Arsitektur dan Organisasi Komputer
Multiprosesor Teknologi Multiprosesor Untuk Meningkatkan Kinerja Prosesor Kelompok V : Ahmad Fairus Nofianto – 41515110106 Zurais – 4151511009 Fan!i "raset#o – 415151101
%$Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer Universitas Mercubuana Mercubuana Menteng 2!"
KATA P#$%A$TA& "u&i dan s#ukur penulis pan&atkan kehadirat 'uhan (an) *aha +sa karena ,erkat limpahan rahmat dan karunia-N#a sehin))a pen#usun dapat men#elesaikan makalah ini tepat pada .aktun#a/ *akalah ini mem,ahas tentan) multiprosesor / alam pen#usunan makalah ini penulis ,an#ak mendapat tantan)an dan ham,atan akan tetapi den)an ,antuan dari ,er,a)ai pihak tantan)an itu ,isa teratasi/ 2leh karena itu pen#usun men)u3apkan terima kasih #an) se,esar-,esarn#a kepada 'apak (err) *erajad +ija)a, -T, MM selaku dosen pen)a&ar mata kuliah Arsitektur dan 2r)anisasi Komputer
#an) sudah mem,erikan kami kesempatan untuk ,ela&ar dan menempuh ilmu "en#usun men#adari ,ah.a makalah ini masih &auh dari kesempurnaan ,aik dari ,entuk pen#usunan maupun materin#a/ Kritik konstruktif dari pem,a3a san)at pen#usun harapkan untuk pen#empurnaan makalah selan&utn#a/ Akhir kata semo)a makalah ini dapat mem,erikan manfaat kepada kita semua/
akarta Noem,er 016 "en#usun
Kelompok V
1
*AFTA& I-I
KATA P#$%A$TA& ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
i
*AFTA& I-I//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
ii
'A' I . P#$*A(U/UA$
7atar 8elakan)//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1
umusan *asalah/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1
'u&uan///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1
'A' II . P#M'A(A-A$
A/ *ultiprosesor////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
8/ enis - enis *ultiprosesor///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
$
/ ;istem *emori *ultiprosesor//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
10
/ Keun))ulan *ultiprosesor///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
11
'A' III . Penutup
Kesimpulan///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1
;aran/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1
'A' I P#$*A(U/UA$ /atar 'elakang
;e3ara tradisional komputer dian))ap se,a)ai se,uah mesin #an) sekuensial/ 8ahasa pemro)araman pada komputer menuntut pro)rammer untuk menentukan se,uah al)oritma se,a)ai satu instruksi #an) urut/ "rosesor men&alankan pro)ram den)an 3ara men)eksekusi
2
instruksi dari mesin se3ara urut dan satu per satu/ en)an mesin superscalar ada ,e,erapa unit eksekusi dalam satu prosesor dan ini dapat men)eksekusi ,e,erapa instruksi dari pro)ram #an) sama se3ara paralel/
&umusan Masala0
ari latar ,elakan) di atas adapun rumusan masalah #an) dapat kami susun adalah se,a)ai ,erikut : A/ *ultiprosesor 8/ enis – &enis multiprosesor / ;istem memori multiprosesor / Keun))ulan multiprosesor
Tujuan
Adapun tu&uan penulisan makalah ini a)ar mahasis.a dan para pem,a3a dapat men)etahui le,ih rin3i tentan) memori tam,ahan pada sistem komputer/
'A' II P#M'A(A-A$ A1 Multiprosesor
(aitu sistem komputer den)an dua atau le,ih "< identik #an) mem,a)i akses se3ara penuh kepada 3ommon A* =;hared *emor# *ultipro3essor>/ *ultipro3essin) adalah istilah teknolo)i informasi dalam ,ahasa in))ris #an) meru&uk kepada :
