PARALLEL COMPUTATION

Parallel Computation

Konsep Paralel

Paralel Processing adalah kemampuan menjalankan tugas atau aplikasi lebih dari satu aplikasi dan dijalankan secara simultan atau bersamaan pada sebuah komputer. Secara umum, Paralel Processing adalah sebuah teknik dimana sebuah masalah dibagi dalam beberapa masalah kecil untuk mempercepat proses penyelesaian masalah.

Hukum Paralel Processing
  • Hukum Amdahl

“Peningkatan kecepatan secara paralel akan menjadi linear, melipatgandakan kemampuan proses sebuah komputer dan mengurangi separuh dari waktu proses yang diperlukan untuk menyelesaikan sebuah masalah."
  • Hukum Gustafson

“Sebuah komputasi paralel berjalan dengan menggunakan dua atau lebih mesin untuk mempercepat penyelesaian masalah dengan memperhatikan faktor eksternal, seperti kemampuan mesin dan kecepatan proses tiap-tiap mesin yang digunakan

Komputasi Parallel

Komputasi Parallel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer secara bersamaan.
Komputasi Paralel membutuhkan :
·                     Algoritma
·                     Bahasa Pemograman
·                     Compiler

Contoh Komputasi Paralel:

Bagan Komputasi  Paralel Terdistribusi
Pada gambar diatas terdapat sebuah masalah, dimana masalah tersebut dibagi menjadi beberapa bagian lalu bagian dari masalah tersebut dibagikan ke-tiga CPU untuk diselesaikan secara bersamaan.

Distributed Processing
Distributed Processing atau Distributed Computing System adalah sekumpulan peralatan pemrosesan yang saling terhubung melalui jaringan komputer dan saling bekerjasama untuk mengerjakan tugas-tugas tertentu. Yang dimaksud dengan peralatan pemrosesan dataadalah peralatan komputasi yang dapat mengeksekusi sendiri sebuah program.
Sekumpulan peralatan yang saling terhubung akan mendistribusikan berbagai macam hal, dianataranya adalah:
·                     Processing Logic / Pemrosesan secara logis
·                     Fungsi. Beberapa fungsi sistem komputer dapat didelegasikan ke beberapa hardware atau software
·                     Data
·                     Kontrol

Kriteria Distributed Processing
Pemrosesan terdistribusi (Distributed Processing) dapat dikelompokkan berdasarkan beberapa kriteria, yaitu:
·                     Degree of Computing / tingkat hubungan : Tinggi atau rendah ? Jumlah data yang saling digunakan dibandingkan dengan jumlah pemrosesan lokal
·                     Struktur antar hubungan : kuat atau lemah ? Jika komponen di Share dikatakan kuat ?
·                     Kesalingtergantungan komponen-komponen : Kuat atau lemah dalam mengekseskusi proses.
·                     Keselarasan antar komponen : selaras atau tidak selaras ?

Architectural Paralel Computer

Dalam taksonomi arsitektur paralel ada dua keluarga arsitektur paralel yang banyak diterapkan adalah
·                     Single Instruction Single Data (SISD)

Single Instruction Single Data (SISD) ini memiliki hanya satu instruksi yang dieksekusi secara serial. Komputer ini adalah tipe komputer konvensional. Menururut mereka tipe komputer ini tidak ada dalam praktik komputer paralel karena bahkan mainframe pun tidak lagi menggunakan satu processor. Klasifikasi ini sekedar untuk melengkapi definisi komputer paralel. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SISD adalah UNIVACI, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP 1.
·                     Single Instruction Multiple Data (SIMD)

Single Instruction – Multiple Data, komputer ini memiliki lebih dari satu prosesor, tetapi hanya mengeksekusi satu instruksi secara paralel pada data yang berbeda pada level lock-step. Komputer vektor adalah salah satu komputer paralel yang menggunakan arsitektur ini. 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).
·                     Multiple Instruction Multiple Data (MIMD)

Multiple Instructions Multiple Data,  komputer ini memiliki lebih dari satu prosesor dan mengeksekusi lebih dari satu instruksi secara paralel. Tipe komputer ini yang paling banyak digunakan untuk membangun komputer paralel, bahkan banyak supercomputer yang menerapkan arsitektur ini. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.

