Definisi arsitektur komputer adalah seperangkat metode serta aturan yang memaparkan detail tentang fungsi, manajemen, dan pengaplikasian komputer. Singkatnya, arsitektur komputer terdiri dari beberapa aturan untuk menjalankan dan mengoperasikan sistem.
Tiga kategori utama arsitektur komputer adalah sebagai berikut:
1. Instruction Set Architecture (ISA)
Peran ISA adalah membaca instruksi yang diterima oleh prosesor lalu melakukan tindakan sesuai perintah. ISA mengalokasikan memori ke instruksi serta bertindak berdasarkan Direct Addressing Mode atau Indirect Addressing Mode.
2. Arsitektur Mikro
Metode ini menjelaskan bagaimana prosesor akan menangani dan mengimplementasikan instruksi dari ISA.
3. Desain sistem
Metode ini mencakup seluruh komponen perangkat keras lainnya di dalam sistem seperti virtualisasi dan multiprocessing.
Peran utama arsitektur komputer adalah membuat sistem komputer seimbang dalam kinerja serta menciptakan efisiensi dalam hal biaya serta keseluruhan kegiatan operasional. Hasilnya adalah keandalan sistem komputer. Contoh konkret adalah ISA bertindak sebagai perantara antara perangkat lunak dan perangkat keras.
Pada dasarnya, komputer hanya dapat memahami bahasa biner, dalam hal ini 0, 1. Sedangkan user memahami bahasa tingkat tinggi seperti else, while, conditions, dan sebagainya. Jadi, komunikasi antara user dan komputer dijembatani oleh Arsitektur Perangkat Instruksi (Instruction Set Architecture) dengan menerjemahkan bahasa tingkat tinggi ke bahasa biner.
SISD
SISD merupakan prosesor tunggal dengan kapabilitas eksekusi satu instruksi. SISD merupakan singkatan dari Single Instruction and Single Data Stream. Artinya, SISD adalah klasifikasi arsitektur komputer dan beroperasi hanya pada satu aliran data.
SISD menggambarkan struktur satu komputer yang terdiri dari unit kontrol, unit memori, dan unit prosesor. Sistem ini memiliki kemampuan pemrosesan paralel internal, di mana instruksi dilakukan secara berurutan. Mayoritas komputer konvensional menggunakan arsitektur SISD. Contohnya adalah minicomputer atau komputer lawas.
SIMD
SIMD merupakan singkatan dari Unit Single Instruction Multiple Data. SIMD adalah komponen perangkat keras dengan kegiatan operasional untuk alur data secara bersamaan. Umumnya, unit SIMD adalah penerima input dua vektor dengan masing-masing satu set operan, beroperasi yang sama pada kedua set operan, yaitu satu operan dari setiap vektor, serta mengeluarkan vektor sekaligus hasilnya.
SIMD menjadi representasi aliran data multi-instruksi tunggal. Model komputasi paralel SIMD mencakup dua bagian seperti komputer front-end gaya von Neumann klasik dan susunan prosesor yang terdiri dari elemen pemrosesan tersinkronisasi identik. Prosesor tersebut memadai untuk mengimplementasikan operasi yang sama pada berbagai data secara bersamaan.
Setiap prosesor dalam larik memiliki sejumlah kecil memori lokal tempat data terdistribusi berada saat sedang diproses secara paralel. Semua prosesor dalam larik tersebut terhubung ke bus memori ujung depan dapat secara acak. Dengan demikian, ujung depan membuat memori prosesor lokal terkesan sebagai memori.
Suatu program dapat dikembangkan dengan menggunakan bahasa pemrograman serial tradisional. Program aplikasi dilakukan oleh ujung depan dalam metode serial biasa, tetapi perintah larik prosesor dapat melakukan operasi SIMD secara paralel.
Pada arsitektur SIMD, paralelisme dieksploitasi dengan operasi simultan yang terdapat dalam kumpulan data yang begitu besar. Paradigma ini manfaat sebagai problem solving pada beberapa data yang perlu untuk ditingkatkan secara bersamaan.
MISD
Multiple Instruction Single Data atau MISD adalah jenis arsitektur komputer yang mengimplementasikan beberapa processor. Tiap processor menggunakan instruksi berbeda meskipun mengolah data yang sama. MISD memiliki pengoperasian yang kontras dari model SIMD.
Komputer yang dirakit menggunakan model MISD biasanya tidak dapat berfungsi di sebagian besar aplikasi. Namun, tidak ada satupun yang tersedia secara komersial.
MIMD
Multiple Instruction Multiple Data ini merupakan kebalikan dari SIMD. SIMD mengacu pada satu instruksi yang diaplikasikan ke beberapa informasi atau data yang berbeda di waktu yang sama. SIMD dianggap kurang efisien dibandingkan dengan MIMD.
Sebaliknya, MIMD mengaplikasikan berbagai perangkat ke beberapa informasi dalam waktu yang sama. Tentu saja, MIMD jauh lebih efisien dibandingkan dengan SIMD. Perbedaan utama SIMD dan MIMD adalah SIMD hanya memiliki satu decoder, sedangkan MIMD memiliki beberapa decoder.
MIMD membutuhkan memori jauh lebih besar dibandingkan dengan SIMD. Tentu saja, biaya untuk pengaplikasian MIMD lebih tinggi dibandingkan SIMD. Sinkronisasi SIMD bersifat laten sedangkan MIMD bersifat eksplisit dan akurat.
MIMD merupakan pemrograman asinkron dengan kompleksitas tinggi, sedangkan SIMD adalah pemrograman sinkron dengan tingkat kompleksitas lebih rendah daripada SIMD. Soal performa, MIMD lebih efisien dibandingkan SIMD.
Comments
Post a Comment