PROCESSOR PARALEL

PROCESSOR PARALEL

Pemrosesan paralel (parallel processing) adalah penggunaaan lebih dari satu CPU untuk menjalankan sebuah program secara simultan. Idealnya, parallel processing membuat program berjalan lebih cepat karena semakin banyak CPU yang digunakan. Tetapi dalam praktek, seringkali sulit membagi program sehingga dapat dieksekusi oleh CPU yang berbea-beda tanpa berkaitan di antaranya.

Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan. Biasanya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Untuk melakukan aneka jenis komputasi paralel ini diperlukan infrastruktur mesin paralel yang terdiri dari banyak komputer yang dihubungkan dengan jaringan dan mampu bekerja secara paralel untuk menyelesaikan satu masalah. Untuk itu diperlukan aneka perangkat lunak pendukung yang biasa disebut sebagai middleware yang berperan untuk mengatur distribusi pekerjaan antar node dalam satu mesin paralel. Selanjutnya pemakai harus membuat pemrograman paralel untuk merealisasikan komputasi.

Pemrograman paralel adalah teknik pemrograman komputer yang memungkinkan eksekusi perintah/operasi secara bersamaan baik dalam komputer dengan satu (prosesor tunggal) ataupun banyak (prosesor ganda dengan mesin paralel) CPU. Tujuan utama dari pemrograman paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.

Tujuan utama dari pemrosesan paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan.

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

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.

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, dll.

DAFTAR PUSTAKA

http://dimaswibisono23.blogspot.co.id/2016/12/prosesor-paralel.html

http://bagusonthespot.blogspot.co.id/2012/04/parallel-processing.html

PIPELINING & RISC

PIPELINING & RISC

PIPELINING

Secara yang kita ketahui Pipeline adalah cara kerja paralel, dimana komputer mengerjakan 2 atau lebih bagian instruksi secara bersamaan . Maka Pipelining adalah teknik yang digunakan untuk merealisasi paralel processing, yaitu dengan membagi operasi ke dalam k-stage (beberapa tingkatan) atau sub-operasi, sehingga pada satu saat ada operasi berjalan yang sekaligus.

Pipelining adalah salah satu cara yang paling sering digunakan dalam paralel processing. Sebuah operasi dibagi menjadi sejumlah sub operasi elementer, kita namakan k. Kemudian kita membentuk sebuah sistem dengan banyak stage sebesar k, dan mengeksekusi sub operasi tersebut pada setiap stage satu demi satu.

Pipe lining adalah salah satu teknik instruksi yang digunakan dalam desain komputer dan perangkat elektronik digital lainnya untuk meningkatkan instruksi throughput (jumlah instruksi yang dapat dijalankan pada waktu yang sama).

Contoh :

Gambar dibawah adalah generik pipa dengan 4 tahapan.

Stage 1 : Fetch

Stage 2 : Membaca Sandi

Stage 3 : Menjalankan

Stage 4 : Write-back

Abu-abu yang terdapat  diatas kotak adalah daftar tunggu instruksi yang akan dilaksanakan, bagian bawah kotak abu abu adalah daftar instruksi yang telah selesai, dan tengah kotak putih adalah pipa.

Kekurangan pada pipeline adalah dalam prakteknya, bagaimanapun, prosesor RISC beroperasi lebih dari satu siklus per instruksi. Prosesor mungkin mengumpulkan hasil dari data dependensi dan instruksi cabang.

Data dependensi terjadi bila instruksi tergantung pada hasil dari instruksi sebelumnya. Instruksi tertentu mungkin perlu data dalam register yang belum disimpan, sejak itulah pekerjaan yang sebelumnya instruksi yang belum mencapai tahap yang akan di pipeline.

