Pipelining (artikel 1) dan Prosesor Paralel (artikel 2)

Artikel 1

1. Pipelining

Piperline adalah sistem informasi Hamline Universitas yang menyediakan diperbarui pribadi, informasi rahasia melalui antarmuka online yang aman. Password pribadi (PIN) menyediakan akses ke area aman. Piperline memberikan siswa dengan informasi tentang jadwal kuliah, nilai, pendaftaran kelas, informasi account, pertemuan, kegiatan, dan banyak lagi. Ketika mengaku program, siswa menerima PIN dan informasi tentang cara menggunakan Piperline. Jika Anda belum mendapatkan PIN Anda atau Anda tidak ingat, hubungi Kantor Pelayanan Administrasi Mahasiswa di 651-523,3000. Piperline menyediakan Staf dengan informasi tentang catatan karyawan Anda. Fakultas juga dapat menggunakan Piperline untuk mengirimkan nilai, melihat kelas rosters, dan kontak mahasiswa.

2. Prosedur Vektor Pepelining

Ø  Mengambil instruksi dan membuffferkannya.

Ø  Ketika tahapn kedua bebas tahapan pertama mengirimkan instruksi yang dibufferkan tersebut.

Ø  Pada saat tahapan kedua sedang mengeksekusi instruksi, tahapan pertama memanfaatkan siklus memori yang tidak dipakai untuk mengambil dan membuffferkan instruksi berikutnya.

Ø  Tiga kesulitan yang sering dihadapi ketika menggunakan teknik pipeline

Ø  Terjadinya penggunaan resource yang bersamaan

Ø  Ketergantungan terhadap data

Ø  Pengaturan Jump ke suatu lokasi memori

3.  Pengertian RISC

RISC singkatan dari Reduced Instruction Set Computer . Merupakan bagian dari arsitektur mikroprosessor, berbentuk kecil dan berfungsi untuk mengeset istruksi dalam komunikasi diantara arsitektur yang lainnya.

-          Karakteristik Arsitektur Reduced Instruction Set Computers (RISC)

Arsitektur RISC memiliki beberapa karakteristik diantaranya:

a.Siklus mesin ditentukan oleh waktu yang digunakan untuk mengambil dua buah operand dari register, melakukan operasi ALU,dan menyimpan hasil operasinya ke dalam register, dengan demikianinstruksi mesin RISC tidak boleh lebih kompleks dan harus dapat mengeksekusi secepat mikroinstruksi pada mesin-mesin CISC.Dengan  menggunakan instruksi sederhana atau instruksi satu siklushanya dibutuhkan satu mikrokode atau tidak sama sekali, instruksimesin dapat di hardwired . Instruksi seperti itu akan dieksekusi lebihcepat dibanding yang sejenis pada yang lain karena tidak perlumengakses penyimapanan kontrol mikroprogram saat eksekusiinstruksi berlangsung.

b. Operasi berbentuk dari register ke register yang hanya terdiri dari operasi
load dan store yang mengakses memori. Fitur rancangan inimenyederhanakan set instruksi sehingga menyederhanakan pula unitkontrol. Keuntungan lainnya memungkinkan optimasi pemakaianregister sehingga operand yang sering diakses akan tetap ada di penyimpan berkecepatan tinggi. Penekanan pada operasi register keregister merupakan hal yang unik bagi perancangan RISC.

c. Penggunaan mode pengalamatan sederhana, hampir sama denganinstruksi menggunakan pengalamatan register. Beberapa modetambahan seperti pergeseran dan pe-relatif dapat dimasukkan selainitu banyak mode kompleks dapat disintesis pada perangkat lunak dibanding yang sederhana, selain dapat menyederhanakan selinstruksi dan unit kontrol.

d. Penggunaan format-format instruksi sederhana, panjang instruksinyatetap dan disesuaikan dengan panjang word. Fitur ini memiliki beberapa kelebihan karena dengan menggunakan field yang tetap pendekodean opcode dan pengaksesan operand register dapatdilakukan secara bersama-sama.

-          Ciri-Ciri RISC

a. Instruksi berukuran tunggal

b. Ukuran yang umum adalah 4 byte

c. Jumlah pengalamatan data sedikit, biasanya kurang dari 5 buah

d. Tidak terdapat pengalamatan tak langsung yang mengharuskanmelakukan sebuah akses memori agar memperoleh alamat operandlainnya dalam memori

e. Tidak terdapat operasi yang menggabungkan operasi load/storedengan operasi aritmatika, seperti penambahan ke memori dan penambahan dari memori

f. Tidak terdapat lebih dari satu operand beralamat memori per instruksi

g. Tidak mendukung perataan sembarang bagi data untuk operasi load/store

Artikel 2

1. Jaringan Interkoneksi

            Interkoneksi adalah hubungan yang terjadi antara satu koneksi dengan koneksi yang lain. Interkoneksi antar jaringan adalah hubungan atau koneksi antara satu jaringan dengan jaringan yang lain. Jaringan yang terhubung ini bukan hanya jaringan telekomunikasi namun semua bentuk jaringan yang melakukan interkoneksi.

            Banyak yang menganalisa interkoneksi antar jaringan adalah hubungan antar jaringan telekomunikasi. Namun secara harfiah interkoneksi jaringan tidak hanya mengarah ke jaringan telekomunikasi, namun ke semua jaringan. Topology nya adalah bagaimana sebuah jaringan itu terbentuk, dan bagaimana keamanan dari jaringan itu sendiri. Namun fokus permasalahan disini adalah interkoneksi antara jaringan computer.

            Komputer yang terhubung dengan komputer yang lain melalui jaringan dapat melakukan koneksi dengan konfigurasi jaringan. Koneksi ini memerlukan sebuah Port Koneksi pada kartu jaringan (NIC = Network Interface Card) yang berfungsi sebagai jembatan dari komputer ke sebuah jaringan.

2. Mesin SIMD

SIMD merupakan salah satu bentuk dari paralel sinkron yang memproses satu instruksi dengan banyak prosesor elemen pada waktu yang sama. Di dalam paradigma SIMD yang paling penting bukanlah kontrol prosesor melainkan data. Data diproses oleh masing-masing elemen pemroses yang berbeda dari satu prosesor ke prosesor lainnya. Sehingga satu program dan satu kontrol unit bekerja secara bersamaan pada kumpulan data yang berbeda. Untuk memproses data secara efisien, SIMD membuat pengaturan proses menjadi dua phase, yaitu : pertama memilah dan mendistribusikan data (data partitioning and distribution) dan yang kedua memproses data secara paralel (data paralel prosesing). Jadi efisiensi akan tergantung kepada banyaknya permasalahan yang harus diselesaikan secara paralel.

Cara terbaik dalam menggunakan SIMD adalah dengan mencocokan banyaknya permasalahan dengan banyaknya prosesor paralel. Banyaknya permasalahan berarti seberapa banyak jumlah data yang akan di perbaharui dan banyaknya prosesor paralel berarti jumlah prosesor yang tersedia. Jadi jika permasalahanya sebanding dengan prosesor paralel maka kecepatan tertinggi dapat terjadi, sebaliknya apabila permasalahan hanya satu dengan prosesor paralel yang banyak menyebabkan sistem SIMD menjadi tidak efektif. SIMD sering diidentikan sebagai permasalahan paralel yang sederhana, padahal tidaklah benar karena paradigma SIMD sangat berguna dalam menyelesaikan permasalahan yang memiliki beberapa data yang perlu diperbaharui secara serempak. Khususnya sangat berguna untuk perhitungan numerik biasa seperti perhitungan matrix dan vektor.

3. Mesin MIMD

MIMD berarti banyak prosesor yang dapat mengeksekusi instruksi dan data yang berbeda-beda secara bersamaan. Lebih lanjut sebagai bagian dari komputer, prosesor memiliki otonom yang besar dalam melakukan operasinya. Secara umum MIMD digunakan ketika banyak permasalahan heterogen yang harus diselesaikan pada waktu yang sama. MIMD sangat baik digunkan untuk meneyelesaikan permasalahan yang besar, sebab melebihi data dan kontrol yang harus dilewatkan dari task ke task. Sebagai contoh dalam analogi sebuah Bank, MIMD akan menampilkan kerja terbaiknya ketika masing-masing teller memiliki beberapa transaksi yang harus diselesaikan satu persatu tanpa ada pembuangan waktu dan penghentian dari beberapa bagian transaksi. Tetapi pada sistem MIMD akan dibingungkan oleh aliran data (dataflow) paralel, karena aliran data tersebut harus dikerjakan oleh mesin MIMD secara terus menerus. Lalu mengapa digunakan sistem MIMD ?.

Pertama bahwa tiap-tiap prosesor bekerja secara independen kecuali untuk sistem sinkoron tertentu harus menunggu. Prosesor menjalankan task yang pendek sebagai contoh selesainya mengevaluasi vektor satu elemen sebelum prosesor memproses task lebih jauh. Tentu saja prosesor dalam waktu yang singkat dapat melakukan beberapa pekerjaan yang berbeda, seperti waiting, comparing dan sending data.

Kedua, bahwa pada program paralel untuk menyelesaikan suatu task baik jumlahnya diketahui ataupun tidak, menggunakan prosesor yang jumlahnya tidak diketahui pula. Hal tersebut menggambarkan dua ciri mendasar dari sistem MIMD, yaitu :1. Kelamahan pada sentralisasi dan mekanisme sistem sinkron secara umum, dan 2. Penggeneralisasian task yang heterogen yang dioperasikan secara bersamaan, contohnya dalam memproses operasi yang berbeda dengan data berbeda dan dalam jangka waktu yang berbeda pula.

Secara umum MIMD meliputi paradigma reduksi/dataflow. Pada kenyataannya juga secara umum meliputi SIMD, sebab kita dapat menemui sifat SIMD pada sebagian sifat MIMD. Sehingga menghasilkan Kinerja akhir dari simulasi satu bentuk mesin dengan bentuk lainnya. Untuk menggabungkannya, mesin MIMD mengubah SIMD prosesor dimana masing-masing prosesornya mampu mengerjakan banyak task dari aplikasi yang berbeda pada waktu yang sama.

Sumber :

-       http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/390/jbptunikompp-gdl-sindrianil-19458-10-9-pipeli-g.pdf

-       http://funsday.blogspot.com/2009/04/93-reduced-instruction-set-computer.html

-       http://ocw.gunadarma.ac.id/course/industrial-technology/program-of-electronics-engineering-study-2013-s1/arsitektur-komputer/pipeline-dan-risc