KATA PENGANTAR Alhamdulillah puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga kami dapat menyelesaikan tugas mata kuliah organisasi dan sistem komputer ini dengan lancar. Tak lupa sholawat dan salam kami panjatkan kepada junjungan nabi besar kita Nabi Muhammad SAW dan para sahabatnya semoga kita semua selalu dalam dilindungannya. Tujuan Kami menyelesaikan E-Book yang berjudul tentang Paralel Organization, Paralel Processing, dan Multicore Computer ini adalah untuk mempermudah dalam pembelajaran tentang materi yang ada pada mata kuliah organisasi dan sistem komputer khususnya untuk materi paralel organization, paralel processing, multicore computer dan dalam rangka tugas mata kuliah ini diharapkan dapat membantu mahasiswa untuk memahami lebih lanjut mengenai Materi yang kami sampaikan Meskipun E-Book ini telah tersusun, kami meyakini bahwa dalam pembuatan E-Book ini masih jauh dari kata sempurna ,oleh karena itu, kami sangat menghargai untuk menerima segala kritik dan saran yang membangun guna penyempurnaan laporan ini. Akhir kata, kami ingin mengucapkan terimakasih kepada bapak Ragel Trisudarmo, M.Kom. yang telah berupaya membantu kelancaran proses belajar mengajar kami di dalam kelas baik secara langsung maupun tidak langsung. Kuningan, 13 Oktober 2023 Penyusun.
3 DAFTAR ISI | E-book Paralel Organization-Paralel Przzocessing dan Multicore BAB I PENDAHULUAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 4 DAFTAR ISI KATA PENGANTAR............................................................................................................. 1 DAFTAR ISI .......................................................................................................................... 3 BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................................ 4 A. Latar Belakang ...................................................................................................... 4 B. Rumusan Masalah................................................................................................. 4 D. Manfaat ................................................................................................................. 5 BAB II PEMBAHASAN ......................................................................................................... 6 A. Pengertian paralel processing ............................................................................. 6 B. Arsitektur komputer paralel.................................................................................. 7 C. Jenis-Jenis arsitektur paralel ............................................................................... 8 D. Komponen-komponen utama dalam pemrosesan paralel................................ 12 E. Sistem kerja paralel processing......................................................................... 13 F. Komputasi paralel ............................................................................................... 14 G. Pengertian Multicore Komputer......................................................................... 19 H. Kinerja Perangkat keras dengan peningkatan paralelisme dalam multicore komputer............................................................................................................ 20 I. Kinerja perangkat lunak pada multicore dan organisasi multicore..................21 J. Cara multicore processor untuk meningkatkan perfoma .................................23 K. Fungsi dan Manfaat dari multicore processor ..................................................25 L. Kelebihan dan kekurangan processor multicore............................................. 29 BAB III Kesimpulan ...........................................................................................................31 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 32