2
-
ukun)an se,uah sistem untuk mendukun) le,ih dari satu prosesor dan men)alokasikan tu)as kepada prosesor – prosesor terse,ut/
-
Kemampuan eksekusi terhadap ,e,erapa proses peran)kat lunak dalam se,uah sistem se3ara serentak &ika di,andin)kan den)an se,uah proses dalam satu .aktu meski istilah multipro)ramin) le,ih sesuai untuk konsep ini/
*ultipro3essin) serin) diimplementasikan dalam peran)kat keras = den)an men))unakan ,e,erapa "< sekali)us > sementara multipro)rammin) serin) di)unakan dalam peran)kat lunak/ ;e,uah sistem mun)kin dapat memiliki dua kemampuan terse,ut salah satu diantaran#a atau tidak sama sekali/
?am,ar diatas men)ilustrasikan perilaku dari multipro3essor #an) di)unakan untuk multipro)rammin)/ 8e,erapa proses terpisah dialokasikan didalam memori/ uan) alamat proses terdiri dari halaman-halaman sehin))a han#a se,a)ian sa&a dari proses terse,ut #an) ,erada dalam memori pada satu .aktu/ @al ini memun)kinkan ,an#ak proses dapat aktif dalam sistem/ ;istem multiprosesor #akni : −
'erlihat ,ah.a memori di,a)i se3ara merata ke semua prosesor
−
;emua prosesor mempun#ai .aktu akses #an) sama ke semua .ord memori
−
;etiap prosesor men))unakan priate 3a3he
8er,a)ai skema implementasi dapat dilaksanakan/ ;alah satu skema palin) sederhana adalah memiliki se,uah ,us tun))al den)an ,an#ak "< dan satu memori #an) seluruhn#a dipasan) ke dalam ,us terse,ut/ ;emua prosesor dapat melakukan komputasi se3ara paralel dan masin)-masin) dapat men)akses memori melalui ,us/ 8us ,ertan))un) &a.a, men)atur permintaan pemakaian memori #an) ,erlan)sun) se3ara simultan oleh ,e,erapa prosesor/ 8us &u)a ,ertan))un) 3
&a.a, untuk me#akinkan ,ah.a semua prosesor dila#ani se3ara adil den)an .aktu tunda =dela#> akses #an) minimum/
'1 enis . enis Multiprosesor *ultipro3essin) dapat di,a)i ke dalam ,e,erapa kelas #akni : 1/ 8erdasarkan simetrin#a multipro3essin) dapat di,a)i kedalam : 3
As)mmetric Multiprocessing 4A-MP5
As#mmetri3 *ultipro3essin) ;3hedulin) atau ,iasa dise,ut &u)a se,a)ai pen&ad.alan *aster ;lae *ultipro3essor/ imana pada metode ini satu prosesor ,ertindak se,a)ai master dan prosesor lainn#a se,a)ai slae/ *aster pro3essor ,ertu)as untuk men&adualkan dan men)alokasikan proses #an) akan di&alankan oleh ;lae pro3essors/ *aster pro3essor melakukan peker&aan #an) ,erhu,un)an den)an s#stem ;lae "ro3essor mela#ani user reuests dalam pen)eksekusian pro)ram/ "emrosesan #an) ,an#ak tidak men#e,a,kan penurunan performan3e/ *etode ini sederhana karena han#a satu prosesor #an) men)akses struktur data sistem dan &u)a men)uran)i data sharin)/ ;e,a)ai 3ontoh prosesor master memilih proses #an) akan dieksekusi kemudian men3ari prosesor #an) aaila,le dan mem,erikan instruksi start pro3essor/ "rosesor slae memulai eksekusi pada lokasi memori #an) ditu&u/ ;aat slae men)alami se,uah kondisi tertentu prosesor slae mem,eri interupsi kepada prosesor master dan ,erhenti untuk menun))u perintah selan&utn#a/ "erlu diketahui ,ah.a prosesor slae #an) ,er,eda dapat ditu&ukan untuk suatu proses #an) sama pada .aktu #an) ,er,eda/ *aster pro3essor dapat men)eksekusi 2; dan menan)ani B2 sedan)kan sisan#a pro3essor tidak pun#a kemampuan B2 dan dise,ut se,a)ai Atta3hed "ro3essor =A"s>/ A"s men)eksekusi kode kode user di,a.ah pen)a.asan master pro3essor/
