Parallel Processorsalman

Parallel Processor By: Salman Al Farizi 2D4 EA 7107040025 Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS-ITS)

PENDAHULUAN Kebutuhan akan Pengolahan Paralel Motivasi : Pengolahan data numerik dalam jumlah yang sangat besar Kebutuhan akan ketersediaan data yang senantiasa up to date.

Pengolahan Paralel : Pengolahan

informasi yang menekankan pada manipulasi data-data elemen secara simultan.

Dimaksudkan

untuk mempercepat komputasi dari sistem komputer dan menambah jumlah keluaran yang dapat

Termonologi Komputer

Paralel :Komputer yang memiliki kemampuan untuk melakukan pengolahan paralel. Throughput :Banyaknya keluaran yang dihasilkan per unit waktu. 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.

Termonologi 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

Termonologi Pipeline

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

Peningkatan throughput dapat dilakukan dengan Meningkatkan Meningkatkan

kecepatan operasi

jumlah operasi yang dapat dilakukan dalam satu waktu tertentu (concurrency).

MODEL-MODEL KOMUNIKASI  Pemrosesan

Paralel adalah Pelaksanaan instruksi secara bersamaan waktunya.

 Ada

2 model komunikasi : 1. Multiprosesor 2. Multikomputer

TEKNIK-TEKNIK PEMROSESAN PARALEL Setiap

operasi komputer, mulai proses fetch awal pada sebuah instruksisampai eksekusinya untuk menyimpan atau menuliskan hasil-hasilnya, biasanyadilakukan secara sekuensial, yaitu satu per satu. Sebuah komputer paralel mem-punyai kemampuan untuk saling tumpang tindih atau menjalankan beberapaoperasi ini secara bersamaan waktunya

TEKNIK-TEKNIK PEMROSESAN PARALEL Beberapa

cara

telah dikembangkan untuk memperkenalkan paralelisme kedalam arsitektur komputer serial. Beberapa di antaranya adalah sebagai berikut

TEKNIK-TEKNIK PEMROSESAN PARALEL

Pipelining. Unit-unit fungsional berganda (multiple). Daripada memiliki sebuah ALU dalam sebuah CPU untuk mejalankan semua fungsi aritmatika dan logika,kita dapat membangun unit-unit yang terpisah untuk menjalankan fungsifungsi yang berbeda. Kita dapat juga memiliki lebih dari satu unit untukmenjalankan suatu fungsi tertentu. Kedua pendekatan itu memungkinkanterjadinya perhitungan paralel

TEKNIK-TEKNIK PEMROSESAN PARALEL

Tumpang tindih antara operasioperasi CPU dan I/O. Pada komputer-komputer terdahulu, CPU bertanggung jawab untuk mengarahkan semua operasi I/O dan untuk menjalankan instruksiinstruksi program di dalam memori.Dengan memiliki sebuah prosesor I/O khusus (specialpurpose) (lihat Bagian 6.5) yang menangani semua operasi I/O memungkinkan pelaksanaan instruksi-instruksi program lainnya

TEKNIK-TEKNIK PEMROSESAN PARALEL Interleaving memori. Interleaving pada memori memungkinkan lebih dari satu word yang di-fetch dari memori pada suatu waktu. Dalam hubungannya dengan teknikteknik paralelisme lainnya, cara ini dapat digunakan untuk menyediakan instruksi dan data dalam kecepatan yang tinggi

TEKNIK-TEKNIK PEMROSESAN PARALEL Multiprograming. Dari titik pandang sistem komputer, multiprograming merupakan jenis paralelisme yang diperlihatkan pada.Dalam kasus ini, kejadiannya merupakan program-program yang dijalankan secara sekuensial pada interval waktu yang sama.

TEKNIK-TEKNIK PEMROSESAN PARALEL 1.

Multiprosesing. Daripada kita memiliki sebuah CPU dalam sebuah sistem,kita dapat menggunakan beberapa prosesor yang bekerja bersama-sama pada permasalahan yang sama dan menghasilkan paralelisme. Dalam kasus ini,kejadian-kejadian itu dapat berupa bagian dari suatu program tunggal atau suatu program yang benar-benar terpisah. Kejadian yang pertama lebih sulit,kecuali jika program-

KLASIFIKASI PADA ARSITEKTUR KOMPUTER PARALEL Paralelisme

dalam suatu komputer dapat diaplikasikan pada beberapa tingkatan,seperti berikut: 2.Tingkat pekerjaan 3.Tingkat prosedur 4.Tingkat instruksi 5.Tingkat aritmatika dan bit

KLASIFIKASI PADA ARSITEKTUR KOMPUTER PARALEL Paralelisme

dalam suatu komputer dapat diaplikasikan pada beberapa tingkatan,seperti berikut: 2.Tingkat pekerjaan: antara pekerjaan-pekerjaan atau fasefase suatu pekerjaan. Hal ini menjadi prinsip dasar dari multiprograming. 3.Tingkat prosedur

KLASIFIKASI PADA ARSITEKTUR KOMPUTER PARALEL Paralelisme

dalam suatu komputer dapat diaplikasikan pada beberapa tingkatan,seperti berikut: Tingkat pekerjaan Tingkat prosedur: antara prosedur-prosedur dan di dalam loop. Hal ini harus tercakup sebagai hal yang penting bagi suatu bahasa.