3 DAFTAR ISI | E-book Paralel Organization-Paralel Przzocessing dan Multicore BAB I PENDAHULUAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 4 BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Paralel Organization (Paralel Processing, dan Multicore Computer) adalah konsep dan teknologi yang berkaitan dengan pengembangan sistem komputer yang bertujuan untuk meningkatkan kinerja dan efisiensi komputasi. Paralel Organization (Organisasi Paralel) Seiring perkembangan teknologi, kebutuhan akan komputasi yang lebih cepat dan kuat terus meningkat. Karena ada batasan fisik untuk meningkatkan kecepatan prosesor tunggal, meningkatkan kecepatan prosesor tunggal semakin tidak efektif. Oleh karena itu, ilmuwan dan insinyur komputer mulai mencari cara baru untuk membuat komputer bekerja lebih baik. Paralel Processing (Pemrosesan Paralel) Konsep pemrosesan paralel berkembang sebagai respons terhadap tuntutan untuk meningkatkan kinerja komputasi. Pada awalnya, pemrosesan paralel digunakan terutama dalam aplikasi ilmiah dan teknis seperti pemodelan cuaca, analisis data seismik, dan simulasi fisika. Multicore Computer (Komputer Multicore), Seiring dengan perkembangan teknologi fabrikasi dan batasan dalam peningkatan kecepatan prosesor tunggal, produsen komputer mencari solusi alternatif untuk meningkatkan kinerja. Salah satu solusi yang populer adalah mengintegrasikan beberapa inti pemrosesan dalam satu chip prosesor. B. Rumusan Masalah 1. Apa itu pengertian paralel processing 2. Apa itu Arsitektur Komputer Paralel 3. Apa saja Jenis-Jenis arsitektur paralel 4 Apa saja Komponen-Komponen utama dalam pemrosesan paralel 5. Bagaiamana sistem kerja paralel processing 6. Bagaimana Komputasi paralel 7. Apa yang dimaksud Multicore Komputer
5 | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 10 8. Bagaimana kinerja perangkkat keras dengan peningkatan paralelisme dalam organisasi multicore 9. Bagaimana Kinerja Perangkat lunak pada multicore dan organisasi multicore 10. Bagaimana cara multicore processor untuk meningkatkan perfoma 11. Apa saja kelebihan dan kekurangan Processor multicore C. Manfaat Dengan Begitu manfaat bagi penulis dan pembaca untuk mempermudah dalam memahami materi dalam mata kuliah Organisasi dan Sistem Komputer, penulis dan pembaca dapat meningkatkan pemahaman mengenai materi Paralel Organization,paralel Processing, dan Multicore Computer. Penulis dapat mengasah keterampilan dalam membuat E-Book ini. Pembaca dan penulis dapat memperluas pengetahuan tentang perkembangan teknologi informasi Juga meningkatkan kemampuan menganalisis berbagai inovasi yang mempengaruhi perkembangan mengenai materi dari paralel Organization,paralel Processing, dan Multicore Computer. Serta memberikan kesadaran mengenai penjelasan paralel Organization (paralel Processing, dan Multicore Computer).Sehingga penulis maupun pembaca dapat memahami cara kerja komputer paralel ,mampu mendesain dan mengimplementasikan algoritma paralel, mampu memanfaatkan komputer paralel untuk memcahkan masalah yang kompleks, dan manfaat lainnya.
5 | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 10 BAB II PEMBAHASAN A. Pengertian Paralel Processing Parallel Processing adalah proses yang menggunakan lebih dari satu sistem untuk menjalankan sebuah program secara bersamaan. Karena semakin banyak sumber daya yang dapat digunakan, dalam hal ini komputer, proses ini membuat program berjalan lebih cepat. Untuk melakukan berbagai jenis komputasi, diperlukan infrastruktur mesin paralel, yang terdiri dari banyak komputer yang terhubung ke jaringan dan bekerja sama untuk menyelesaikan satu masalah. Selain jaringan, diperlukan software pendukung yang dikenal sebagai middleware, yang bertanggung jawab untuk mengatur distribusi pekerjaan antara komponen paralel. Selanjutnya, pengguna akhir harus membuat program paralel untuk melakukan komputasi. Pemrograman paralel sendiri adalah metode pemrograman komputer yang memungkinkan untuk menjalankan beberapa perintah atau operasi sekaligus. Sistem terdistribusi terjadi ketika beberapa komputer digunakan secara bersamaan. Ini dilakukan oleh beberapa komputer terpisah yang terhubung dalam satu jaringan komputer. Sistem ini menggunakan bahasa pemrograman Message Passing Interface (MPI) atau Parallel Virtual Machine (PVM). Komputasi paralel berbeda dengan multitasking. Multitasking adalah penggabungan satu unit sistem yang terdiri dari satu modul pengolah data tunggal yang dapat melakukan beberapa tugas secara bersamaan. Sementara itu, komputasi paralel adalah penggabungan beberapa modul pengolah data menjadi satu sistem yang dapat melakukan beberapa tugas secara bersamaan.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 7 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 7 B. Arsitektur Komputer Paralel Arsitektur Komputer Paralel yaitu sekumpulan elemen pemroses (Processing Elements) yang bekerja sama dalam menyelesaikan sebuah masalah besar. 