Prosesor Paralel (TUGAS 4)

Prosesor Paralel

     1.      JARINGAN INTERKONEKSI

        Interkoneksi adalah hubungan yang terjadi antara satu koneksi dengan koneksi yang lain. Interkoneksi antar jaringan adalah hubungan atau koneksi antara satu jaringan dengan jaringan yang lain. Jaringan yang terhubung ini bukan hanya jaringan telekomunikasi namun semua bentuk jaringan yang melakukan interkoneksi.

        Banyak yang menganalisa interkoneksi antar jaringan adalah hubungan antar jaringan telekomunikasi. Namun secara harfiah interkoneksi jaringan tidak hanya mengarah ke jaringan telekomunikasi, namun ke semua jaringan.
Topology nya adalah bagaimana sebuah jaringan itu terbentuk, dan bagaimana keamanan dari jaringan itu sendiri. Namun fokus permasalahan disini adalah interkoneksi antara jaringan computer.

        Komputer yang terhubung dengan komputer yang lain melalui jaringan dapat melakukan koneksi dengan konfigurasi jaringan. Koneksi ini memerlukan sebuah Port Koneksi pada kartu jaringan (NIC = Network Interface Card) yang berfungsi sebagai jembatan dari komputer ke sebuah jaringan.

   2.               MESIN SIMD

      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.

Prosesor yang memiliki SIMD menawarkan dua keunggulan, yakni:

• Data langsung dapat dipahami dalam bentuk blok data, dibandingkan dengan beberapa data yang terpisah secara sendiri-sendiri. Dengan menggunakan blok data, prosesor dapat memuat data secara keseluruhan pada waktu yang sama. Daripada melakukan beberapa instruksi "ambil pixel ini, lalu ambil pixel itu, dst", sebuah prosesor SIMD akan melakukannya dalam sebuah instruksi saja, yaitu "ambil semua pixel itu!" (istilah "semua" adalah nilai yang berbeda dari satu desain ke desain lainnya). Jelas, hal ini dapat mengurangi banyak waktu pemrosesan (akibat instruksi yang dikeluarkan hanya satu untuk sekumpulan data), jika dibandingkan dengan desain prosesor tradisional yang tidak memiliki SIMD (yang memberikan satu instruksi untuk satu data saja).
• Sistem SIMD umumnya hanya mencakup instruksi-instruksi yang dapat diaplikasikan terhadap semua data dalam satu operasi. Dengan kata lain, sistem SIMD dapat bekerja dengan memuat beberapa titik data secara sekaligus, dan melakukan operasi terhadap titik data secara sekaligus.

   3.               MESIN MIMD

MIMD berarti banyak prosesor yang dapat mengeksekusi instruksi dan data yang berbeda-beda secara bersamaan. Lebih lanjut sebagai bagian dari komputer, prosesor memiliki otonom yang besar dalam melakukan operasinya. Secara umum MIMD digunakan ketika banyak permasalahan heterogen yang harus diselesaikan pada waktu yang sama. MIMD sangat baik digunkan untuk meneyelesaikan permasalahan yang besar, sebab melebihi data dan kontrol yang harus dilewatkan dari task ke task. Sebagai contoh dalam analogi sebuah Bank, MIMD akan menampilkan kerja terbaiknya ketika masing-masing teller memiliki beberapa transaksi yang harus diselesaikan satu persatu tanpa ada pembuangan waktu dan penghentian dari beberapa bagian transaksi. Tetapi pada sistem MIMD akan dibingungkan oleh aliran data (dataflow) paralel, karena aliran data tersebut harus dikerjakan oleh mesin MIMD secara terus menerus.

Sumber:

http://aksesanda.blogspot.com/2009/08/interkoneksi-antar-jaringan.html

http://id.wikipedia.org/wiki/SIMD

http://sigitwaw.blogspot.com/2011_04_01_archive.html

PIPELINING dan RISC (Tugas 4)

1. Pengertian Pipeline

            Pipeline adalah suatu cara yang digunakan untuk melakukan sejumlah kerja secara bersama tetapi dalam tahap yang berbeda yang dialirkan secara kontinu pada unit pemrosesan. Dengan cara ini, maka unit pemrosesan selalu bekerja.

