuan proses sebuah komputer dan mengurangi separuh dari waktu proses yang
diperlukan untuk menyelesaikan sebuah masalah.”
·
Hukum Gustafson
Pendapat yang
dikemukakan Gustafson hampir sama dengan Amdahl, tetapi dalam pemikiran
Gustafson, sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atau lebih
mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan faktor
eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan proses tiap-tiap mesin yang
digunakan.
Gambar diatas merupakan contoh dari sebuah komputasi paralel, dimana pada gambar diatas terdapat sebuah masalah, dari masalah tersebut dibagi lagi menjadi beberapa bagian agar sebuah masalah dapat dengan cepat diatasi.
Tujuan Komputasi Paralel
Tujuan dari komputasi paralel adalah meningkatkan
kinerja komputer dalam menyelesaikan berbagai masalah. Dengan membagi sebuah
masalah besar ke dalam beberapa masalah kecil, membuat kinerja menjadi cepat.
Formula komputasi paralel yang diajukan pada hukum
Amdahl
Dimana a adalah banyaknya paralel yang terjadi. Secara teori, artinya proses penyelesaian masalah menjadi lebih cepat dengan menggunakan komputasi paralel.
Salah satu jenis penggunaan komputasi paralel adalah:
PVM(Parallel Virtual Machine)
Merupakan sebuah perangkat lunak yang mampu
mensimulasikan pemrosesan paralel pada jaringan.
Model komputasi Paralel.
1. Embarasingly
Parallel adalah pemrograman paralel yang digunakan pada
masalah-masalah yang bisa diparalelkan tanpa membutuhkan komunikasi satu sama
lain. Sebenarnya pemrograman ini bisa dibilang sebagai pemrograman paralel yang
ideal, karena tanpa biaya komunikasi, lebih banyak peningkatan kecepatan yang
bisa dicapai.
2. Taksonomi dari model pemrosesan paralel dibuat
berdasarkan alur instruksi dan alur data yang digunakan:
– SISD (Single Instruction Single Datapath) 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 (Single
Instruction Multiple Datapath) 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).
– MIMD (Multiple
Instruction Multiple Datapath) 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.
– MISD (Multiple
Instruction Single Datapath) 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.
Berikut
ini adalah gambar perbedaa antara komputasi tunggal dengan parallel komputasi :
a) komputasi tunggal/serial
b) komputasi parallel
Pada sistem komputasi parallel terdiri dari beberapa unit 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 ini komputer paralel dibedakan menjadi shared memory
parallel machine dan distributed memory parallel machine. Prosesor dan memori ini didalam mesin paralel dapat
dihubungkan (interkoneksi) secara statis maupun dinamis. Interkoneksi statis
umumnya digunakan oleh distributed memory system (sistem memori terdistribusi).
Sambungan langsung peer to peer digunakan untuk menghubungkan semua prosesor.
Interkoneksi dinamis umumnya menggunakan switch untuk menghubungkan antar
prosesor dan memori.
Komunikasi data pada sistem paralel memori terdistribusi, memerlukan alat
bantu komunikasi. Alat bantu yang sering digunakan oleh sistem seperti PC
Jaringan pada saat ini adalah standar MPI (Message Passing Interface) atau
standar PVM (Parallel Virtual Machine)yang keduanya bekerja diatas TCP/IP
communication layer. Kedua standar ini memerlukan fungsi remote access agar
dapat menjalankan program pada masing-masing unit prosesor. Salah satu protocol yang dipergunakan pada komputasi
parallel adalah Network File System (NFS), NFS adalah protokol yang dapat
membagi sumber daya melalui jaringan. NFS dibuat untuk dapat independent dari
jenis mesin, jenis sistem operasi, dan jenis protokol transport yang digunakan.
Hal ini dilakukan dengan menggunakan RPC. NFS memperbolehkan user yang telah
diijinkan untuk mengakses file-file yang berada di remote host seperti
mengakses file yang berada di lokal. Protokol yang digunakan protokol mount
menentukan host remote dan jenis file sistem yang akan diakses dan menempatkan
di suatu direktori, protokol NFS melakukan I/O pada remote file system.
Protokol mount dan protokol NFS bekerja dengan menggunakan RPC dan mengiri
dengan protokol TCP dan UDP. Kegunaan dari NFS pada komputasi parallel adalah
untuk melakukan sharing data sehingga setiap node slave dapat mengakses program
yang sama pada node master.
Software yang diperlukan untuk Parallel komputasi adalah PGI CDK, dimana
aplikasi ini telah dilengkapi dengan Cluster Development Kit dimana software
ini telah memiliki feature yang lengkap bila ingin melakukan komputasi dengan
parallel prosessing karena software ini telah mensupport MPI untuk melakukan
perhitungan komputasi.
Sumber :
Tidak ada komentar:
Posting Komentar