Prosesor paralel adalah salah satu jenis komputasi
banyak komputasi atau eksekusi dari proses yag dijalankan secara simultan.
Sebuah instruksi yang besar dapat dipecah menjadi beberapa instruksi kecil dan
dijalankan secara bersamaan. Ada beberapa bentuk parallel computing diantaranya
bit-level paralellism, instruction level paralellism, dan data paralellism.
Pemrosesan Paralel
Single instruction, single data stream - SISD
Single instruction, multiple data stream – SIMD
Multiple instruction, single data stream - MISD
Multiple instruction, multiple data stream- MIMD
Pada prosesor paralel memiliki beberapa teknik pemrosesan :
1. Pipelining
2. Unit-unit fungsional berganda
3. Tumpang tindih antara operasi CPUdan I/O
4. Interleaving memori
5. Multiprograming
6. Multiprosesing
1. Jaringan Interkoneksi
Ada 5 komponen
1. CPU
2. Memori
3. Interface : peralatan yang yangnmembawa
pesanmasuk dan keluar dari CPU danMemori
4. Penghubung : saluran fisik yang dilalui
bit-bituntuk berpindah tempat
5. Switch : peralatan yang memiliki banyak
portinput dan port output
Komunikasi diantara terminal-terminal yang berbeda
harus dapat dilakukan dengan suatu media tertentu. Interkoneksi yang efektif
antara prosesor dan modul memorisangat penting dalam lingkungan komputer.
Menggunakan arsitektur bertopologi busbukan merupakan solusi yang praktis
karena bus hanya sebuah pilihan yang baik ketika digunakan untuk menghubungkan
komponen-komponen dengan jumlah yang sedikit. Jumlah komponen dalam sebuah modul
IC bertambah seiring waktu. Oleh karena itu, topologi bus bukan topologi
yang cocok untuk kebutuhan interkoneksi komponenkomponen di dalam modul IC.
Selain itu juga tidak dapat diskalakan, diuji, dan kurang dapat disesuaikan,
serta menghasilkan kinerja toleransi kesalahan yang kecilMenghubungkan prosesor
dan memori bersama dalam arsitektur paralel. Jenis-jenis topologi prosessor
yaitu Linear dan ring, shuffle exchange, hypercube, star, de Bruijn, binary
tree, delta, butterfly, mesh, omega dan pyramid.
Dua group topologi jaringan :
- Jaringan statik – koneksinya tetap/fixed
- Jaringan dinamik – dapat dikonfigurasi ulang
2. Mesin SIMD & MIM
2.1.Mesin
SIMD (Single Instruction, Multiple Data)
SIMD adalah singkatan dari Single Instruction,
Multiple Data, merupakan sebuah istilah dalam komputasi yang merujuk kepada
sekumpulan operasi yang digunakan untuk menangani jumlah data yang sangat
banyak dalam paralel secara efisien, seperti yang terjadi dalam prosesor vektor
atau prosesor larik. SIMD pertama kali dipopulerkan pada superkomputer skala
besar, meski sekarang telah ditemukan pada komputer pribadi.
Contoh aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah aplikasi yang memiliki nilai yang sama yang ditambahkan ke banyak titik data (data point), yang umum terjadi dalam aplikasi multimedia. Salah satu contoh operasinya adalah mengubah brightness dari sebuah gambar. Setiap pixel dari sebuah gambar 24-bit berisi tiga buah nilai berukuran 8-bit brightness dari porsi warna merah (red), hijau (green), dan biru (blue). Untuk melakukan perubahan brightness, nilai R, G, dan B akan dibaca dari memori, dan sebuah nilai baru ditambahkan (atau dikurangkan) terhadap nilai-nilai R, G, B tersebut dan nilai akhirnya akan dikembalikan (ditulis kembali) ke memori.
Contoh aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah aplikasi yang memiliki nilai yang sama yang ditambahkan ke banyak titik data (data point), yang umum terjadi dalam aplikasi multimedia. Salah satu contoh operasinya adalah mengubah brightness dari sebuah gambar. Setiap pixel dari sebuah gambar 24-bit berisi tiga buah nilai berukuran 8-bit brightness dari porsi warna merah (red), hijau (green), dan biru (blue). Untuk melakukan perubahan brightness, nilai R, G, dan B akan dibaca dari memori, dan sebuah nilai baru ditambahkan (atau dikurangkan) terhadap nilai-nilai R, G, B tersebut dan nilai akhirnya akan dikembalikan (ditulis kembali) ke memori.
Mesin SIMD secara umum mempunyai karakteristik sbb:
♦ Mendistribusi proses ke sejumlah besar hardware
♦ Beroperasi terhadap berbagai elemen data yang berbeda
♦ Melaksanakan komputasi yang sama terhadap semua elemen data
2.2.Mesin
MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)
MIMD adalah sebuah singkatan dari,
"Multiple Instruction Stream-Multiple Data Stream" yaitu sebuah
komputer yang memiliki beberapa prosesor yang bersifat otonomus yang mampu
melakukan instruksi yang berbeda pada data yang berbeda. Sistem terdistribusi
umumnya dikenal sebagai MIMD, entah itu menggunakan satu ruangan memori secara
bersama-sama atau sebuah ruangan memori yang terdistribusi. Pada sistem
komputer MIMD murni terdapat interaksi di antara pemrosesan. Hal ini disebabkan
seluruh aliran dari dan ke memori berasal dari space data yang sama bagi semua
pemroses. Komputer MIMD bersifat tightly coupled jika tingkat interaksi antara
pemroses tinggi dan disebut loosely coupled jika tingkat interaksi antara
pemroses rendah.
Prosesor pipeline adalah prosesor MISD yang bekerja berdasarkan prinsip
pipelining. Pada
pipeline proses dapat dibagi menjadi beberapa tahap dan beberapa proses
dapat dilaksanakan
secara simultan.Waktu eksekusi lebih cepat dibandingkan dengan proses
serial.
Prinsip pipelining dapat digunakan pada dua level yang berbeda:
· Pipeline unit
aritmatika
· Pipeline unit
control
·
3. Arsitektur Pengganti
Dalam bidang teknik computer, arsitektur pengganti
merupakan konsep perencanaan atau struktur pengoperasian dasar dalam computer
atau bisa dikatakan rencana cetak biru dari deskripsi fungsional kebutuhan dari
perangkat keras yang didesain, implementasi perencanaan dari masing-masing
bagian seperti CPU, RAM, ROM, Memory Cache.
Refrensi:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar