Komputasi Paralel

Komputasi Paralel

A.    Pengertian

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.

B.     Hukum Amdahl

Telah dijelaskan bahwa dari {\displaystyle T_{1}} T1 (waktu yg dibutuhkan menjalankan pekerjaan dalam satu komputer) tadi, ada sebagian yg tidak bisa diparalelkan. Untuk menyatakan ini kita gunakan notasi {\displaystyle \alpha }α dimana {\displaystyle 0\leq \alpha \leq 1}0 ≤ α ≤ 1 menunjukkan berapa bagian dari {\displaystyle T_{1}} T1 yang tidak bisa dijadikan paralel (atau bagian serial dari program ini).

Maka kita ketahui {\displaystyle \alpha *T_{1}}αα × T1 adalah waktu yg tidak akan terpengaruh oleh bertambahnya komputer yg digunakan (a).

Sisanya {\displaystyle (1-\alpha )*T_{1}}1 - α adalah waktu yang akan berkurang menjadi {\displaystyle {\frac {(1-\alpha )*T_{1}}{N}}} bila kita menggunakan N komputer tambahan {b) .

Sehingga waktu total yang dibutuhkan untuk menjalankan pekerjaan dalam N komputer adalah (a) + (b) alias :

{\displaystyle T_{N}=\alpha *T_{1}+{\frac {(1-\alpha )*T_{1}}{N}}}

Peningkatan kecepatan yang kita peroleh dari persamaan ini adalah :

{\displaystyle S_{N}={\frac {T_{1}}{\alpha *T_{1}+{\frac {(1-\alpha )*T_{1}}{N}}}}}

Mungkin anda akan mendapati persamaan speed up yang terlihat berbeda tetapi pada dasarnya sama. Persamaan dibawah, bisa didapat dari persamaan diatas, dengan mengeliminasi komponen {\displaystyle T_{1}} (pada bagian atas dan bawah persamaan), lalu mengatur N.{\displaystyle \alpha }
{\displaystyle T_{1}}{\displaystyle S_{N}={\frac {N}{1+\alpha (N-1)}}}

Bila anda cermati persamaan di atas, bisa dilihat bahwa jika kita menggunakan komputer yang amat banyak ({\displaystyle N\rightarrow \infty }) komponen (b) akan dapat diabaikan, menyisakan persamaan :

{\displaystyle S_{N}={\frac {1}{\alpha }}}

Inilah batas maksimum peningkatan kecepatan yang bisa dicapai menurut hukum Amdahl yaitu perbandingan terbalik dari seberapa banyak bagian serial dari suatu pekerjaan.

Dalam sistem terdistribusi dimana anda berusaha menggunakan lebih banyak prosesor untuk menyelesaikan masalah, akan ada imbal balik. Menggunakan komputer tambahan dari lokasi yang berbeda memberikan anda sumber komputasi baru, tetapi juga melibatkan biaya komunikasi tambahan, saat anda harus memberikan pekerjaan tersebut pada komputer yg terpisah.

C.     Tujuan Komputasi Paralel

Tujuan utama dari pemrograman paralel adalah untuk meningkatkan performa komputasi. Semakin banyak hal yang bisa dilakukan secara bersamaan (dalam waktu yang sama), semakin banyak pekerjaan yang bisa diselesaikan. Analogi yang paling gampang adalah, bila anda dapat merebus air sambil memotong-motong bawang saat anda akan memasak, waktu yang anda butuhkan akan lebih sedikit dibandingkan bila anda mengerjakan hal tersebut secara berurutan (serial). Atau waktu yg anda butuhkan memotong bawang akan lebih sedikit jika anda kerjakan berdua.

Performa dalam pemrograman paralel diukur dari berapa banyak peningkatan kecepatan (speed up) yang diperoleh dalam menggunakan tehnik paralel. Secara informal, bila anda memotong bawang sendirian membutuhkan waktu 1 jam dan dengan bantuan teman, berdua anda bisa melakukannya dalam 1/2 jam maka anda memperoleh peningkatan kecepatan sebanyak 2 kali.

Referensi

https://id.wikipedia.org/wiki/Komputasi_paralel#Pemrograman_Paralel

http://www.komputasi.lipi.go.id/data/1014224400/data/1123986635.pdf

https://id.wikipedia.org/wiki/Parallel_Virtual_Machine