KOMPUTASI PARALEL

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 (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisikakomputasi), kimia (kimia komputasi) dll.

KEBUTUHAN AKAN KOMPUTER PARALEL

Dahulu:

– Ilmu klasik didasarkan pada observasi, teori dan eksperimen

– Observasi dari fenomena menghasilkan hipotesa

– Teori dikembangkan untuk menerangkan fenomena

– Design eksperimen untuk menguji teori (dilakukan secara fisik) à kendala: tidak etis, biaya mahal, waktu lama

Sekarang:

– Eksperimen dilakukan melalui simulasi numerik

– Ilmu sekarang: observasi, teori, eksperimen, simulasi numerik à kendala: butuh komputer yang powerful

Contoh:

– Oceanographer pada Oregon State University akan mensimulasikan secara numerik sirkulasi global dari samudra dengan membagi laut sebagai berikut:

• 4096: dari timur ke barat

• 1024 dari utara ke selatan

• 12 lapisan laut

– Berarti butuh 4096 X 1024 X 12 = ± 50 juta

– Jika setiap bagian (iterasi) butuh 10 menit dengan 30 milyar kalkulasi floating point maka perlu komputer EXTREMELY HIGH SPEED

PARADIGMA PENGOLAHAN PARALEL

Pengklasifikasian oleh Flynn, dikenal sebagai Taksonomi Flynn, membedakan komputer paralel ke dalam empat kelas berdasarkan konsep aliran data (data stream) dan aliran instruksi (instruction stream), sebagai : SISD, SIMD, MISD, MIMD.

• SISD (Single Instruction stream, Single Data stream)

Komputer tunggal yang mempunyai satu unit kontrol, satu unit prosesor dan satu unit memori.

• SIMD (Single Instruction stream, Multiple Data stream)

Komputer yang mempunyai beberapa unit prosesor di bawah satu supervisi satu unit common control. Setiap prosesor menerima instruksi yang sama dari unit kontrol, tetapi beroperasi pada data yang berbeda. 

• MISD (Multiple Instruction stream, Single Data stream)

Sampai saat ini struktur ini masih merupakan struktur teoritis dan belum ada komputer dengan model ini.

• MIMD (Multiple Instruction stream, Multiple Data stream)

Organisasi komputer yang memiliki kemampuan untuk memproses beberapa program dalam waktu yang sama. Pada umumnya multiprosesor dan multikomputer termasuk dalam kategori ini.

TERMINOLOGI

• Pengolahan Paralel :

pengolahan informasi yang ditekankan pada manipulasi elemen data yang dimiliki oleh satu atau lebih dari satu proses secara bersamaan dalam rangka menyelesaikan sebuah problem.

• Komputer Paralel :

komputer multi-prosesor dengan kemampuan melakukan pengolahan paralel.

• Supercomputer :

sebuah general-purpose computer yang mampu me-nyelesaikan problem dengan kecepatan komputasi sangat tinggi. Semua superkomputer kontemporer adalah komputer paralel. Beberapa di antaranya memiliki prosesor yang sangat kuat dalam jumlah yang relatif sedikit, sementara yang lainnya dibangun oleh mikroprosesor dalam jumlah yang cukup besar.

• Throughput :

banyaknya keluaran yang dihasilkan per unit waktu

• Pipeline :

Pada komputasi pipelined, komputasi dibagi ke dalam sejumlah langkah yang masingmasing disebut sebagai segmen, atau stage. Output dari sebuah segmen menjadi input segmen yang lain.

Komputasi parallel merupakan teknik untuk membuat beberapa mesin digabungkan seolah-olah menjadi semua mesin yang terhubung menrupakan satu kesatuan mesin sehingga dapat menyelesaikan permasalahan komputasi dengan lebih cepat. paradigma yang digunakan pada computasi parallel menurut Flynn ada 4 yaitu SISD, SIMD, MISD, MIMD paradigma ini yang membedakan proses yang digunakan pada computasi parallel.

Sumber :

http://jurisya.staff.gunadarma.ac.id/Downloads/files/20279/Kuliah1.pdf