Dokumen - SKK113108 - STMIK EL RAHMA BAB_XI
BAB X
ORGANISASI KOMPUTER PARALEL
1.
Multiprocessing
Mempunyai karakteristik :
A.Mengandung 2 atau lebih processor general purpose yang memiliki kemampuan
yang setara.
B.Semua processor memiliki akses bersama ke memory global (umum) beberapa
memory local dapat juga digunakan.
C.Semua processor memiliki akses bersama ke perangkat I/o baik melalui saluran
yang sama maupun berbeda.
D.System dikontrol oleh system opersi yang terintegrasi yang menyediakan interaksi
processor dengan program pada tingkatan job task file data.
CPU
CPU
CPU
I/O
Interkoneksi
I/O
I/O
Memory Utama
Gambar 10.1 Sistem multiprosesor tigly coupled
2.
Organisasi Multiprocessor
A. Pengorganisasian multiprocessor dibagi menjadi 3 :
1.
Time shared bus.
Time shared bus merupakan mekanisme pembentukan multiprocessor yang
paling sederhana. Struktur dan antar mukanya sama dengan processor
tunggal yang menggunakan interkoneksi bus.
Untuk memungkinkan transfer DMA disediakan rancangan sepertui berikut ;
a.
Addressing, untuk menetukan sumber daya dan tujuan.
b.
Arbitration, untuk menentukan permintaan-permintaan yang
melakukan persaingan dalam memperoleh control bus.
c.
Time sharring, jika sebuah modul sedang mengontrol bus, modul
yang lain dikunci, apabila perlu harus menahan operasi sampai dengan
akses bus diperoleh.
Kelebihan time sharred bus :
a.
Kesederhanaan, organisasi ini merupakan pendekatan organisasi
multiprocessor yang paling sederhana, antarmuka fisik dan logika
pengalamatan, arbitrasi dan time sharring seluruh processor tetap sama
seperti pada system processor tunggal.
b.
Fleksibilitas, mudah untuk dikembangkan dengan cara menambahkan
CPU yang lebih banyak ke bus.
c.
Reliabilitas, kegagalan suatu perangkat yang terhubung tidak akan
menyebabkan kegagalan bagi system secara keseluruhan.
Kelemahan time sharred bus :
Kinerjanya kurang baik karena kecepatan system dibatasi oleh siklus waktu.
2. Multiport memory.
a. Memungkinkan akses modul-modul memory utama secara langsung dan
independent oleh CPU dan modul I/O .
b. Lebih kompleks daripada dengan pendekatan bus.
c.Mampu memberikan kinerja yang lebih baik, karena masing-masing
processor memiliki lintasan ke masing-masing modul memory.
d.Memungkinkan untuk melakukan konfigurasi bagian memory sebagai
private bagi sebuah CPU atau lebih dan atau modul I/O.
e.Dapat meningkatkan keamanan untuk mencegah terjadinya akses yang
tidak diijinkan dan untuk menyimpan rutin recovery.
3. Central control unit.
a.
Menyalurkan aliran data yang terpisah secara bolak-balik
diantara modul-modul yang independent (CPU, memory, I/O).
b.
Pengontrol dapat membufferkan permintaan-permintaan dan
melakukan fungsi arbitrasi dan pewaktuan.
c.
Dapat melewatkan pesan-pesan status dan control diantara
CPU-CPU dan melakukan peringatan up date cache.
Kelebihan :
Fleksibilitas dan kemudahan interfacing pendekatan bus.
Kelemahan :
Unit kontrolnya cukup rumit dan merupakan penyebab pengurangan kinerja.
3. Organisasi processor parallel
A. Sistem processor parallel :
1.
System dengan sejumlah processor diinterkoneksikan dan
bekerjasama untuk mengeksekusi program-program aplikasi.
2.
Mendukung paralelisme tingkat tinggi.
3.
Menawarkan frame work eksplisit untuk pembuatan perangkat
lunak system dan aplikasi dengan mnggunakan paralelisme .
