Tugas 1
Sumber:
http://goresaninspirasi.blogspot.com/2014/06/etika-profesionalisme-tsi-tugas-1-bulan.html
Nama : Syahsoza Puji
NPM : 16110776
Dosen : Rifki Amalia, SKom.,
MMSI
MatKul :
Etika
& Profesionalisme TSI
Tugas : Jelaskan perbedaan dari arsitektur SIMD (Single Instruction Multiple Data
Stream) dengan arsitektur SISD (Single Instruction Single Data Stream)
Single
Instruction Stream Multiple Data Stream (SIMD)
SIMD
adalah satu unit kontrol yang mengeksekusi aliran tunggal instruksi, tetapi
lebih dari satu elemen pemroses. Mesin SIMD secara umum mempunyai
karakteristik sbb:
·
Mendistribusi proses ke sejumlah besar
hardware
·
Beroperasi terhadap berbagai elemen data
yang berbeda
·
Melaksanakan komputasi yang sama
terhadap semua elemen data
Peningkatan kecepatan pada SIMD proporsional dengan jumlah hardware (elemen pemroses) yang tersedia. SIMD bertugas untuk menyesuaikan kontras dalam citra digital atau menyesuaikan volume audio digital. Desain CPU modern termasuk instruksi SIMD dalam rangka meningkatkan kinerja multimedia yang digunakan.
Keuntungan
SIMD
·
Keuntungan SIMD antara lain sebuah
aplikasi adalah salah satu dimana nilai yang sama sedang ditambahkan ke (atau
dikurangkan dari) sejumlah besar titik data, operasi umum di banyak multimedia
aplikasi. Salah satu contoh akan mengubah kecerahan gambar. Setiap pixel dari
suatu gambar terdiri dari tiga nilai untuk kecerahan warna merah (R), hijau (G)
dan biru (B) bagian warna. Untuk mengubah kecerahan, nilai-nilai R, G dan B
yang dibaca dari memori, nilai yang ditambahkan dengan (atau dikurangi dari)
mereka, dan nilai-nilai yang dihasilkan ditulis kembali ke memori.
·
Dengan prosesor SIMD ada dua perbaikan
proses ini. Untuk satu data dipahami dalam bentuk balok, dan sejumlah
nilai-nilai dapat dimuat sekaligus. Alih-alih serangkaian instruksi mengatakan
“mendapatkan pixel ini, sekarang mendapatkan pixel berikutnya”, prosesor SIMD
akan memiliki instruksi tunggal yang efektif mengatakan “mendapatkan n piksel”
(dimana n adalah angka yang bervariasi dari desain untuk desain). Untuk
berbagai alasan, ini bisa memakan waktu lebih sedikit daripada “mendapatkan”
setiap pixel secara individual, seperti desain CPU tradisional.
·
Keuntungan lain adalah bahwa sistem SIMD
biasanya hanya menyertakan instruksi yang dapat diterapkan pada semua data
dalam satu operasi. Dengan kata lain, jika sistem SIMD bekerja dengan memuat
delapan titik data sekaligus, add operasi yang diterapkan pada data akan
terjadi pada semua delapan nilai pada waktu yang sama. Meskipun sama berlaku
untuk setiap desain prosesor super-skalar, tingkat paralelisme dalam sistem
SIMD biasanya jauh lebih tinggi.
Kekurangan
SIMD
1. Tidak
semua algoritma dapat vectorized. Misalnya, tugas aliran-kontrol-berat seperti
kode parsing tidak akan mendapat manfaat dari SIMD.
2. Ia
juga memiliki file-file register besar yang meningkatkan konsumsi daya dan area
chip.
3. Saat
ini, menerapkan algoritma dengan instruksi SIMD biasanya membutuhkan tenaga
manusia, sebagian besar kompiler tidak menghasilkan instruksi SIMD dari khas
Program C, misalnya vektorisasi dalam kompiler merupakan daerah aktif
penelitian ilmu komputer.
4. Pemrograman
dengan khusus SIMD set instruksi dapat melibatkan berbagai tantangan tingkat
rendah.
5. SSE
(Streaming SIMD Ekstensi) memiliki pembatasan data alignment, programmer akrab
dengan arsitektur x86 mungkin tidak mengharapkan ini.
6. Mengumpulkan
data ke dalam register SIMD dan hamburan itu ke lokasi tujuan yang benar adalah
rumit dan dapat menjadi tidak efisien.
7. Instruksi
tertentu seperti rotasi atau penambahan tiga operan tidak tersedia dalam
beberapa set instruksi SIMD.
8. Set
instruksi adalah arsitektur-spesifik: prosesor lama dan prosesor non-x86
kekurangan SSE seluruhnya, misalnya, jadi programmer harus menyediakan
implementasi non-Vectorized (atau implementasi vectorized berbeda) untuk
mereka.
9. Awal
MMX set instruksi berbagi register file dengan tumpukan floating-point, yang
menyebabkan inefisiensi saat pencampuran kode floating-point dan MMX. Namun,
SSE2 mengoreksi ini.
SIMD
dibagi menjadi beberapa bentuk lagi yaitu :
·
Exclusive-Read, Exclusive-Write (EREW)
SM SIMD
·
Concurent-Read, Exclusive-Write (CREW)
SM SIMD
·
Exclusive-Read, Concurrent-Write (ERCW)
SM SIMD
·
Concurrent-Read, Concurrent-Write (CRCW)
SM SIMD
Single
Intruction Stream, Single Data Stream (SISD)
SISD
adalah satu CPU yang mengeksekusi instruksi satu persatu dan menjemput atau
menyimpan data satu persatu. SISD adalah salah satu dari empat
klasifikasi utama sebagaimana didefinisikan dalam taksonomi Flynn. Dalam sistem
ini, klasifikasi didasarkan pada jumlah instruksi bersamaan dan data stream
hadir dalam arsitektur komputer. Menurut Michael J. Flynn, SISD dapat memiliki
karakteristik pemrosesan konkuren. Instruksi fetching dan eksekusi pipelined
instruksi adalah contoh umum ditemukan di komputer SISD paling modern.
Single
Data adalah satu-satunya yang menggunakan arsitektur Von Neumann. Ini dikarenakan
pada model ini hanya digunakan 1 processor saja. Oleh karena itu model ini bisa
dikatakan sebagai model untuk komputasi tunggal. Sedangkan ketiga model lainnya
merupakan komputasi paralel yang menggunakan beberapa processor. Beberapa
contoh komputer yang menggunakan model SISD adalah UNIVAC1, IBM 360, CDC 7600,
Cray 1 dan PDP 1.
Contoh
Flowchart SISD dan SIMD
Sebagai contoh perbandingannya, pada gambar diatas A SISD, untuk sistem SISD memiliki 4 sektor yaitu X1, X2, X3, dan X4, yang dimana merepresentasikan blok instruksi, setelah mengeksekusi X1, tergantung dari nilai X berapa.. sesuai atau tidak, kalau ya dia akan langsung jalan ke X2, jika X tidak sesuai akan jalan ke X3. Yang kemudian dari masing-masing X2 ataupun X3 akan langsung melanjutkan eksekusi ke tahap akhir yaitu X4.
Pada
sistem SIMD, beberapa aliran data ada yang memenuhi X=? dan ada yang tidak,
maka beberapa elemen akan melakukan X3 dan yang lain akan melakukan X2 setelah
itu semua elemen akan melakukan X4 .
Storyboard
SISD
Storyboard
SIMD