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. Pemrosesan Paralel adalah penggunaan 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 berbeda-beda tanpa berkaitan di antaranya. Dan inilah contoh gambar pemrosesan paralel dimana pada gambar diasumsikan memiliki 4 masalah yang akan dipecah belah menjadi beberapa intruksi dan intruksi intruksi tersebut diterima oleh 4 processor sehingga akan menghasilkan output ataupun informasi dengan cepat dan teratur dengan sesuai jalur komponen ke komponen lainnya dengan yang sudah disediakan.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 8 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 8 C. Jenis-jenis Arsitektur Paralel Arsitektur paralel komputer menurut Klasifikasi Flynn’s ada 4 namun disini mencoba menuliskannya secara sepesifiknya ada 6 : 1. SISD (Single Instruction – Single Data) Jadi Komputer ini memiliki hanya satu prosesor dan satu intruksi yang dieksekusi secara serial. Komputer ini adalah tipe komputer konvensional. Menurut mereka tipe komputer ini tidak ada dalam praktik komputer paralel karena mainframe pun tidak lagi menggunakan paralel.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 9 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 9 2. SIMD (Single Intruction – Multiple Data) Jadi Komputer ini memiliki lebih dari satu prosesor, tetapi hanya mengeksekusi satu intruksi 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). 3. MISD (Multiple Instructions – Single Data) Secara Teorinya komputer ini memiliki satu prosesor dan mengeksekusi beberapa instruksi secara paralel tetapi praktiknya tidak ada komputer yang
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 10 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 10 dibangun dengan arsitektur ini karena sistemnya tidak mudah dipahami. Sampai saat ini belum ada komputer yang menggunakan model MISD. 4. MIMD (Multiple Instructions – Multiple Data) Jadi Komputer ini memiliki lebih dari satu prosesor dan mengeksekusi lebih dari satu intruksi 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. 5. SPMD(Single Program-Multiple Data) Prinsip program didasarkan pada Program Tunggal Banyak Data, dimana program yang sama dijalankan dengan data yang berbeda. Radioss Starter melakukan dekomposisi
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 11 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 11 domain. Kemudian, Radioss Engine baru saja mengirim data ke prosesor yang berbeda dalam langkah inisialisasi. Setelah itu, setiap program
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 12 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 12 dijalankan pada setiap subdomain. Penting untuk mengkomunikasikan informasi antar prosesor untuk mengelola data di perbatasan domain. Ini dilakukan di Radioss menggunakan perpustakaan MPI (Message Passing Interface). 6. MPP (Massively Parallel Processing) pemrosesan program yang terkoordinasi oleh beberapa prosesor yang bekerja pada bagian program yang berbeda, dengan masing-masing prosesor menggunakan sistem operasi dan memorinya sendiri . Biasanya, prosesor MPP berkomunikasi menggunakan beberapa antarmuka perpesanan. Dalam beberapa implementasi, hingga 200 atau lebih prosesor dapat bekerja pada aplikasi yang sama. Susunan jalur data "interkoneksi" memungkinkan pesan dikirim antar prosesor. Biasanya, setup untuk MPP lebih rumit, memerlukan pemikiran tentang bagaimana mempartisi database umum di antara prosesor dan bagaimana menugaskan pekerjaan di antara prosesor. Sistem MPP juga dikenal sebagai sistem "berpasangan longgar" atau "tidak berbagi apa pun". Sistem MPP dianggap lebih baik daripada sistem paralel simetris ( SMP ) untuk aplikasi yang memungkinkan pencarian sejumlah database secara paralel. Ini termasuk sistem pendukung keputusan dan aplikasi gudang data .