B. Jenis-jenis processor parallel.
Processor parallel
SIMD
MIMD
Share memory
(multiprocessor)
Distributed
memory
(multikomputer)
Gambar 10.2 Bagan prosesor parallel.
1. SIMD (Single Instruction Multiple Data) Stream.
Control Signal
Control
Instruksi
operasi
Data
Operasi
Hasil Data
operasi
Hasil
Data
Operasi
operasi
Hasil
Hasil
Data
Data
Memori
Gambar 10.3 Bagan SIMD
Sebuah instruksi mesin tunggal mengontrol secara simultan eksekusi
sejumlah elemen-elemen pengolahan berdasarkan lock-step. Setiap elemen
pengolahan memiliki kaitan dengan memori data tertentu, sehingga setiap
instruksi dieksekusi terhadap himpunan data yang berbeda oleh processor
yang berbeda.
Komputer SIMD ini mempunyai sifat :
a.
Mendistribusikan pemrosesan ke sejumlah hardware.
b.
Beroperasi secara bersama-sama pada beberapa elemen data yang
berbeda.
c.
Menjalankan komputasi yang sama pada elemen data.
Hasil
2. MIMD ( Multiple Instruction Multiple Data) Stream:
Sejumlah processor secara simultan mengeksekusi rangkaian instruksi yang
berbeda pada kumpulan data yang berbeda pula.
Control Signal
Control
Instruksi
operasi
Data
Control Signal
Operasi
Hasil Instruksi
Control Signal
operasi
Data
Operasi
Hasil
Instruksi
operasi
Data
Memori
Bambar 10. 4 Bagan MIMD
Komputer MIMD mempunyai sifat :
a. Mendistribusikan pemrosessan ke sejumlah prosesor independen.
b. Membagikan sumber, termasuk memori utama, ke prosesor komponen.
c. Setiap prosesor beroperasi secara independen dan bersama-sama.
d. Setiap prosesor menjalankan programnya sendiri.
Arsitektur MIMD yang berbeda mempunyai interconnection network,
prosesor, struktur pengalamatan memori, struktur sinkronisasi dan kontrol
yang berbeda.
Hasil
ORGANISASI KOMPUTER PARALEL
1.
Multiprocessing
Mempunyai karakteristik :
A.Mengandung 2 atau lebih processor general purpose yang memiliki kemampuan
yang setara.
B.Semua processor memiliki akses bersama ke memory global (umum) beberapa
memory local dapat juga digunakan.
C.Semua processor memiliki akses bersama ke perangkat I/o baik melalui saluran
yang sama maupun berbeda.
D.System dikontrol oleh system opersi yang terintegrasi yang menyediakan interaksi
processor dengan program pada tingkatan job task file data.
CPU
CPU
CPU
I/O
Interkoneksi
I/O
I/O
Memory Utama
Gambar 10.1 Sistem multiprosesor tigly coupled
2.
Organisasi Multiprocessor
A. Pengorganisasian multiprocessor dibagi menjadi 3 :
1.
Time shared bus.
Time shared bus merupakan mekanisme pembentukan multiprocessor yang
paling sederhana. Struktur dan antar mukanya sama dengan processor
tunggal yang menggunakan interkoneksi bus.
Untuk memungkinkan transfer DMA disediakan rancangan sepertui berikut ;
a.
Addressing, untuk menetukan sumber daya dan tujuan.
b.
Arbitration, untuk menentukan permintaan-permintaan yang
melakukan persaingan dalam memperoleh control bus.
c.
Time sharring, jika sebuah modul sedang mengontrol bus, modul
yang lain dikunci, apabila perlu harus menahan operasi sampai dengan
akses bus diperoleh.
Kelebihan time sharred bus :
a.
Kesederhanaan, organisasi ini merupakan pendekatan organisasi
multiprocessor yang paling sederhana, antarmuka fisik dan logika
pengalamatan, arbitrasi dan time sharring seluruh processor tetap sama
seperti pada system processor tunggal.
b.
Fleksibilitas, mudah untuk dikembangkan dengan cara menambahkan
CPU yang lebih banyak ke bus.
c.
