Perkembangan perangkat lunak yang terasa begitu menggebu dalam dasawarsa belakangan ini, mau tidak mau memaksa para ahli perangkat keras untuk berpacu memenuhi tuntutan para perancang perangkat lunak. Ini wajar, karena inovasi dalam bidang perangkat lunak sangat ditentukan (baca: dibatasi) oleh kemampuan perangkat keras yang dipakai.
Dewasa ini kemampuan perangkat keras makin ditingkatkan dengan diterapkannya secara luas konsep pengolahan paralel, yang terkait sangat erat dengan sistem multiprosesor. Ide dasarnya adalah menempatkan beberapa unit pengolah (prosesor) dalam sebuah sistem untuk meningkatkan kemampuan komputasi totalnya. Sistem dengan banyak prosesor inilah yang disebut multi-prosesor.
Untuk menyelesaikan suatu tugas, tugas tersebut dipecah-pecah menjadi beberapa modul. Sebuah prosesor dalam sistem tersebut menangani sebuah modul tugas, dan prosesor lain menangani tugas lainnya dalam waktu yang bersamaan. Pengolahan paralel dalam sistem multiprosesor ini memungkinkan terselesaikannya suatu tugas dalam waktu yang lebih singkat.
ADVERTISEMENT
SCROLL TO RESUME CONTENT
Jelas, peningkatan kemampuan computer melalui penambahan ”jumlah otaknya” berupa sejumlah prosesor yang telah tersedia secara masal di pasaran. Ini adalah jauh lebih murah dibanding melalui penggunaan sebuah prosesor tunggal yang lebih canggih. Ini disebabkan pengembangan suatu prosesor baru yang berkemampuan tinggi menuntut biaya dan waktu perancangan yang tidak sedikit. Teknologi sistem multiprosesor dengan menerapkan konsep pengolahan paralel telah memungkinkan pembuatan komputer mini dan mikro yang kemampuannya sangat ditingkatkan dengan harga relatif rendah.
Dipecah-pecah
Dalam sistem multiprosesor tersebut (yang kadang-kadang disebut komputer super), dimungkinkan untuk memparalelkan sejumlah proseor yang identik ataupun tidak (asal memiliki tingkat pengolahan sepadan). Tentunya tiap prosesor mesti dibekali kemampuan komunikasi antar prosesor.
Jumlah prosesor yang boleh diparalelkan memang terbatas, namun produk mutakhir memberikan cukup keleluasaan. Produk Intel iAPX 432 (32-bit) misalnya, dirancang untuk dapat klta paralelkan sebanyak 256 buah!
Pada sistem yang memakai selumlah prosesor (CPU) yang identik suatu proses dipecah-pecah menjadi modul proses yang lebih kecil. Soal prosesor mana yang akan menangani modul proses itu, tergantung pada prosesor mana yang sedang bebas. Dengan demikian tiap prosesor berpeluang menangani modul proses manapun karena kemampuan tiap prosesor adalah sama.
Bila digunakan sejumlah prosesor yang tidak identik, lazimnya adalah sebuah prosesor (CPU) yang menjadi pengendali keseluruhan proses. Ada dua konfigurasi yang biasa digunakan, yaitu coprocessing dan multiprocessing.
Pada sistem corpocessing, dua atau lebih prosesor berbagi aliran instruksi (instruction stream) yang sama. Dengan kata lain, mereka mengikuti program yang sama, namun bergiliran melaksanakan instruksi, tergantung mana prosesor yang lebih jagoan melaksanakan serangkalan instruksi tertentu.
Sebagai contoh, komputer IBM PC-XT yang kita kenal baik, menyediakan peluang penerapan sistem ini dengan adanya soket untuk chip Intel 8087. Bila dalam program dijumpai instruksi pengolahan bilangan 8087 yang dikenal sebagai ”biangnya” “pengolahan” bilangan akan mengerjakannya; instruksi selebihnya ditangani oleh CPU 8088. (Dalam hal ini CPU 8088 harus diaktifkan dalam mode khusus, yaitu maximum mode. Mode ini memungkinkan 8088 menjadi ”tuan” untuk mengawasi keseluruhan proses penyelesaian tugas dan berkomunikasi dengan 8087).