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 13 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 13 D. Komponen-Komponen Utama Dalam Pemrosesan Paralel Sistem komputer paralel dibedakan dari cara kerja memorinya menjadi shared memory dan distributed memory. Shared memory berarti memori tunggal diakses oleh satu atau lebih prosesor untuk menjalankan instruksi sedangkan distributed memory berarti setiap prosesor memiliki memori sendiri untuk menjalankan instruksi. Adapun komponen-komponen utama dari arsitektur komputer paralel cluster PC antara lain: 1. Prosesor (CPU). Bagian paling penting dalam sistem, untuk multicore terdapat lebih dari satu core yang mengakses sebuah memori (shared memory). 2. Memori. Bagian ini dapat diperinci lagi menjadi beberapa bagian penyusunnya seperti RAM, cache memory dan memori eksternal. 3. Sistem Operasi. Software dasar untuk menjalankan sistem komputer. 4. Cluster Middleware. Antarmuka antara hardware dan software. 5. Programming Environment dan Software Tools. Software yang digunakan untuk pemrograman paralel termasuk software pendukungnya. 6. User Interface. Software yang menjadi perantara hardware dengan user. 7.Aplikasi. Software berisi program permasalahan yang akan diselesaikan.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 14 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 14 8. Jaringan Penghubung satu PC (prosesor) dengan PC yang lain sehingga memungkinkan pemanfaatan sumberdaya secara simultan. E. Sistem Kerja Paralel Processing pemrosesan paralel membagi beban kerja dan mendistribusikannya pada komputer-komputer lain yang terdapat dalam sistem untuk menyelesaikan suatu masalah. Sistem yang akan dibangun akan tidak akan menggunakan komputer yang didesikasikan secara khusus untuk keperluan pemrosesan paralel melainkan menggunakan komputer yang telah ada. Artinya, sistem ini nantinya akan terdiri dari sejumlah komputer dengan spesifikasi berbeda yang akan bekerjasama untuk menyelesaikan suatu masalah. Adapun tipe-tipe Paralelisme adalah sebagai berikut : • Result Paralelisme : tipe paralelisme dimana komputasinya dapat dibagi menjadi beberapa tugas independen yang mempunyai struktur sama. Data struktur suatu tugas dibagi menjadi beberapa bagian yang berstruktur sama. • Specialist Paralelisme : Cara kerja Specialist Parallelisme adalah dengan mengerjakan beberapa tugas secara bersamaan pada prosesor yang berbeda . • Agenda Paralelisme :
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 15 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 15 Tipe paralelisme ini mempunyai daftar yang harus dikerjakan oleh sistem komputer . Semua komputer yang terdapat pada sistem dapat mengakses daftar tersebut. Pada Model MW (Manager Worker) terdapat pengelompokan komputer menjadi dua yaitu : - Manager : bertugas memulai perhitungan, memonitor kemajuan tugas, melayani permintaan worker. User berkomunikasi dengan sistem komputer melalui komputer yang berfungsi sebagai manager ini. - Worker : mengerjakan tugas-tugas yang diberikan oleh manager. Kerja komputer ini dimulai setelah ada perintah dari manager dan diakhiri oleh manager. F. Komputasi Paralel Komputasi paralel adalah salah satu teknik melakukan komputasi secara bersamaan dengan memanfaatkan beberapa komputer independen secara bersamaan. Ini umumnya diperlukan saat kapasitas yang diperlukan sangat besar, baik karena harus mengolah data dalam jumlah besar (di industri keuangan, bioinformatika, dll) ataupun karena tuntutan proses komputasi yang banyak. Kasus kedua umum ditemui di kalkulasi numerik untuk menyelesaikan persamaan matematis di bidang fisika (fisika komputasi), kimia (kimia komputasi) dll. Komputasi Paralel membutuhkan • Algoritma • Bahasa pemrograman • Compiler Teknologi komputasi paralel sudah berkembang lebih dari dua dekade, penggunaannya semakin beragam mulai dari kebutuhan perhitungan di laboratorium fisika nuklir, simulasi pesawat luar angkasa, hingga prakiraan cuaca. Komputasi paralel didefinisikan sebagai penggunaan sekumpulan sumberdaya komputer secara simultan untuk menyelesaikan permasalahan komputasi. Secara prinsip komputer paralel membagi permasalahan sehingga menjadi lebih kecil untuk dikerjakan oleh setiap prosesor (CPU) dalam waktu yang bersamaan/simultan (concurrent). Prinsip ini disebut paralelisme.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 16 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 16 Paralelisme dalam komputasi paralel merupakan hal yang diciptakan dan dimanfaatkan. Sebenarnya prinsip paralelisme juga sudah diterapkan dalam komputer serial misal dengan pipelining dan superscalar-nya namun demikian tidak memberikan solusi terbaik dalam hal meningkatkan performansi dikarenakan terbatasnya kemampuan untuk menambah kecepatan prosesor dan fenomena memory bottleneck. Perkembangan penerapan paralelisme pada prosesor dari masa ke masa ditunjukkan pada Gambar 1.1. Dari gambar tersebut kita dapatkan beberapa tingkat paralelisme dalam komputasi khususnya pada prosesor, di antaranya : 1) Paralelisme bit-level Paralelisme tingkat bit adalah bentuk komputasi paralel yang didasarkan pada peningkatan ukuran kata prosesor . Menambah ukuran kata akan mengurangi jumlah instruksi yang harus dijalankan prosesor untuk melakukan operasi pada variabel yang ukurannya lebih besar daripada panjang kata.