            Teknik pipeline ini dapat diterapkan pada berbagai tingkatan dalam sistemkomputer. Bisa pada level yang tinggi, misalnya program aplikasi, sampai pada tingkat yang rendah, seperti pada instruksi yang dijaankan oleh microprocessor.

            Pada microprocessor yang tidak menggunakan pipeline, satu instruksi dilakukan sampai selesai, baru instruksi berikutnya dapat dilaksanakan. Sedangkan dalam microprocessor yang menggunakan teknik pipeline, ketika satu instruksi sedangkan diproses, maka instruksi yang berikutnya juga dapat diproses dalam waktu yang bersamaan. Tetapi, instruksi yang diproses secara bersamaan ini, ada dalam tahap proses yang berbeda. Jadi, ada sejumlah tahapan yang akan dilewati oleh sebuah instruksi.

            Dengan penerapan pipeline ini pada microprocessor akan didapatkan peningkatan dalam unjuk kerja microprocessor. Hal ini terjadi karena beberapa instruksi dapat dilakukan secara parallel dalam waktu yang bersamaan. Secara kasarnya diharapkan akan didapatkan peningkatan sebesar X kali dibandingkan dengan microprocessor yang tidak menggunakan pipeline, apabila tahapan yang ada dalam satu kali pemrosesan instruksi adalah X tahap.

            Karena beberapa instruksi diproses secara bersamaan ada kemungkinan instruksi tersebut sama-sama memerlukan resource yang sama, sehingga diperlukan adanya pengaturan yang tepat agar proses tetap berjalan dengan benar. Sedangkan ketergantungan terhadap data, bisa muncul, misalnya instruksi yang berurutan memerlukan data dari instruksi yang sebelumnya. Kasus Jump, juga perlu perhatian, karena ketika sebuah instruksi meminta untuk melompat ke suatu lokasi memori tertentu, akan terjadi perubahan program counter, sedangkan instruksi yang sedang berada dalam salah satu tahap proses yang berikutnya mungkin tidak mengharapkan terjadinya perubahan program counter.

2. Prosedur Vektor Pepelining

§  Mengambil instruksi dan membuffferkannya.

§  Ketika tahapn kedua bebas tahapan pertama mengirimkan instruksi yang dibufferkan tersebut.

§ Pada saat tahapan kedua sedang mengeksekusi instruksi, tahapan pertama memanfaatkan siklus memori yang tidak dipakai untuk mengambil dan membuffferkan instruksi berikutnya.

§ Tiga kesulitan yang sering dihadapi ketika menggunakan teknik pipeline :

§  Terjadinya penggunaan resource yang bersamaan

§  Ketergantungan terhadap data

§  Pengaturan Jump ke suatu lokasi memori

3. Reduced Instruction Set Computers (RISC)

            Seperti pada komponen perangkat keras komputer yang telah berevolusi bertahun-tahun, demikian juga perancangan bagi bahasa yang digunakan untuk memprogram komputer.Bahasa pemrograman tingkat tinggi saat ini berkemampuan sangat tinggi dan sangat rumit dibandingkan dengan FORTRAN, bahasa tingkat tinggi pertama (HLL atau high-level language).Sehubungan dengan evolusi ini, para arsitek komputer telah mencoba untuk merancang komputer yang memberikan suatu operasi dan instruksi yang jauh lebih tinggi tingkatnya pada perangkat keras untuk berhubungan lebih dekat dengan bahasa-bahasa yang membentuk HLL. Contoh dari hal ini adalah instruksi perangkat keras CASE dalam sebuah program Pascal. Hal ini akan lebih mempermudah pekerjaan penulis kompiler dan memberikan kode yang sangat efisien karena CASE sudah terbentuk dalam perangkat keras. Namun kerugian dari strategi ini adalah peningkatan ukuran dan kerumitan kumpulan instruksi pernagkat keras, yang menyebabkan peningkatan waktu perancangan, peningkatan kesalahan perancangan dan penerapan perangkat keras yang tidak konsisten (Patterson & Sequin, 1981). Perncangan komputer tradisional seperti yang telah dijelaskan disebut sebgai complex instruction set computer (CISC). Pendekatan lainnya adalah dengan perancangan reduced instruction set computer (RISC).

sumber:

http://hackwary.blogspot.com/2012/01/pipelining-dan-risc.html

http://yadisetiawan.blogspot.com/2013/01/pipelining-dan-risc-tugas-ke-4.html