Berbagi memori
Dalam sistem multiprocessing, dua atau lebih prosesor berbagi memori bersama. Sebuah CPU yang bertindak sebagai pengawas seluruh operasi akan ”membangunkan” prosesor pembantu saat dibutuhkan. Sekali terjaga, prosesor itu mengikuti programnya sendiri yang terpisah dengan program yang dijalankan oleh CPU pengawas. Sementara itu CPU tetap mengerjakan tugas utamanya.
Bila prosesor pembantu telah selesai dengan tugasnya, ia akan melapor kepada CPU. Contoh populer implementasi sistem ini adalah kerja sama antara Intel 8086 (CPU) dengan Intel 8089 yang mampu menangani peralatan masukan/keluaran (input/output).
Meskipun hebat, sistem multiprosesor memiliki pula keterbatasan, yaitu pada umumnya bersifat problem oriented alias tidak dapat mengerjakan segala jenis tugas dengan unjuk kerja yang sama.
Ini wajar bila kita ingat bahwa tidak semua tugas dapat dipecah secara mudah untuk diolah secara paralel (dalam waktu yang bersamaan). Pengukuran arah-angin di bandara, misalnya, termasuk jenis tugas yang dapat dipecah dengan gampang untuk dikerjakan secara paralel oleh sejumlah prosesor. Sebaliknya, tidaklah mudah memecah tugas analisis, penguraian molekul. Sekaligus dapat pula kita pahami bahwa kendala utama pemanfaatan sistem multiprosesor terletak pada sulitnya perancangan perangkat lunaknya. Perangkat lunak untuk sistem multiprosesor beberapa kali lebih rumit dibanding perangkat lunak untuk sistem prosesor tunggal.
Fungsi perangkat lunak ini selain mengatur pembagian tugas kepadap prosesor yang tepat juga untuk mengatur lalu lintas data dari memori ke satu prosesor tertentu atau sebaliknya dan mengatur komunikasi antar prosesor. Kemampuan perangkat lunak mempekerjakan prosesor-prosesor secara paralel akan sangat menentukan nilai lebih yang bisa didapat dari sebuah sistem multiprosesor.
Bidang kajian pengolahan paralel yang termasuk teknologi tinggi ini sebetulnya tidak terlalu baru, dan beberapa teknologi tinggi ini sebetulnya tidak terlalu baru, dan beberapa pengkajian telah dilakukan beberapa lembaga penelitian maupun pendidikan di Negara kita.
Perlu perhatian
Mengingat sifatnya yang strategis, penerapan konsep pengolahan paralel dengan sistem multiprosesor ini, sebagaimana juga kepandaian buatan (AI) perlu mendapat perhatian lebih besar. Peluang kita cukup besar, terutama dalam bidang pengembangan perangkat lunaknya.
Tinggal sekarang pertanyaannya: bersediakah kita mengerahkan dan memanfaatkan segala potensi yang ada untuk melahap teknologi tinggi ini. Bila jawabannya ya, itu berarti kita harus memberikan bantuan dan kesempatan yang sama kepada semua lembaga penelitian dan pendidikan, baik negeri maupun swasta.
Sebagai contoh, pemerintah perlu mendorong perusahaan besar untuk mendukung pembiayaan pengembangan sistem multiprosesor yang mengaplikasikan konsep pengolahan paralel di universitas bukan saja, universitas negeri, melainkan, juga swasta, ke tingkat yang serius.
Demikian juga perlu dipikirkan alokasi dana bantuan luar negeri kepada pihak pihak swasta yang diperkirakan mampu memanfaatkannya secara optimal. Ini kalau kita berniat memanfatkan potensi-potensi terbaik bangsa ini yang tersebar di berbagai lembaga di negen kita.
A. Y. Budi Hartono W, mahasiswa Jurusan Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Satya Wacana dengan tugas akhir perancangan dan realisasi sistem multiprosesor 8086-8089 yang menerapkan sistem pengolahan paralel.
Sumber: Kompas, 28 Juni 1989