RISC ( Reduced Instruction Set Computing )

Reduced Instruction Set Computing (RISC) atau "Komputasi set instruksi yang disederhanakan" pertama kali digagas oleh John Cocke, peneliti dari IBM di Yorktown, New York pada tahun 1974 saat ia membuktikan bahwa sekitar 20% instruksi pada sebuah prosesor ternyata menangani sekitar 80% dari keseluruhan kerjanya. Komputer pertama yang menggunakan konsep RISC ini adalah IBM PC/XT pada era 1980-an. Istilah RISC sendiri pertama kali dipopulerkan oleh David Patterson, pengajar pada University of California di Berkely.

RISC  berarti  "komputasi  kumpulan  instruksi  yang  disederhanakan".  RISC merupakan  sebuah  arsitektur  komputer atau  arsitektur  komputasi  modern  dengan instruksi-instruksi dan jenis eksekusi yang paling sederhana. Arsitektur ini digunakan pada  komputer  dengan  kinerja  tinggi,  seperti  komputer  vektor.  Selain  digunakan dalam  komputer vektor, desain ini  juga  diimplementasikan pada prosesor  komputer lain,  seperti  pada  beberapa  mikroprosesor  Intel  960,  Itanium (IA64)  dari  Intel Corporation,  Alpha  AXP dari  DEC,  R4x00 dari  MIPS  Corporation,  PowerPC dan Arsitektur  POWER dari  International Business  Machine. Selain itu, RISC  juga umum

dipakai  pada  Advanced  RISC  Machine  (ARM) dan  StrongARM (termasuk  di antaranya adalah Intel XScale), SPARC dan UltraSPARC dari Sun Microsystems, serta PA-RISC dari Hewlett-Packard.

RISC mempunyai karakteristik :

· one cycle execution time : satu putaran eksekusi. Prosessor RISC mempunyai CPI (clock per instruction) atau waktu per instruksi untuk setiap putaran. Hal ini dimaksud untuk mengoptimalkan setiap instruksi pada CPU.

· pipelining:adalah sebuah teknik yang memungkinkan dapat melakukan eksekusi secara simultan.Sehingga proses instruksi lebih efisien.

· large number of registers: Jumlah register yang sangat banyak. RISC di Desain dimaksudkan untuk dapat menampung jumlah register yang sangat banyak untuk mengantisipasi agar tidak terjadi interaksi yang berlebih dengan memory.

Ciri-Ciri Prosessor RISC :

·         Prosessor RISC mengeksekusi instruksi pada setiap siklus detak (Robinson 1987:144, Johnson 1987:153).

·         Instruksi  pada  prosesor  RISC  memiliki  format  tetap,  sehingga  rangkaian pengontrol  instruksi  menjadi  lebih  sederhana.  Dengan  kata  lain  dapat menghemat penggunaan luasan keping semikonduktor.

·         Instruksi yang berhubungan dengan memori hanya instruksi isi (load) dan instruksi  simpan  (store),  dan  instruksi  lain  dilakukan  dalam  register internal prosesor.

·         Prosesor  RISC  memerlukan  waktu  kompilasi  yang  lebih  lama  daripada prosesor CISC.

·         Konsep arsitektur RISC banyak menerapkan proses eksekusi pipeline. Meskipun jumlah perintah tunggal yang diperlukan untuk melakukan pekerjaan yang diberikan mungkin lebih besar, eksekusi secara pipeline memerlukan waktu yang lebih singkat daripada  waktu  untuk  melakukan  pekerjaan  yang  sama  dengan  menggunakan perintah yang lebih rumit.  Mesin RISC memerlukan memori yang lebih besar untuk mengakomodasi  program  yang  lebih  besar.  IBM  801  adalah  prosesor  komersial pertama yang menggunakan pendekatan RISC.