Thread Programming
Threading / Thread adalah sebuah alur kontrol dari sebuah proses. Konsep threading adalah menjalankan 2 proses ( proses yang sama atau proses yang berbeda ) dalam satu waktu.
Contoh:
Sebuah web browser mempunyai thread untuk menampilkan gambar atau tulisan sedangkan thread yang lain berfungsi sebagai penerima data dari network.
Threading dibagi menjadi 2, yaitu :
·                     Static Threading
Teknik ini biasa digunakan untuk komputer dengan chip multi processors dan jenis komputer shared-memory lainnya. Teknik ini memungkinkan thread berbagi memori yang tersedia, menggunakan program counter dan mengeksekusi program secara independen. Sistem operasi menempatkan satu thread pada prosesor dan menukarnya dengan thread lain yang hendak menggunakan prosesor itu.
·                     Dynamic Multithreading
Merupakan pengembangan dari teknik sebelumnya yang bertujuan untuk kemudahan karena dengannya, programmer tidak harus pusing dengan protokol komunikasi, load balancing, dan kerumitan lain yang ada pada static threading.
Concurrency platform ini menyediakan scheduler yang melakukan load balacing secara otomatis. Walaupun platformnya masih dalam pengembangan namun secara umum mendukung dua fitur (Nested parallelism dan Parallel loops).

Pengantar Programming GPU-CUDA

Graphic Processing Unit (GPU)
GPU (Graphic Processing Unit) sendiri merupakan sebuah alat/hardware, yang berfungsi sebagai render grafis terdedikasi dalam kesatuan sistem hardware PC atau Notebook. GPU bisa berada pada Video Card khusus (VGA Card) atau terintegrasi dalam Motherboard berupa Integrated GPU. GPU berfungsi untuk mengolah dan memanipulasi grafis pada CPU (Central Processing Unit), untuk nantinya ditampilkan dalam bentuk Visual Grafis pada Monitor (output).

CUDA (Compute Unified Device Architecture)
CUDA (Compute Unified Device Architecture) adalah arsitektur komputasi paralel yang dikembangkan oleh NVIDIA. CUDA adalah mesin komputasi dalam pemrosesan grafis NVIDIA unit (GPU) yang dapat diakses oleh pengembang perangkat lunak melalui varian dari bahasa pemrograman standar industri. CUDA merupakan kumpulan program-program yang menerjemahkan teks dalam bentuk bahasa komputer (computer language) berupa source language/source code, ke dalam bentuk bahasa komputer yang lain (target language/object code). Arsitektur CUDA memungkinkan GPU (yang telah support CUDA) menjadi arsitektur terbuka seperti layaknya CPU (Central Processing Unit atau Processor). Hanya, tidak seperti CPU, GPU memiliki arsitektur banyak-inti yang pararel. Setiap inti memiliki kemampuan untuk menjalankan ribuan “thread” secara simultan. Jika aplikasi yang dijalankan sesuai dengan arsitektur ini, GPU dapat menyediakan keuntungan yang lebih besar dari segi performa proses aplikasi tersebut.

Komponen Pendukung CUDA
Secara umum, komponen-komponen pendukung CUDA adalah:
  • Aplikasi, adalah perangkat lunak yang dibuat oleh penguna, memakai bahasa pemrograman khusus (kembangan C).
  • Pustaka perangkat lunak, yang menyediakan layanan dasar untuk program aplikasi mengakses CPU maupun GPU.
  • Perangkat keras khusus, yaitu GPU yang menyediakan mesin paralel.
  • Perangkat keras CPU, sebagai mesin sekuensial.

Kelebihan CUDA:
  • CUDA menggunakan bahasa “C” standar, dengan beberapa ekstensi yang simpel.
  • Shared memory – CUDA menyingkapkan wilayah memory yang cepat (berukuran 16 KB) yang dapat di bagi diantara thread-thread yang ada. Hal ini dapat digunakan sebagai user-managed-cache, sehingga mengaktifkan bandwitdth yang lebih besar (dari besaran bandwidth yang dimungkinkan), menggunakan texture loops.
  • Proses download dan readbacks yang lebih cepat, dari dan ke GPU.
  • Support penuh terhadap operasi integer dan bitwise.