4
3
-)mmetric Multiprocessing 4-MP5
"en&ad.alan ;*" adalah pendekatan kedua untuk *ultipro3essor ;3hedulin)/ "ada metode ini setiap prosesor men&ad.alkan dirin#a sendiri =self s3hedulin)>/ "en&ad.alan terlaksana den)an men&ad.alkan setiap prosesor untuk memeriksa antrian read# dan memilih suatu proses untuk dieksekusi/ ika suatu sistem *ultipro3essor ;3hedulin) men3o,a untuk men)akses dan men)update suatu struktur data pen&ad.al dari prosesor-prosesor terse,ut harus dipro)ram den)an hati-hati kita harus #akin ,ah.a dua prosesor tidak memilih proses #an) sama dan proses terse,ut tidak hilan) dari antrian/ ;e3ara irtual s emua sistem operasi modern mendukun) ;*" termasuk Cindo.s D" Cindo.s 000 Cindo.s Vista ;olaris 7inuE *a3 2; D 2;B Carp ;erer 4/0 2;B for ;*" /11 Cindo.s N' 4/0 Noell NetCare 4/1 ;*" Noell /
5
;etiap prosesor memiliki akses ke memori utama dan peran)kat-peran)kat B2 melalui mekanisme interkoneksi tertentu/ 3
$on Uniform Memor) Access 4$UMA5 multiprocessing
Non- adalah memori komputer an3an)an #an) di)unakan dalam multipro3essors dimana .aktu akses memori ter)antun) pada lokasi memori relatif terhadap prosesor/ N<*A multipro3essor adalah se,uah sistem shared memor# dimana .aktu aksesn#a ,erariasi ke lokasi memori .ord/
-
;hared memor# #an) se3ara fisik didistri,usikan kesemua pro3ess dise,ut lokal memori dan kumpulan dari lokal memori mem,entuk ruan) alamat )lo,al #an) dapat diakses oleh semua pro3ess/
-
N<*A dapat men)akses lokal memori le,ih 3epat den)an lo3al pro3ess sedan)kan akses ke memori #an) &auh di,erikan ke pro3ess lain #an) kapasistasn#a le,ih ,esar untuk ditam,ah dela# melalui inter3oneksi &arin)an =88N 8utterfl#>/
-
isampin) distri,usi memori se3ara umum shared memor# dapat ditam,ahkan ke multipro3essor s#stem dalam hal ini ada ti)a pola akses memor# dimana #an) ter3epat adalah akses ke lokal memori akses ke )lo,al memori dan #an) palin) lam,at adalah akses dari memor# #an) &auh =@ierar3hi3al luster *odel>
6
/ 8erdasarkan ¨ah instruksi dan datan#a dapat di,a)i ke dalam : 3
-I-* 4-ingle Instruction on -ingle *ata -tream5
(an) merupakan sin)katan dari ;in)le nstru3tion ;in)le ata adalah satusatun#a #an) men))unakan arsitektur Von Neumann/ ni dikarenakan pada model ini han#a di)unakan 1 pro3essor sa&a/ 2leh karena itu model ini ,isa dikatakan se,a)ai model untuk komputasi tun))al/ ;edan)kan keti)a model lainn#a merupakan komputasi paralel #an) men))unakan ,e,erapa pro3essor/ 8e,erapa 3ontoh komputer #an) men))unakan model ;; adalah
3
•
;atu prosesor
•
;atu instruksi stream
•
ata disimpan di satu memori
•
ise,ut
-IM* 4-ingle Instruction on Multiple *ata -tream5
;* men))unakan ,an#ak pro3essor den)an instruksi #an) sama namun setiap pro3essor men)olah data #an) ,er,eda/ ;e,a)ai 3ontoh kita in)in men3ari an)ka % pada deretan an)ka #an) terdiri dari 100 an)ka dan kita men))unakan 5 pro3essor/ "ada setiap pro3essor kita men))unakan al)oritma atau perintah #an) sama namun data #an) diproses ,er,eda/ *isaln#a pro3essor 1 men)olah data dari deretan B urutan pertama hin))a urutan ke 0 pro3essor men)olah data dari urutan 1 sampai urutan 40 ,e)itu pun untuk pro3essor-pro3essor #an) lain/ 8e,erapa 3ontoh komputer #an) men))unakan model ;* adalah 77A V *as"ar ra# D-*" ra# (-*" 'hin)kin) *a3hine *- dan ell "ro3essor =?"<>/ •
