Pengolahan paralel

Konteks pemrosesan paralel

Bidang arsitektur komputer digital telah berkembang eksplosif dalam dua dekade terakhir. Melalui aliran penelitian eksperimental, upaya membangun alat, dan studi teoritis, desain   sebuah-set instruksi arsitektur, pernah dianggap seni, telah berubah menjadi salah satu cabang yang paling kuantitatif teknologi komputer. Pada saat yang sama, pemahaman yang lebih baik tentang berbagai bentuk concurrency, dari pipelining standar untuk paralelisme besar, dan penemuan struktur arsitektur untuk mendukung dan user-friendly programming model cukup efisien untuk sistem tersebut, telah memungkinkan kinerja hardware untuk melanjutkan pertumbuhan eksponensial tersebut. Tren ini diperkirakan akan terus berlanjut dalam waktu dekat.

Pertumbuhan yang eksplosif, terkait dengan harapan bahwa kinerja akan terus meningkat eksponensial dengan setiap generasi baru dari perangkat keras dan bahwa (kontras dengan software) perangkat keras komputer akan berfungsi dengan baik segera setelah datang dari jalur perakitan, memiliki sisi bawah nya. Hal ini menyebabkan kompleksitas hardware belum pernah terjadi sebelumnya dan biaya pengembangan hampir tak tertahankan. Tantangan yang dihadapi di masa depan komputer desainer dan saat ini adalah lembaga kesederhanaan di mana kita sekarang memiliki kompleksitas, menggunakan teori dasar yang dikembangkan di daerah ini untuk mendapatkan kinerja dan menggunakan manfaat kemudahan dari rangkaian sederhana, untuk memahami interaksi antara kemampuan teknologi dan keterbatasan di satu sisi dan keputusan desain berdasarkan persyaratan dan aplikasi pengguna di sisi lain.  

Dalam desainer komputer pencarian untuk user-keramahan, kekompakan, kesederhanaan, kinerja tinggi, biaya rendah, dan daya rendah, pemrosesan paralel memainkan peran kunci. Kinerja tinggi uniprocessors menjadi semakin kompleks, mahal, dan kekuasaan-lapar. Sebuah tradeoff dasar sehingga ada antara penggunaan satu atau sejumlah kecil prosesor kompleks seperti, di satu ekstrim, dan nomor besar sangat moderat prosesor sederhana, di ujung lainnya. Ketika dikombinasikan dengan bandwidth yang tinggi, tetapi secara logis sederhana, fasilitas antar-prosesor komunikasi, pendekatan kedua mengarah ke penyederhanaan yang signifikan dari proses desain. Namun, dua hambatan utama sejauh ini mencegah adopsi luas tersebut cukup untuk arsitektur paralel massal: The-prosesor komunikasi antar hambatan dan kesulitan, dan dengan demikian biaya tinggi, dari algoritma / pengembangan perangkat lunak.

Konteks di atas berubah karena beberapa faktor. Pertama, pada jam tarif sangat tinggi, hubungan antara prosesor dan memori menjadi sangat kritis. CPU tidak lagi dapat didesain dan diverifikasi dalam isolasi. Sebaliknya, prosesor terpadu / memori diperlukan optimasi desain yang membuat pembangunan bahkan lebih kompleks dan mahal. VLSI teknologi sekarang memungkinkan kita untuk menempatkan lebih banyak transistor pada chip daripada yang diwajibkan oleh prosesor superscalar bahkan yang paling maju. Sebagian besar transistor ini sekarang digunakan untuk menyediakan memori on-chip tambahan. Namun, mereka dapat dengan mudah digunakan untuk membangun beberapa prosesor pada satu chip. Munculnya beberapa microchip prosesor, bersama dengan metode saat ini tersedia untuk kombinasi glueless dari beberapa chip menjadi sebuah sistem yang lebih besar dan standar jatuh tempo untuk model mesin paralel, pegang janji untuk membuat pemrosesan paralel lebih praktis.     

Inilah sebabnya mengapa pemrosesan paralel seperti menempati tempat yang menonjol dalam arsitektur pendidikan komputer dan penelitian. Arsitektur paralel baru muncul dengan keteraturan luar biasa dalam publikasi teknis, sementara arsitektur tua yang dipelajari dan dianalisis dan berwawasan cara baru. Kekayaan hasil teoritis dan praktis diterbitkan pada arsitektur paralel dan algoritma yang benar-benar menakjubkan. Munculnya pemrograman standar dan model komunikasi telah menghilangkan beberapa kekhawatiran dengan kompatibilitas dan desain masalah perangkat lunak dalam pengolahan paralel, sehingga menghasilkan desain dan produk baru dengan pasar banding massa. Mengingat sifat-intensif perhitungan banyak area aplikasi (seperti enkripsi, pemodelan fisik, dan multimedia), pengolahan paralel akan terus berkembang selama bertahun-tahun yang akan datang. 

Mungkin, pemrosesan paralel dewasa lebih lanjut, akan mulai menjadi tidak terlihat. Packing banyak prosesor di komputer mungkin merupakan menjadi bagian dari masa depan arsitek kotak peralatan komputer sebagai pipelining, cache memori, dan menerbitkan beberapa instruksi lakukan hari ini. Dalam skenario ini, meskipun banyaknya prosesor tidak akan mempengaruhi pengguna akhir atau bahkan programmer profesional (selain tentu saja meningkatkan kinerja sistem), jumlah tersebut mungkin disebutkan dalam literatur penjualan untuk memikat pelanggan, dengan cara yang sama bahwa jam frekuensi dan ukuran cache yang sekarang digunakan. Tantangan tersebut kemudian akan beralih dari membuat pekerjaan pemrosesan paralel untuk memasukkan lebih banyak prosesor, lebih ekonomis dan dalam mode benar-benar mulus.

sumber : http://www.ece.ucsb.edu/Faculty/Parhami/text_par_proc.htm