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 17 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 17 Contohnya : prosesor 32 bit dan prosesor 64 bit. Contoh gambar prosesor 32bit dan 64bit Diamana Sistem operasi 32 bit dan 64 bit merujuk pada jenis arsitektur yang digunakan oleh komputer untuk memproses data. Komputer yang menggunakan sistem operasi 32 bit hanya dapat memproses data dalam jumlah yang terbatas, yaitu sekitar 4 gigabyte (GB) RAM. Sedangkan pada sistem operasi 64 bit, komputer dapat memproses data dalam jumlah yang lebih besar, yaitu lebih dari 4 GB RAM. 2) Paralelisme instruction set-level Paralelisme tingkat instruksi ( ILP ) adalah eksekusi serangkaian instruksi secara paralel atau simultan dalam program komputer . Lebih khusus lagi ILP mengacu pada jumlah rata-rata instruksi yang dijalankan per langkah eksekusi paralel ini. . Contohnya : CISC dan RISC. Gambar Risc dan Cisc CISC adalah singkatan dari Complex Intruction Set Computer dimana prosesor tersebut memiliki set instruksi yang kompleks dan lengkap. Sedangkan RISC
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 18 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 18 adalah singkatan dari Reduced Instruction Set Computer yang artinya prosesor tersebut memiliki set instruksi program yang lebih sedikit. Perbedaannya : 3) Paralelisme thread-level. Paralelisme tingkat thread ( TLP ) adalah paralelisme yang melekat pada aplikasi yang menjalankan banyak thread sekaligus. Jenis paralelisme ini banyak ditemukan dalam aplikasi yang ditulis untuk server komersial seperti database. Dengan menjalankan banyak thread sekaligus, aplikasi ini mampu mentoleransi tingginya jumlah I/O dan latensi sistem memori yang dapat ditimbulkan oleh beban kerja mereka - sementara satu thread tertunda menunggu akses memori atau disk, thread lain dapat melakukan pekerjaan yang berguna, contohnya itu Intel Hyper-Threading.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 19 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 19 Intel Hyper-Threading adalah inovasi perangkat keras yang memungkinkan lebih dari satu thread untuk dijalankan pada setiap inti. Lebih banyak thread berarti lebih banyak pekerjaan dapat dilakukan secara paralel. Dengan demikian, Hyper-Threading membantu prosesor Intel meningkatkan efisiensi dalam mengeksekusi tugas-tugas multitasking, yang seringkali ditemukan dalam komputasi sehari-hari, seperti menjalankan aplikasi, menjelajah web, dan bermain game. • Paralelisme lain yang juga berkembang dalam komputasi paralel adalah paralelisme data dan paralelisme fungsi (task). o Paralelisme Data Paralelisme data mengacu pada skenario saat operasi yang sama dilakukan secara bersamaan (yaitu, secara paralel) pada elemen dalam kumpulan sumber atau array. Dalam operasi paralel data, pengumpulan sumber dipartisi sehingga beberapa rangkaian dapat beroperasi pada segmen yang berbeda secara bersamaan. Paralelisme data sangat bermanfaat dalam teknik pembangunan komputasi algoritma paralel karena memungkinkan pemrosesan data secara bersamaan oleh beberapa prosesor atau node dalam sistem paralel. o Paralelisme Fungsi (task) Bertujuan untuk mengoptimalkan penggunaan sumber daya komputasi dan mempercepat eksekusi tugas-tugas dengan memungkinkan
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 20 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 20 beberapa fungsi berjalan secara bersamaan. Hal ini sangat berguna dalam situasi di mana banyak tugas harus diselesaikan dalam waktu singkat G. Pengertian Multicore Komputer Inti dari setiap prosesor adalah mesin eksekusi, yang juga dikenal sebagai inti. Inti dirancang untuk memproses proses dan data sesuai dengan arahan program perangkat lunak di memori komputer. Multicore Komputer, dikenal juga sebagai Multiprosesor chip, menggabungkan dua atau lebih prosesor (disebut core) pada sebuah potongan tunggal silikon (disebut die) secara khas, setiap core terdiri dari semua komponen yang terdapat dalam sebuah prosesor indenpenden, seperti register, ALU, perangan keras pipeline, dan unit control, plus cache L1 intruksi dan data. Tambahan pada multiplecore, chip multicore kontemporer juga mencakup / memasukan cache L2 dan dalam beberapa kasus cache L3. Penggunaan chip prosesor-tunggal yang jauh lebih kompleks mempunyai keterbatasan karna masalah-masalah kinerja perangkat keras, termasuk keterbatasan dalam hal paralelisme level-intruksi dan keterbatasan-keterbatasan daya.