Jenis Komputasi Paralel

Dalam Komputasi Paralel terdapat beberapa jenis komputasi seperti:

- SISD (Single Instruction, Single Data)

- SIMD (Single Instruction, Multiple Data)

- MISD (Multiple Instruction, Single Data)

- MIMD (Multiple Instruction, Multiple Data)

1. SISD 

Single Instruction - Single Data. Komputer jenis ini hanya memiliki satu prosesor (single processor). Dimana semua instruksi di eksekusi secara serial (terurut satu demi satu) dan memungkinkan adanya overlapping di setiap bagian instruksi dalam pelaksanaan eksekusi. Komputer ini adalah tipe komputer konvensional. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600, Cray 1 dan PDP. 

Gambar 1. Prosesor SISD

2. SIMD 

Single Instruction - Multiple Data. Komputer jenis ini hanya dapat mengeksekusi satu instruksi dan memiliki lebih dari satu prosesor. Satu eksekusi dilakukan secara paralel pada data yang berbeda pada level lock-step. Komputer vektor adalah salah satu komputer paralel yang menggunakan arsitektur ini. Beberapa contoh komputer yang menggunakan model SIMD adalah ILLIAC IV, MasPar, Cray X-MP, Cray Y-MP, Thingking Machine CM-2 dan Cell Processor (GPU). 

Mesin menerapkan instruksi tunggal ke sekelompok item data secara bersamaan. Instruksi master dengan demikian bertindak atas vektor operan terkait. Sejumlah prosesor, oleh karena itu, mematuhi instruksi yang sama dalam siklus yang sama dan dapat dikatakan sedang melakukan langkah kunci yang ketat. Fasilitas ada untuk mengecualikan prosesor tertentu dari berpartisipasi dalam siklus instruksi yang diberikan.

Gambar 2. Prosesor SIMD

3. MISD 

Multiple Instructions - Single Data. Belum ada perwujudan nyata dari komputer jenis ini kecuali dalam bentuk prototipe untuk penelitian. Teorinya komputer ini memiliki satu prosesor dan mengeksekusi beberapa instruksi secara paralel tetapi praktiknya tidak ada komputer yang dibangun dengan arsitektur ini karena sistemnya tidak mudah dipahami. 

Dalam sistem ini terdapat n unit prosesor, masing-masing menerima instruksi berbeda yang beroperasi melalui aliran data yang sama. Hasil dari satu prosesor menjadi input dari prosesor berikutnya. Salah satu arsitektur terdekat dengan konsep ini adalah komputer pipelined. Struktur ini kurang mendapat perhatian dan tidak memiliki implementasi nyata.

Gambar 3. Prosesor MISD

4. MIMD 

Multiple Instructions - Multiple Data. Komputer jenis ini dapat mengeksekusi lebih dari satu instruksi secara paralel dengan lebih dari satu prosesor. Tipe komputer ini yang paling banyak digunakan untuk membangun komputer paralel, bahkan banyak supercomputer yang menerapkan arsitektur ini. Beberapa komputer yang menggunakan model MIMD adalah IBM POWER5, HP/Compaq AlphaServer, Intel IA32, AMD Opteron, Cray XT3 dan IBM BG/L.

Sistem MIMD menyediakan serangkaian instruksi terpisah untuk setiap prosesor. Ini memungkinkan prosesor untuk bekerja pada bagian yang berbeda dari masalah secara tidak sinkron dan mandiri. Sistem semacam itu dapat terdiri dari sejumlah node prosesor dan memori yang saling berhubungan, berdedikasi, atau saling terhubung "berdiri sendiri". Prosesor dalam klasifikasi MIMD secara mandiri mematuhi urutan instruksi mereka sendiri dan menerapkan instruksi ini pada data mereka sendiri. Dengan menyediakan prosesor ini dengan kemampuan untuk berkomunikasi satu sama lain, mereka dapat berinteraksi dan karenanya, bekerja sama dalam solusi dari satu masalah.

Gambar 4. Prosesor MIMD

Perbandingan ke-empat jenis komputasi di atas bisa dilihat pada tabel berikut:

SISD	SIMD	MISD	MIMD
-   Satu prosesor -   Satu instruksi stream -   Data disimpan di satu memori -   Di sebut Uni-processor	-    Instruksi mesin tunggal -    Eksekusi dikendalikan secara simultan -    Terdapat sejumlah elemen proses -    Setiap instruksi dieksekusi dalam set data yang berbeda oleh proses yang berbeda -    Yang termasuk SIMD adalah Array Processor dan Vector Processor Sifat komputer SIMD: 1. Mendistribusikan pemrosesan ke sejumlah hardware. 2. Beroperasi secara bersama-sama pada beberapa elemen data yang berbeda. 3. Menjalankan komputasi yang sama pada semua elemen data.	-    Satu Aliran     Instruksi -    Banyak Aliran Data -    Belum dapat   diimplementasikan   dengan baik	-  Terdiri dari sejumlah set prosesor -  Terdiri dari sejumlah set data yang berbeda -  Secara simultan mengeksekusi urutan instruksi yang berbeda Sifat komputer MIMD : 1.   Mendistribusikan pemrosesan ke sejumlah prosesor independen. 2.   Membagikan sumber termasuk memori utama ke prosesor independen. 3.   Setiap prosesor menjalankan programnya sendiri. 4.   Setiap prosesor berfungsi secara independen dan bersama-sama.