DAFTAR PUSTAKA

http://manly-boyz.blogspot.co.id/2011/09/definisi-pipelining.html

https://id.wikipedia.org/wiki/RISC

http://desinilawati.blogspot.co.id/2013/09/apa-itu-risc-dan-cisc.html     

Arsitektur Family Komputer IBM-PC

Arsitektur Family Komputer IBM PC

IBM PC adalah sebutan untuk keluarga komputer pribadi buatan IBM. IBM PC diperkenalkan pada 12 Agustus 1981, dan "dipensiunkan" pada tanggal 2 April 1987. Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, Komputer personal pertamakali muncul setelah diperkenalkan mikroprosesor, yaitu chip tunggal yang terdiri dari set register , ALU dan unit kontrol computer. IBM PC merupakan arsitektur bus tunggal yang disebut PC I/O Channel BUS atau PC BUS. PC BUS melengkapi PC dengan 8 jalur data, 20 jalur alamat, sejumlah jalur kontrol dan ruang alamat fisik PC adalah 1 MB.

Sejak diluncurkan oleh IBM, IBM PC memiliki beberapa keluarga, yakni :

-          IBM 4860 PCjr

-          IBM 5140 Convertible Personal Computer (laptop)

-          IBM 5150 Personal Computer (PC yang asli)

-          IBM 5155 Portable PC (sebenarnya merupakan PC XT yang portabel)

-          IBM 5160 Personal Computer/eXtended Technology

-          IBM 5162 Personal Computer/eXtended Technology Model 286 (sebenarnya merupakan PC AT)

-          IBM 5170 Personal Computer/Advanced Technology

KOMPONEN IBM PC:

·      Sistem Kontrol BUS

·      Sistem Kontrol Intrerrupt

·      Sistem Kontrol RAM dan ROM

·      Sistem Kontrol DMA

·      Timer

·      SistemKontrol I/O

SISTEM SOFTWARE:

·      Penetapan Alamat Port I/O

·      Penetapan Vector Interrupt

·      ROM BIOS

·      Penetapan Alamat Memori

MANFAAT ARSITEKTURAL ARSITEKTUR PC:

·         Kemudahaan penggunaan

·         Daya Tempa

·         Daya Kembang

·         Expandibilitas

Konfigurasi Mikrokomputer Dasar

Berdasarkan UkurannyaBerdasarkan ukurannya, komputer digolongkan ke dalam micro computer (komputer mikro), mini computer (komputer mini), small computer (komputer kecil), medium computer (komputer menengah), large computer (komputer besar) dan super computer (komputer super).1.Micro ComputerMicro Computer (Mikro Komputer) disebut juga dengan nama personal computer (komputer personal) .

Ukuran main memory komputer mikro sekarang berkisar dari 16 MB sampai lebih dari 128 MB, dengan konfigurasi operand register 8 bit, 16 bit, atau 32 bit. Kecepatan komputer mikro sekarang berkisar 200 Mhz sampai dengan 500 Mhz. Komputer mikro umumnya adalah single-user (pemakainya tunggal), yaitu satu komputer hanya dapat digunakan untuk satu pemakai saja untuk tiap saat.

1.       Chipset adalah set dari chip yang mendukung kompatibel yang mengimplementasikan berbagai fungsi tertentu seperti pengontrol interupt, pengontrol bus dan timer.

2.       Chip khusus yang di sebut koprosesor yang beroperasi bersama dengan CPU guna meningkatkan fungsionalitasnya

Komponen IBM-PC

Berikut ini adalah beberapa komponen komponen yang terdapat pada IBM-PC

-          Sistem kontrol BUS : Pengontrol BUS, Buffer Data, dan Latches Alamat

-          Sistem kontrol interuppt : Pengontrol Interuppt

-          Sistem kontrol RAM & ROM : Chip RAM & ROM, Decoder Alamat, dan Buffer

-          Sistem kontrol DMA : Pengontrol DMA

-          Timer : Timer Interval Programmable

-          Sistem kontrol I/O : Interface Paralel Programmable

DAFTAR PUSTAKA

https://id.wikipedia.org/wiki/IBM_PC

http://icikomputer.blogspot.co.id/2015/09/arsitektur-famili-komputer-ibm.html

http://amirmukhlis06.blogspot.co.id/2016/12/arsitektur-family-komputer-ibm-pc.html