Paralel Prosesor

Paralel Prosesor Dimas Seto Irawan 2 EA - D4 7107040014 PENS - ITS

Definisi Paralel Prosesor  Paralel prosesor adalah suatu prosesor

dimana pelaksanaan instruksinya secara bersamaan waktunya.  Sehingga menyebabkan pelaksanaan suatu kejadian: 1. dalam interval waktu yang sama 2. dalam dalam waktu yang bersamaan 3. dalam waktu yang saling tumpang tindih

Teknik Pemrosesan Paralel  Pada prosesor paralel memiliki beberapa teknik

pemrosesan: 1. Pipelining 2. Unit-unit fungsional berganda 3. Tumpang tindih antara operasi CPU dan I/O 4. Interleaving memori 5. Multiprograming 6. Multiprosesing

Klasifikasi Perancangan Prosesor Paralel Prosesor Paralel Flynn

Shore

Feng

- SISD

- Mesin I

- SIMD

- Mesin II

- WSBS

- MISD

- Mesin III

- MIMD

- Mesin IV - Mesin V - Mesin VI

- WSBP - WPBS - WPBP

Klasifikasi Flynn  Diperkenalkan oleh Michael J.Flynn (1966),

skema ini merupakan suatu aliran sebagai suatu rangkaian item-item, baik berupa instruksi maupun data yang dijalankan oleh prosesor.  Di klasifikasikan : - SISD - SIMD - MISD - MIMD

SISD

SISD  Merupakan komputer serial konvensional

yang memiliki instruksi-instruksi yang mana di jalankan satu per satu  Sebuah instruksi tunggal berhubungan dengan paling banyak satu operasi data serta juga dapat di pipeline-kan ke beberapa saluran tambahan.  Instruksi sekuensial

SIMD

SIMD  Merupakan suatu instruksi tunggal mungkin

mengawali sejumlah besar operasi  Dilaksanakan satu per satuan waktu namun bekerja pada beberapa aliran data sekaligus  Juga bisa untuk pipelining dalam mempercepat pemrosesan

MISD

MISD  Melaksanakan beberapa operasi instruksi

secara bersamaan pada sebuah item data tunggal

 Belum dapat diimplementasikan dengan baik

MIMD

MIMD  Eksekusi lebih dari satu instruksi pada saat

yang bersamaan yang dimana setiap instruksi beroperasi pada beberapa aliran data.

 Yang termasuk MIMD

1. Multikomputer (Loosely Coupled) 2. Multiprosesor (Tightly Coupled)

MULTIPROSESOR  Sebuah sistem komputer paralel yang didasrkan pada     

pemakaian memori tunggal secara bersama-sama Model multiprosesor berkembang menjadi software : Menggunakan bersama sebuah ruang alamat virtual tunggal yang dipetakan pada memori bersama Untuk membaca atau menulis sebuah word memori dengan menjalankan instruksi LOAD dan STORE Multiprosesor sulit untuk dikembangkan tapi mudah diprogram Contoh : Sun Enterprise 10000, Sequent NUMA-Q, SGI Origin 2000 dan HP/ Convex Exemplar

MULTIKOMPUTER  Sebuah sistem komputer paralel dimana setiap CPU memiliki  

  

memorinya sendiri dan independen Disebut juga dengan Sistem Memori Terdistribusi Setiap CPU memori lokal sendiri yang bisa diakses dengan hanya menjalankan instruksi LOAD dan STORE, tetapi tidak bisa diakses oleh CPU lain Multikomputer memiliki satu ruang alamat fisik per CPU Multikomputer mudah untuk dikembangkan tapi sulit diprogram Contoh : SP2 IBM, Option Red Intel/ Sandina dan COW Wisconsin

KOMBINASI MULTIPROSESOR DENGAN MULTIKOMPUTER 1. Rancangan yang dapat diskalakan Rancangankomputer paralel yang dapat terus beroperasi dengan baik sebanyak apapun CPU diparalelkan 2. Distributed Shared Memory (DSM) Memori bersama yang menyediakan satu ruang alamat virtual bersama dengan penghalaman pada sistem seluruhnya 3. Sistem Runtime Bahasa Bahasa pemrograman menyediakan abstraksi memori bersama, yagn dimplementasikan oleh kompiler dan sistem runtime

Klasifikasi Shore  Diperkenalkan oleh J.E. Shore (1973) yamh

membuat suatu klasifikasi arsitektur komputer dengan dasar pada organisasi bagian-bagian penyusun suatu komputer  Di klasifikasikan - Mesin I, Mesin II, MesinIII, Mesin IV, Mesin V dan Mesin VI

Mesin I  Suatu instruksi yang dikerjakan pada suatu

waktu dan masing-masing beroperasi pada satu word dalam suatu waktu. Unit pengolahan bisa berupa pipeline maupun tidak.