Reliabilitas, kegagalan suatu perangkat yang terhubung tidak akan
menyebabkan kegagalan bagi system secara keseluruhan.
Kelemahan time sharred bus :
Kinerjanya kurang baik karena kecepatan system dibatasi oleh siklus waktu.
2. Multiport memory.
a. Memungkinkan akses modul-modul memory utama secara langsung dan
independent oleh CPU dan modul I/O .
b. Lebih kompleks daripada dengan pendekatan bus.
c.Mampu memberikan kinerja yang lebih baik, karena masing-masing
processor memiliki lintasan ke masing-masing modul memory.
d.Memungkinkan untuk melakukan konfigurasi bagian memory sebagai
private bagi sebuah CPU atau lebih dan atau modul I/O.
e.Dapat meningkatkan keamanan untuk mencegah terjadinya akses yang
tidak diijinkan dan untuk menyimpan rutin recovery.
3. Central control unit.
a.
Menyalurkan aliran data yang terpisah secara bolak-balik
diantara modul-modul yang independent (CPU, memory, I/O).
b.
Pengontrol dapat membufferkan permintaan-permintaan dan
melakukan fungsi arbitrasi dan pewaktuan.
c.
Dapat melewatkan pesan-pesan status dan control diantara
CPU-CPU dan melakukan peringatan up date cache.
Kelebihan :
Fleksibilitas dan kemudahan interfacing pendekatan bus.
Kelemahan :
Unit kontrolnya cukup rumit dan merupakan penyebab pengurangan kinerja.
3. Organisasi processor parallel
A. Sistem processor parallel :
1.
System dengan sejumlah processor diinterkoneksikan dan
bekerjasama untuk mengeksekusi program-program aplikasi.
2.
Mendukung paralelisme tingkat tinggi.
3.
Menawarkan frame work eksplisit untuk pembuatan perangkat
lunak system dan aplikasi dengan mnggunakan paralelisme .
B. Jenis-jenis processor parallel.
Processor parallel
SIMD
MIMD
Share memory
(multiprocessor)
Distributed
memory
(multikomputer)
Gambar 10.2 Bagan prosesor parallel.
1. SIMD (Single Instruction Multiple Data) Stream.
Control Signal
Control
Instruksi
operasi
Data
Operasi
Hasil Data
operasi
Hasil
Data
Operasi
operasi
Hasil
Hasil
Data
Data
Memori
Gambar 10.3 Bagan SIMD
Sebuah instruksi mesin tunggal mengontrol secara simultan eksekusi
sejumlah elemen-elemen pengolahan berdasarkan lock-step. Setiap elemen
pengolahan memiliki kaitan dengan memori data tertentu, sehingga setiap
instruksi dieksekusi terhadap himpunan data yang berbeda oleh processor
yang berbeda.
Komputer SIMD ini mempunyai sifat :
a.
Mendistribusikan pemrosesan ke sejumlah hardware.
b.
Beroperasi secara bersama-sama pada beberapa elemen data yang
berbeda.
c.
Menjalankan komputasi yang sama pada elemen data.
Hasil
2. MIMD ( Multiple Instruction Multiple Data) Stream:
Sejumlah processor secara simultan mengeksekusi rangkaian instruksi yang
berbeda pada kumpulan data yang berbeda pula.
Control Signal
Control
Instruksi
operasi
Data
Control Signal
Operasi
Hasil Instruksi
Control Signal
operasi
Data
Operasi
Hasil
Instruksi
operasi
Data
Memori
Bambar 10. 4 Bagan MIMD
Komputer MIMD mempunyai sifat :
a. Mendistribusikan pemrosessan ke sejumlah prosesor independen.
b. Membagikan sumber, termasuk memori utama, ke prosesor komponen.
c. Setiap prosesor beroperasi secara independen dan bersama-sama.
d. Setiap prosesor menjalankan programnya sendiri.
Arsitektur MIMD yang berbeda mempunyai interconnection network,
prosesor, struktur pengalamatan memori, struktur sinkronisasi dan kontrol
yang berbeda.
Hasil