nstruksi mesin tun))al
•
+ksekusi dikendalikan se3ara simultan
•
'erdapat se¨ah elemen proses
7
•
;etiap instruksi dieksekusi dalam set data #an) ,er,eda oleh proses #an) ,er,eda
3
MI-* 4Multiple Instruction on -ingle *ata -tream5
*; men))unakan ,an#ak pro3essor den)an setiap pro3essor men))unakan instruksi #an) ,er,eda namun men)olah data #an) sama/ @al ini merupakan ke,alikan dari model ;*/
;atu Aliran nstruksi
•
8an#ak Aliran ata
•
8elum dapat diimplementasikan den)an ,aik
8
3
MIM* 4Multiple Instruction on Multiple *ata -tream5
** men))unakan ,an#ak pro3essor den)an setiap pro3essor memiliki instruksi #an) ,er,eda dan men)olah data #an) ,er,eda/ Namun ,an#ak komputer #an) men))unakan model ** &u)a memasukkan komponen untuk model ;*/ 8e,erapa komputer #an) men))unakan model ** adalah 8* "2C+5 @"Bompa Alpha;erer ntel A$ A* 2pteron ra# D'$ dan 8* 8?B7/ •
'erdiri dari se¨ah set prosesor
•
'erdiri dari se¨ah set data #an) ,er,eda
•
;e3ara simultan men)eksekusi urutan instruksi #an) ,er,eda
;ifat komputer **: •
*endistri,usikan pemrosesan ke se¨ah prosesor independen/
•
*em,a)ikan sum,er termasuk memori utama ke prosesor independen/
•
;etiap prosesor men&alankan pro)ramn#a sendiri/
•
;etiap prosesor ,erfun)si se3ara independen dan ,ersama-sama/
$/ 8erdasarkan kedekatan antar prosesor dapat di,a)i ke dalam : - /oosel) 6oupled *endistri,usikan
komputasi
diantara
,e,erapa
prosessor/
"rosessor
,erkomunikasi den)an prosessor lain melalui saluran komunikasi misaln#a ,us ke3epatan tin))i atau saluran telepon/ ;istem ini dise,ut loosel# 3oupled s#stem atau sistem terdistri,usi =distri,uted s#stem> den)an men))unakan memor# lo3al atau multi komputer/
9
•
;etiap site memiliki pro3essor memori lokal dan 3lo3k sendiri namun semua resour3e dapat diakses dari setiap site/
•
"roses #an) di&alankan pada komputer #an) ,er,eda modul salin) ,erkomunikasi den)an ,ertukar pesan melalui *essa)e 'ransfer ;#stem =*';>/
- T0ig0tl) 6oupled 'i)ht 3ouplin) di antara .indo. adalah konsep antarmuka #an) mendukun) koordinasi se3ara )lo,al atau multi pro3essor/ •
"rosesor ,erkomunikasi antara satu den)an #an) lain den)an 3ara ,er,a)i memori utama sehin))a ke3epatan komunikasi dari satu prosesor ke #an) lain ter)antun) pada ,and.idth memori/
•
;e,uah memori lokal ke3il atau ,uffer =3a3he> kemun)kinan terdapat pada setiap prosesor untuk memper,aiki kiner&a/
10
61 -istem Memori Multiprosesor -
-istem Memori Pribadi meru&uk pada se,uah konfi)urasi dimana prosesor –
prosesor memiliki lo3al dan antar prosesor dapat salin) ,erkomunikasi satu sama lain melalui suatu s#stem transfer messa)e/ alam s#stem transfer messa)e prosesor memiliki unit masukan dan keluaran =B2> dan &u)a men))unakan memori masin) – masin) sehin))a se,a)ai unit pen)ontrol peker&aan adalah ,a)ian dari messa)e transfer/ Fun)si messa)e transfer men)irimka sin#al peker&aan ke prosesor #an) sedan) idle sehin))a seolah – olah messa)e transfer seperti se,uah load balancer /
-
-istem Memori Terbagi semua prosesor memakai suatu memori utama atau serin)
dise,ut &u)a se,a)ai memori ,ersama/ "ada teknolo)i multiprosesor ini masin) – 11
masin) prosesor men)akses ke satu memori sa&a/ ;ehin))a diperlukan pen&ad.alan dalam pen))unaan memori satu ,uah/
