Paralel Prosesor

Dimas Seto Irawan2 EA - D4

7107040014PENS - 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 sama2. dalam dalam waktu yang bersamaan3. dalam waktu yang saling tumpang tindih

Teknik Pemrosesan Paralel

Pada prosesor paralel memiliki beberapa teknik pemrosesan:1. Pipelining2. Unit-unit fungsional berganda3. Tumpang tindih antara operasi CPU dan I/O4. Interleaving memori5. Multiprograming6. Multiprosesing

Klasifikasi Perancangan Prosesor Paralel

Prosesor Paralel

FengShore- Mesin I

- Mesin II

- Mesin III

- Mesin IV

- Mesin V

- Mesin VI

- SISD

- SIMD

- MISD

- MIMD

Flynn

- WSBS

- 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 BahasaBahasa 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. CPU2. Memori3. Interface : peralatan yang yangnmembawa pesan

masuk dan keluar dari CPU dan Memori4. Penghubung : saluran fisik yang dilalui bit-bit

untuk berpindah tempat5. 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 :

1. Sistem prosesor array terdiri dari sejumlah elemen pemrosesan yang beroperasi secara paralel di bawah pengendalian sebuah unit kendali tunggal

2. 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