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 21 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 21 Variabel-variabel utama dalam organisasi multicore adalah jumlah prosesoar dalam chip, jumlah level dari memori cache, dan perluasan memori cache yang di- 'share'. Keputusan desain organisasi lain dalam sebuah sistem multicore adalah apakah core individu akan menjadi superscalar atau akan mengimplementasikan simultaneousmultithreading. H. Kinerja Perangkat Keras Dengan Peningkatan Paralelisme Dalam Multicore Komputer. Ada beberapa pemrorsesan dalam hal ini : • Pipelining: adalah satu set dari elemen pemrosesan data yang dihubungkan secara seri, sehingga hasil keluaran dari satu elemen adalah masukkan bagi elemen berikutnya. Instruksi-instruksi individu dieksekusi melalui sebuah pipelinetingkat agar ketika satu instruksi dieksekusi dalam sebuah tingkat dari pipeline, instruksi lainnnya dieksekusi dalam tingkat yang lain dalam pipeline. • Superscalar: Pipeline jamak (multiple pipeline) dibangun dengan melakukan replikasi sumberdaya-sumberdaya eksekusi. Hal ini memungkinkan eksekusi paralel dari instruksi dalam pipeline paralel, sepanjang menghindari hazard.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 22 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 22 • Simultaneous multithreading (SMT): adalah teknik untuk meningkatkan efisiensi keseluruhan CPU superscalar dengan multithreading perangkat keras. SMT mengizinkan beberapa utas eksekusi independen untuk menggunakan sumber daya yang disediakan oleh arsitektur prosesor modern dengan lebih baik. Bank-bank register direplikasi agar multiple thread dapat melakukan penggunaan sumberdaya pipeline secara share. SMT adalah teknologi yang memungkinkan setiap core pada prosesor berbasis nehalem (Intel core i5 dan core i7) untuk dapat memproses 2- thread instruction sekaligus secara simultan. I. Kinerja Perangkat Lunak pada Multicore dan Organisasi Multicore Keuntungan perangkat lunak dari arsitektur multicore adalah kode-kode dapat dieksekusi secara paralel. Dalam sistem operasi, kode-kode tersebut dieksekusi dalam thread-thread atau proses-proses yang terpisah. Setiap aplikasi harus tertulis secara spesifik untuk memaksimalkan penggunaan dari banyak thread. Banyak aplikasi perangkat lunak tidak dituliskan dengan menggunakan threadthread yang concurrent karena kesulitan dalam pembuatannya. Concurrency memegang peranan utama dalam aplikasi paralel yang sebenarnya. Pada level atas deskripsi, variabel-variabel utama dalam sebuah organisasi multicore adalah:
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 23 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 23 • Jumlah prosesor-prosesor core pada chip • Jumlah level-level memori cache • Jumlah memori cache yang di-share Gambar diatas menunjukkan empat organisasi umum sistem-sistem multicore. Gambar (a) adalah organisasi yang ditemukan paila beberapa chip komputer multicore sebelumnya dan tetap tampak dalam embedded chip. Pada organisasi ini, on-chip cuche hanya cache La, di mana setiap core mempunyai dedicated La coche... Organisasi Gambar (b) juga merupakan sebuah contoh organisasi moticore yang tidak mempunyai on-chip cache yang di-share. Pada organisi multicore ini, tersedia area yang cukup pada chip yang mengizinkan untuk cache La, misalnya pada prosesor AMD Opteron. Gambar (c) menunjukkan sebuah alokasi ruang chip ke memori yang serupa tetapi dengan penggunaan cache la yang di-share, organisasi seperti ini dimiliki oich prosesor Intel Core Doo. Terakhir adalah sejumlah memori cache yang dusediakan chip yang terus berkembang , pertimbangan kinerja memaksa membagi secara terpisah, Cache L3 di-share dengan Cache L1 dan L2 yang didedikasikan untuk setiap core prosessor.Organisasi semacam ini didapati pada intel core i7. J. Cara Multicore Processor untuk Meningkatkan Perfoma