*1 Keunggulan Multiprosesor 1/ "enin)katan throu)hput karena le,ih ,an#ak proses B thread #an) ,er&alan dalam
satu .aktu sekali)us =&ika proses #an) antri di read# ueue sedikit>/ "erlu diin)at hal ini tidak ,erarti da#a komputasin#a men&adi menin)kat se¨ah prosesorn#a/ (an) menin)kat ialah ¨ah peker&aan #an) ,isa dilakukann#a dalam .aktu tertentu/ / +3onom# of s3ale =ekonomis> ekonomis dalam dei3es #an) di,a)i ,ersama sama/ "rosesorprosesor terdapat dalam satu komputer dan dapat mem,a)i peripheral =ekonomis> seperti disk dan 3atu da#a listrik/ $/ "enin)katan kehandalan =relia,ilitas> ika satu prossor men)alami suatu )an))uan maka proses #an) ter&adi masih dapat ,er&alan den)an ,aik karena tu)as prosesor #an) ter)an))u diam,il alih oleh prosesor lain/ @al ini dikenal den)an istilah ?ra3eful e)radation/ ;istemn#a sendiri dikenal ,ersifat fault tolerant atau fail of s#stem/
12
'A' III P#$UTUP Kesimpulan
alam sistem multipro3essin) semua "< mun)kin sama atau ,e,erapa mun)kin disediakan untuk tu&uan khusus/ ;e,uah kom,inasi antara peran)kat lunak peran)kat keras dan pertim,an)an desain sistem operasi menentukan simetri =atau kekuran)an daripadan#a> dalam sistem tertentu/ ;e,a)ai 3ontoh peran)kat keras atau peran)kat lunak mun)kin memerlukan pertim,an)an ,ah.a han#a satu "< menan))api semua hard.are interrupts sedan)kan semua peker&aan lain dalam sistem ,oleh didistri,usikan merata antara "< atau eksekusi kode kernel-mode dapat di,atasi han#a satu prosesor =,aik prosesor tertentu atau han#a satu prosesor pada satu .aktu> sedan)kan kode pen))una-mode mun)kin di&alankan dalam setiap kom,inasi prosesor/ ika suatu peker&aan ,isa dior)anisasikan maka porsi #an) sama pada se,uah peker&aan ,isa dilakukan se3ara paralel sehin))a sistem den)an multiple pro3essor akan menun&ukan performa #an) tin))i di,andin)kan sin)le pro3essor/ ;istem #an) memperlakukan semua "< sama dise,ut multipro3essin) simetris =;*"> sistem/ alam sistem dimana semua "< #an) tidak sama sum,er da#a sistem dapat di,a)i dalam ,e,erapa 3ara termasuk as#mmetri3 multipro3essin) =A;*"> non-sera)am akses memori =N<*A> multipro3essin) dan ,erkelompok multipro3essin)/
-aran
*akalah ini ,elumlah sempurna se,a)aimana mestin#a tetapi kami se,a)ai pen#usun ,erharap ,ah.a makalah ini dapat ,er)una ,a)i kita semua terutama ,a)i pen#usun sendiri ,a)i teman-teman dan ,a)i para pem,a3a #an) lainn#a apa,ila ada kesalahan dan ketidaksempurnaan dalam makalah ini kritik dan saran kami harapkan/
13
idalam penulisan makalah tentan) komputer ada ,aikn#a men))unakan ru&ukan #an) palin) ,aru karena sifat teknolo)i setiap harin#a ,ahkan setiap detikn#a men)alami peru,ahan/ en)an ,ahan ru&ukan #an) ter,aru diharapkan informasi-informasi #an) didapat &u)a informasi #an) ter,arukan/
14
*AFTA& PU-TAKA 1G Cilliam ;tallin)s/ Computer Organization and Architecture, esi)nin) for "erfoman3e Ninth +dition/ 01$/
[2] Pratama, Ade. Modul Pembelajaran Arsitektur Komputer. 2009. Akademi Manajemen Informatika, am!i. $G A,durohman */ Organisasi dan Arsitektur Komputer. 00/ nformatika/ 4G https:BBen/.ikipedia/or)B.ikiB*ultipro3essin) 5G http:BBdiannoitaunindra/,lo)spot/3o/idB01$B06Binformasi-ta)ihan-internet-pttelekom/html 6G http:BB.andiso/,lo)spot/3o/idB011B04Bmultipro3essor/html
1