KLASIFIKASI PADA ARSITEKTUR KOMPUTER PARALEL Paralelisme

dalam suatu komputer dapat diaplikasikan pada beberapa tingkatan,seperti berikut: Tingkat pekerjaan Tingkat prosedur Tingkat instruksi : antara fasefase sebuah siklus instruksi, yaitu fetch, de-code dan eksekusi suatu instruksi

KLASIFIKASI PADA ARSITEKTUR KOMPUTER PARALEL Paralelisme dalam suatu komputer dapat diaplikasikan pada beberapa tingkatan,seperti berikut: Tingkat pekerjaan Tingkat prosedur Tingkat instruksi Tingkat aritmatika dan bit: antara bit-bit dalam sirkuit aritmatika. Salah satu contohnya adalah

Klasifikasi Flynn Michael

J. Flynn (1966) 1. SISD: single instruction stream, single data stream 2. SIMD: single instruction stream, multiple data stream 3. MISD: multiple instruction stream, single data stream 4. MIMD: multiple instruction stream, multiple data stream

SISD Sebuah

komputer SISD merupakan suatu komputer serial konvensional, dimana instruksiinstruksi dijalankan satu per satu dan sebuah instruksi tunggal berhubungan dengan paling banyak satu operasi data. Kita dapat juga menggukan pipelining untuk mempercepat pemrosesan dan kebanyakan komputer SISD di-pipeline-kan kebeberapa

SIMD Dalam

sebuah komputer SIMD , suatu instruksi tunggal mungkin mengawali sejumlah besar operasi. Instruksi vektor ini, seperti nama mereka, dilaksanakan satu per satuan waktu namun mampu bekerja pada beberapa aliran data sekaligus. Juga, kita dapat menggunakan pipelining untuk mempercepat pemrosesan. Kelas

MISD Kelas

MISD melaksanakan beberapa operasi instruksi secara bersamaan pada sebuah item data tunggal. Organisasi secara teoritisnya, namun tidak ada komputer yang masuk dalam kategori ini

MIMD Sebuah

komputer MIMD dicirikan oleh eksekusi lebih dari satu instruksi pada saat yang bersamaan, dimana setiap instruksi beroperasi pada beberapa aliran data. Kelas ini mencakup sistem multiprosesor, mulai dari komputer mainframe yang dihubungkan ke suatu jaringan (linked) sampai array mikroprosesor yang besar.

Klasifikasi Shore J.E.

Shore (1973) membuat suatu klasifikasi arsitektur komputer yang didasarkan pada organisasi bagian-bagian penyusun suatu komputer dan membedakannya menjadi enam jenis mesin.

Klasifikasi Shore Mesin

I. Pada komputer ini, satu instruksi 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 juga menjalankan satu instruksi pada suatu waktu,namun ia beroperasi pada sebuah irisan dari suatu bit

Klasifikasi Shore Mesin

III. Sebuah komputer dalam kelas ini memiliki dua unit pengolahan yang dapat beroperasi pada data, satu word dalam suatu waktu atau suatu irisan bit dalam suatu waktu. (Irisan bit ke-/' dari n word merupakan bit ke-/ dari masingmasing n word, jika dianggap sebagai suatu keseluruhan.) Mesin ini juga dikenal sebagai

Klasifikasi Shore Mesin

IV. Komputer jenis ini dicirikan oleh sejumlah elemen pengolahan (unit pengolahan dan unit memori), semua di bawah kendali sebuah unit kendali logika (CLU) tunggal. Komunikasi antara elemen-elemen pengolahan hanya di-lakukan melalui unit kendali logika.

Klasifikasi Shore Mesin

V. Mesin V dihasilkan dengan mengubah Mesin IV sedemikian sehingga elemenelemen pengolahan dapat berkomunikasi dengan tetangga terdekat mereka. Karena itu, suatu elemen pengolahan dapat mereferensikan data didalam daerah memorinya sendiri maupun daerah memori pada elemen pengolahan lain di

Klasifikasi Shore Mesin

VI. Komputer ini, disebut sebagai array logikadalam-memori,merupakan sebuah mesin dengan logika prosesor yang tersebar dalam memori.Suatu contoh mesin jenis ini adalah prosesor array asosiatif.

Perbandingan Klasifikasi Klasifikasi

Mesin I Shore berhubungan dengan kelas SISD Flynn dan Mesin II sampai IV dapat dianggap sebagai subdivisi kelas SIMD. Pada klasifikasi Feng,Mesin I merupakan WSBP, Mesin II merupakan WPBS dan Mesin II sampai VI merupakan WPBP.

Banyaknya Prosesor (Number of Processor) Semakin

banyak prosesor yang digunakan semakin tinggi biaya untuk memperoleh solusi sebuah problem. Hal ini terjadi karena perlu dipertimbangkan biaya pengadaan prosesor dan perawatannya. Jumlah prosesor yang tergantung dari n , n=ukuran problem, dinyatakan sebagai p(n). Kadang-kadang jumlah prosesor