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 24 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 24 Dengan Multicore processor dapat meningkatkan perfoma sistem yaitu dengan menyembunyikan latency memori, yang kemudian mengoptimalkan pemakaian bandwidth data pada komputer yang tersedia untuk menyediakan data kepada processor ketika dibutuhkan. Processor merupakan pengolah aliran data yang utama, maka semakin banyak tingkat core yang tersedia maka akan semakin baik processor itu bekerja, semakin baik banyak jumlah core pada processor maka processor akan jauh lebih baik untuk multi tasking. Processor adalah sebuah chip yang biasa dikenal dengan sebutan Microprocessor yang fungsinya untuk memproses data yang diterima dari input kemudian memproses dan menghasilkan output. Processor Memiliki tiga (3) bagian yang penting yaitu. 1.Aritmatics Logical Unit (ALU) Merupakan salah satu bagian dari microprocessor yang fungsinya melakukan fungsi perhitungan aritmatika dan logika. 2. Control Unit (CU)
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 25 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 25 CU atau Control Unit adalah bagian dari Microprocessor yang tugasnya memberikanarahan atau yang memberikan kontrol terhadap operasi yang dilakukan pada bagian aritmatics logical unit (ALU). 3.Memory Unit (MU) Memory Unit adalah penyimpanan kecil yang digunakan untuk menyimpan data dan intruksi yang sedang diproses pada processor. MU sifatnya sementara dalam menyimpanan data pada diproses untuk pengolahan data selanjutnya. K. Fungsi dan Manfaat dari Multicore Processor
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 26 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 26 1.Intel Smart Memory Acces Multicore Processor dapat meningkatkan kinerja sistem dengan menyembunyikan latency memori, yang selanjutnya mengoptimalkan penggunaan bandwidth data komputer yang tersedia untuk menyediakan data kepada processor ketika dibutuhkan. Atau bisa disebut juga sebuah fitur yang memberikan tambahan tenaga CPU dengan akses langsung ke memori yang ada di GPU. 2.Intel Wide Dynamic Execution
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 27 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 27 • Mengambil • Pengiriman: decode + (baca dari memori) • Menjalankan • Pensiun: menulis kembali • Fusi makro: kombinasi instruksi umum tertentu ×86 menjadi satu instruksi untuk dieksekusi. • Multicore Processor dapat meningkatkan yang lebih efisien, masing masing core (inti) dapat menyesuaikan intruksi sampai empat intruksi penuh secara bersamaan menggunakan sebuah pipeline 14 yang efisien. 3.Intel Advanced Digital media Boost
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 28 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 28 Dengan Multicore processor, maka akan lebih efektif dalam meningkatkan kecepatan eksekusi untuk intruksi - intruksi yang banyak digunkan di dalam aplikasi-aplikasi multi media dan garis 4.Intel Advanced Smart Cache
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 29 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 29 Keuntungan : • L2 disimpan di satu tempat • Data disimpan di satu tempat • Mengoptimalkan sumber daya cache • Pemanfaatan cache L2 hingga 100% Multicore Processor memiliki sebuah cache atau cadangan memori L2 yang berbagai untuk mengurangi daya dengan meminimalkan lalu lintas memori, akan tetapi meningkatkan kinerja dengan memungkinkan satu inti untuk menggunakan seluruh cache ketika inti(core) yang lain sedang tidak bekerja. 5.Intel Dynamic Power Coordination Multicore processor memiliki kelebihan untuk mengokor dinasikan transisitransisi enhanched SpeedStep Technology dan tahap manajemen daya idle(Cstates) secara indenpendent per inti untuk membantu menghemat daya. 6.Intel Dynamic Bus parking Dengan teknologi Multi processor, memungkinkan daya lebih hemat dan umur akan lebih panjang dengan memungkinkan chipset untuk menurunkan daya bersama dengan proses dalam mkodus frekuensi rendah. 7.Multicore Processor dapat meningkatkan perfoma dan menghemat daya. Multicore Processor dapat meningkatkan perfoma dan menghemat daya Multicore Processor dapat menghemat daya dan memberikan perfoma yang baik, contohnya pada core i3 2 processor/2core.ketika sedang menjalankan aplikasi yang hanya membutuhkan satu processor, maka hanya satu core processor bekerja dan menggunakan kecepatan maksimal, sementara satu satu core lainnya yang tidak terpakai akan tetap beristirahat sehingga akan menghemat energi.