Kelemahan CUDA:
  • CUDA tidak support texture rendering,
  • Bus Bandwidth dan latensi antara CPU dengan GPU bisa jadi bottleneck (tidak imbang),
  •  CUDA hanya terdapat pada GPU Nvidia

Kelompok 5:
Ahmad Iqbal Fauzy - 50414569
Darristya Dewi - 52414549
Fajar Sudrajat - 53414885
Fanny Kusuma Putri - 53414920
Fitriani Ermarika Dewi - 54414348
Muhammad Tazjudin N. K. - 57414021


Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Manusia

Manusia Manusia adalah makhluk sosial yang senantiasa membutuhkan orang lain, oleh karena itu manusia senantiasa membutuhkan interaksi dengan manusia yang lain. Seorang Antropologi Indonesia yaitu Koentjaraningrat menyatakan bahwa masyarakat adalah kesatuan hidup manusia yang berinteraksi menurut suatu sistem adat istiadat tertentu yang bersifat terus menerus, dan yang terikat oleh suatu rasa identitas bersama. Pandangan yang dikemukakan oleh Koentjaraningrat tersebut menegaskan bahwa di dalam masyarakat terdapat berbagai komponen yang saling berinteraksi secara terus menerus sesuai dengan sistem nilai dan sistem norma yang di anutnya. Interaksi antar komponen tersebut dapat terjadi antara individu dengna individu, antara lain individu dengan kelompok, maupun antara kelompok dengan kelompok. Pengertian Manusia Menurut Para Ahli Berikut ini adalah pengertian dan definisi manusia menurut beberapa ahli: NICOLAUS D. & A. SUDIARJA Manusia adalah bhineka, tetapi tungg...
Baca selengkapnya

SISTEM MULTIMEDIA

Gambar
1.       DASAR-DASAR MULTIMEDIA Pengertian Multimedia: Secara bahasa,  multimedia  terdiri dari dua suku kata, yaitu multi dan media. Multi berati banyak atau bermacam-macam, sedangkan media berarti alat atau sesuatu yang digunakan untuk menyampaikan informasi (pesan). Multimedia merupakan suatu konsep dan teknologi baru bidang teknologi informasi, di mana informasi dalam bentuk teks, gambar, suara, animasi, dan video disatukan dalam computer untuk di simpan, diproses dan disajikan baik secara liner maupun interaktif. Jenis-jenis Multimedia: 1.              Multimedia Interaktif User dapat mengontrol secara penuh mengenai apa dan kapan elemen multimedia akan ditampilkan atau dikirimkan. Contoh: Game, CD interaktif, apilkasi program, virtual reality, dll. 2.              Multimedia Hipe...
Baca selengkapnya

Manusia, Kehidupan dan Kematian

Gambar
Manusia, Kehidupan dan Kematian Manusia, kehidupan dan kematian adalah sesuatu yang tidak dapat dipisahkan. Setiap manusia yang hidup, pasti akan mengalami kematian, itulah takdir yang telah ditentukan oleh Tuhan YME. Pada pembahasan kali ini, akan dijelaskan tentang Apa arti dari kehidupan, kematian beserta kaitannya dengan manusia. Hidup Hidup adalah suatu hubungan pertalian antara ruh dan jasad serta hubungan dan reaksi antara keduanya. M. Mutawalli Asy-Sya'rawi mengatakan, bahwa kehidupan tidak terbatas hanya pada kehidupan jin dan manusia, tapi mencakup semua makhluk yang ada di alam ini. Beliau menganggap salah selama ini orang-orang terlanjur mendefenisikan makhluk hidup itu sebagai sesuatu yang dapat merasa dan bergerak, padahal yang sebenarnya makhluk hidup itu semua benda yang dapat melaksanakan fungsinya di alam ini.                 Al Quran juga menjelaskan bahwa benda padat bisa menangis (QS...
Baca selengkapnya