Mesin II  Komputer ini menjalankan suatu instruksi

pada suatu waktu, namun ia beroperasi pada suatu irisan dari suatu bit dalam suatu waktu, bukannya semua bit dalam suatu word data.  Pipeliningnya tidak relevan bagi klasifikasi ini.

Mesin III  Komputer yang memiliki 2 unit pengolahan

yaitu satu word dalam suatu waktu atau suatu irisan bit dalam suatu waktu.  Dikenal juga sebagai komputer orthogonal

Mesin IV  Komputer ini dicirikan oleh sejumlah elemen

pengolahan (UNIT PENGOLAHAN DAN UNIT MEMORI)  Berada di bawah kendali logika (CLU) tunggal  Komunikasi antara elemen pengolahan hanya dilakukan melalui unit kendali logika

Mesin V  Dihasilkan dengan mengubah mesin IV yang

mana elemen pengolahannya dapat berkomunikasi sengan tetangga terdekat mereka.  Suatu elemen pengolahan dapat mereferensikan data di dalam daerah memorinya sendiri maupun memori pada elemen pengolahan yang lain.

Mesin VI  Komputer ini disebut sebagai array logika

dalam memori

 Mesin dengan logika terbesar dalam memori  Contoh prosesor array asosiatif

Klasifikasi Feng  Diperkenalkan oleh Tse-yum Feng (1972)

atas dasar tingkatan paralelisme  Tingkatan paralelisme diwakili oleh (n,m) dimana n merupakan panjang word dan m adalah panjang irisan bit  Diklasifikasikan WSBS, WPBS, WSBP DAN WPBP

WSBS  Merupakan word serial/bit serial  Jika n = 1 dan m = 1  Word dan bit diproses satu per satuan

waktu

WPBS  Merupakan word paralel/bit serial  Jika n > 1 dan m = 1  Semua n irisan bit diproses satu per satuan

waktu

WSBP  Merupakan word serial/bit paralel  Jika n = 1 dan m > 1  Sejumlah n word diproses satu per satuan

wakru tetapi sejumlah it dari masing-masing word diproses secara paralel

WPBP  Merupakan word paralel/ bit paralel  Jika n > 1 dan m > 1  Sejumlah nm bit diproses secara bersamaan

JARINGAN INTERKONEKSI  Ada 5 komponen :

1. CPU 2. Memori 3. Interface : peralatan yang yangnmembawa pesan masuk dan keluar dari CPU dan Memori 4. Penghubung : saluran fisik yang dilalui bit-bit untuk berpindah tempat 5. Switch : peralatan yang memiliki banyak port input dan port output

KINERJA  Untuk menggembangkan komputer paralel agar bisa

beroperasi lebih cepat dari prosesor tunggal

 Masalah Kinerja yang berkaitan dengan komputer

paralel : 1. Metrik Hardware Kecepatan CPU dan I/O 2. Metrik Software : Mengetahui seberapa cepat sebuah program beroperasi pada sebuah komputer paralel dibanding sebuah prosesor tunggal

Organisasi Paralel  Pemrosesan paralel mempunyai beberapa

organisasi, yaitu : 2. Sistem prosesor array terdiri dari sejumlah elemen pemrosesan yang beroperasi secara paralel di bawah pengendalian sebuah unit kendali tunggal 3. Sistem multiprosesor terdiri atas sejumlah prosesor yang lengkap yang dapat memproses data secara independen

Organisasi Paralel 3. Arus data merupakan arsitektur dimana instruksinya secara otomatis dimungkinkan untuk dieksekusi begitu operand data yang diminta tersedia