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 30 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 30 L. Kelebihan dan Kekurangan Prosesor Multicore
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 31 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 31 Kelebihannya : • Prosesor multicore dapat menyelesaikan lebih banyak pekerjaan dibandingkan prosesor pusat tunggal. • Dapat menyelesaikan pekerjaan sinkron dengan frekuensi rendah. • Dapat menangani lebih banyak informasi dibandingkan prosesor dengan pusat tunggal. • Dapat menyelesaikan lebih banyak pekerjaan sambil menggunakan energi yang rendah jika dibandingkan dengan prosesor pusat tunggal. • Karena dua pusat prosesor berada dalam satu chip, maka PC menyimpan eksploitasi dan informasi tidak menyebar lebih lama. • PCB (papan sirkuit tercetak) membutuhkan lebih sedikit ruang jika menggunakan prosesor multi-core. • Prosesor multicore sangat toleran terhadap kesalahan dan sangat andal. • Peningkatan kinerja: Prosesor multicore dapat meningkatkan kinerja aplikasi yang dirancang untuk berjalan secara paralel. Hal ini dapat menghasilkan waktu pemrosesan yang lebih cepat dan kinerja sistem secara keseluruhan yang lebih baik. • Mengurangi konsumsi daya: Prosesor multicore bisa lebih hemat energi dibandingkan prosesor single-core, karena prosesor multicore dapat melakukan jumlah pekerjaan yang sama dengan daya yang lebih kecil. • Peningkatan multitasking: Prosesor multicore dapat meningkatkan kinerja multitasking dengan memungkinkan beberapa aplikasi berjalan secara bersamaan pada core yang berbeda. • Peningkatan keandalan: Prosesor multicore dapat meningkatkan keandalan sistem dengan menyediakan kekuatan pemrosesan yang berlebihan. Jika satu inti gagal, inti lainnya dapat terus berfungsi, sehingga mengurangi kemungkinan crash sistem. Kekurangan :
BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 32 BAB II PEMBAHASAN | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 32 • Sulit untuk diawasi bila dibandingkan dengan prosesor pusat tunggal. • Lebih mahal daripada prosesor pusat tunggal. • Kecepatannya tidak dua kali lipat dari prosesor pada umumnya. • Presentasi prosesor multicore bergantung pada cara klien menggunakan PC. • Membakar kekuatan yang lebih besar. • Prosesor ini menjadi panas saat menyelesaikan lebih banyak pekerjaan. • Jika beberapa siklus memerlukan penanganan langsung/berturutturut maka prosesor multicore perlu stand by lebih lama • Kompleksitas: Prosesor multicore bisa lebih kompleks daripada prosesor single-core, karena memerlukan perangkat lunak khusus untuk memanfaatkan banyak core. Hal ini dapat mempersulit pengembangan perangkat lunak dan pemeliharaan sistem. • Peningkatan pembangkitan panas: Prosesor multicore dapat menghasilkan lebih banyak panas dibandingkan prosesor singlecore, yang dapat menyebabkan konsumsi daya lebih tinggi dan kebutuhan akan sistem pendingin yang lebih canggih. • Biaya: Prosesor multicore bisa lebih mahal daripada prosesor singlecore, karena memerlukan teknologi yang lebih maju dalam pembuatannya. • Skalabilitas terbatas: Prosesor multicore mungkin tidak bisa berkembang melampaui sejumlah core tertentu, karena overhead yang terkait dengan koordinasi beberapa core dapat menjadi hambatan
BAB III Kesimpulan | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer 31 BAB III Kesimpulan Paralel processing dan multicore komputer adalah teknologi yang memungkinkan komputer untuk melakukan lebih dari satu tugas secara bersamaan. Dengan memanfaatkan beberapa inti pemrosesan (cores) dalam satu chip, komputer dapat meningkatkan kinerja dan efisiensi dalam mengeksekusi aplikasi. Ini dapat menghemat waktu pemrosesan dan mengatasi tuntutan komputasi yang kompleks. Dalam era di mana aplikasi semakin kompleks, paralel processing dan multicore komputer adalah solusi penting untuk meningkatkan kinerja komputasi. Perangkat seperti komputer, tablet, dan smartphone dapat menjalankan aplikasi dan tugas sehari-hari dengan lebih cepat dan responsif. Memungkinkan pengguna menjalankan banyak aplikasi sekaligus tanpa mengurangi kinerja. Ini membantu melakukan banyak hal dan menjadi produktif setiap hari, dan meningkatkan pengalaman grafis dalam permainan video, tampilan video, juga aplikasi multimedia lainnya. Analisis data bisnis, pengolahan gambar medis, dan pemodelan cuaca adalah beberapa contoh aplikasinya yang menghasilkan hasil yang lebih cepat. Mendukung pengiriman pesan instan, komunikasinya juga secara real-time, dan koneksi internet yang lebih cepat. Multicore komputer juga digunakan dalam kehidupan sehari-hari untuk menjaga data dan pesan pribadi dengan enkripsi yang lebih kuat.
DAFTAR PUSTAKA https://eling.ub.ac.id/mod/resource/view.php?id=29406 https://www.academia.edu/40922846/Parallel_Processing Dari Buku: Desain Digital & Arsitektur Komputer_Karya (Syahrul&Abdullah Basalamah) https://slideplayer.info/slide/13947647/ https://www.slideshare.net/akh3ru/teknologi-mult https://www.academia.edu/9702937/Presentasi_Multicore_Prosessor https://www.academia.edu/16108087/CISC_DAN_RISC 32 DAFTAR PUSTAKA | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer
33 DAFTAR PUSTAKA | E-book Paralel Organization-Paralel Processing dan Multicore Komputer