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
(fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll.
Untuk melakukan berbagai jenis komputasi
paralel diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak
komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel
untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk digunakan perangkat lunak pendukung
yang biasa disebut middleware yang berperan mengatur distribusi antar titik
dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel
untuk merealisasikan komputasi. Salah satu middleware yang asli dikembangkan di
Indonesia adalah OpenPC yang dipelopori oleh GFTK LIPI dan diimplementasikan di
LIPI Public Center.
Pemrograman Paralel sendiri adalah
teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara
bersamaan. Bila komputer yang digunakan secara bersamaan tersebut dilakukan
oleh komputer-komputer terpisah yang terhubung dalam satu jaringan komputer,
biasanya disebut sistem terdistribusi. Bahasa pemrograman yang populer
digunakan dalam pemrograman paralel 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 bisa melakukan beberapa pekerjaan sekaligus, melainkan
proses penjadwalan yang berlakukan pada sistem operasi membuat komputer seperti
mengerjakan tugas secara bersamaan. Sedangkan komputasi paralel 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 1 processor) dengan komputasi
paralel (menggunakan beberapa processor), maka kita harus mengetahui terlebih
dahulu pengertian mengenai model dari komputasi. Ada 4 model komputasi yang
digunakan, yaitu:
· 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.
· 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
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).
· MISD
Yang merupakan singkatan dari Multiple
Instruction, Single Data. MISD 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.
· MIMD
Yang merupakan singkatan dari Multiple
Instruction, Multiple Data. MIMD 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.
Singkatnya untuk perbedaan antara
komputasi tunggal dengan komputasi paralel, bisa digambarkan pada gambar di
bawah ini:
Penyelesaian Sebuah Masalah pada
Komputasi Tunggal
Penyelesaian Sebuah Masalah pada
Komputasi Paralel
Dari perbedaan kedua gambar di atas,
kita dapat menyimpulkan bahwa kinerja komputasi paralel lebih efektif dan dapat
menghemat waktu untuk pemrosesan data yang banyak daripada komputasi tunggal.
Dari penjelasan-penjelasan di atas, kita
bisa mendapatkan jawaban mengapa dan kapan kita perlu menggunakan komputasi
paralel. Jawabannya adalah karena komputasi paralel jauh lebih menghemat waktu
dan sangat efektif ketika kita harus mengolah data dalam jumlah yang besar.
Namun keefektifan akan hilang ketika kita hanya mengolah data dalam jumlah yang
kecil, karena data dengan jumlah kecil atau sedikit lebih efektif jika kita
menggunakan komputasi tunggal.
B. Hubungan antara Komputasi Modern
dengan Paralel 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.
Paralel prosessing komputasi adalah
proses atau pekerjaan komputasi di komputer dengan memakai suatu bahasa
pemrograman yang dijalankan secara paralel pada saat bersamaan. Secara umum
komputasi paralel diperlukan untuk meningkatkan kecepatan komputasi bila
dibandingkan dengan pemakaian komputasi pada komputer tunggal.
Penggunaan komputasi parallel prosessing
merupakan pilihan yang cukup handal untuk saat ini untuk pengolahan data yang
besar dan banyak, hal ini apabila dibandingkan dengan membeli suatu super
komputer yang harganya sangat mahal maka penggunaan komputasi parallel
prosessing merupakan pilihan yang sangat tepat untuk pengolahan data tersebut.
Aspek keamanan merupakan suatu aspek penting dalam sistem parallel prosessing
komputasi ini, karena didalam sistem akan banyak berkaitan dengan akses data,
hak pengguna, keamanan data, keamanan jaringan terhadap peyerangan sesorang
atau bahkan virus sehingga akan menghambat kinerja dari system komputasi ini.
Parallel komputasi adalah melakukan
perhitungan komputasi dengan menggunakan 2 atau lebih CPU/Processor dalam suatu
komputer yang sama atau komputer yang berbeda dimana dalam hal ini setiap
instruksi dibagi kedalam beberapa instruksi kemudian dikirim ke processor yang
terlibat komputasi dan dilakukan secara bersamaan. Untuk proses pembagian
proses komputasi tersebut dilakukan oleh suatu software yang betugas untuk
mengatur komputasi dalam hal makalah ini akan digunakan Message Parsing
Interface (MPI).
Komentar
Artikel :
Artikel diatas merupakan artikel yang menceritakan tentang
komputasi dan parallel processing. Dari artikel tersebut para pembaca dapat
mengetahui apa itu komputasi parallel, yang diperlukan dalam komputasi
parallel, apa itu pemrograman parallel. Selain itu artikel ini menjelaskan
model dari komputasi, diantaranya adalah SISD, SIMD, MISD, MIMD. Di artikel ini
juga telah menjelaskan perbedaan dari 4 model komputasi tersebut berserta
contoh. selain itu artikel ini juga menjelaskan hubungan dari komputasi dan
parallel processing.
Dilihat dari penjelasan yang dibahas
pada artikel tersebut dapat disimpulkan bahwa kelebihan dari artikel tersebut
memberikan informasi yang cukup kepada para pembacanya. Lalu terdapat juga
sebuah gambar yang membuat para pembaca lebih mengerti perbedaan komputasi
tunggal dan komputasi parallel. Lalu terdapat sumber referensi juga atas
pembuatan artikel tersebut, tapi pewarnaan font pada sumber reverensi berwarna
hitam sehingga sangat sulit untuk dilihat karena background dari web tersebut
dominan hitam.
Artikel ini sudah terlihat sangat rapi
dan mudah dibaca serta dipahami. Namun menurutnya materi yang diberikan dalam web ini lebih
banyak menjelaskan tentang paralel processing nya, seperti dapat kita lihat tidak
terdapatnya pengertian komputasi tersendiri. Diawal artikel langsung membahas
tentang pengertian komputasi paralel. Namun penjelasan mengenai hubungan dari ke duanya menurut saya sangat lengkap.
Sumber :
