Super Computer

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pemanfaatan komputer mempunyai andil yang besar dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang demikian pesat saat ini. Penggunaan komputer tidak terbatas pada perhitungan matematis, pengolahan dan penyimpanan data, serta otomatisasi pekerjaan tetapi juga pada pengembangan metode-metode baru pemecahan masalah. Kemampuannya dalam banyak hal ditunjang perkembangan teknologi hardware dan software yang tiada henti, membuat komputer menjadi komponen vital bagi kehidupan manusia modern.
Tuntutan yang terus meningkat dari komputer adalah kapasitas yang semakin besar dan kinerja yang semakin cepat. Hal ini membawa teknologi komputer melalui fase-fase perkembangan yang panjang. Dua hardware utama yang mengalami perkembangan sangat signifikan adalah prosesor dan memori.
Walaupun demikian keduanya memiliki keterbatasan sehingga pengembangan software pun menjadi solusi yang selalu siap mengatasinya. Bisa dikatakan perkembangan teknologi hardware dan software komputer berjalan saling melengkapi satu sama lain.
3
BAB 2
PEMBAHASAN SUPER KOMPUTER
2.1 Pengertian Super Komputer
Superkomputer adalah sebuah komputer yang memimpin di dunia dalam kapasitas proses, terutama kecepatan penghitungan, pada awal perkenalannya. Superkomputer diperkenalkan pada tahun 1960-an, didesain oleh Seymour Cray di Control Data Corporation (CDC), memimpin di pasaran pada tahun 1970-an sampai Cray berhenti untuk membentuk perusahaanya sendiri, Cray Research.
Dia kemudian mengambil pasaran superkomputer dengan desainnya, dalam keseluruhan menjadi pemimpin superkomputer selama 25 tahun (1965-1990). Pada tahun 1980an beberapa pesaing kecil memasuki pasar, yang bersamaan dengan penciptaan komputer mini dalam dekade sebelumnya. Sekarang ini, pasar superkomputer dipegang oleh IBM dan HP, meskipun Cray Inc. masih menspesialisasikan dalam pembuatan superkomputer.
1. Penggunaan
Superkomputer digunakan untuk tugas penghitungan-intensif seperti prakiraan cuaca, riset iklim (termasuk riset pemanasan global, pemodelan molekul, simulasi fisik (seperti simulasi kapal terbang dalam terowongan angin, simulasi peledakan senjata nuklir, dan riset fusi nuklir), analisikrip, dan lain-lain. Militer dan agensi sains salah satu pengguna utama superkomputer.
2. Desain
Superkomputer lebih unggul dalam kecepatan daripada komputer di rumah-rumah biasa dengan menggunakan desain inovatif berbentuk lemari yang membuat mereka dapat melakukan banyak tugas secara paralel, dan juga detail sipil yang rumit. Komputer ini biasanya dikhususkan untuk penghitungan tertentu, biasanya penghitungan angka, dan tidak bagus hasilnya dalam tugas umum. Hirarki memorinya didesain secara hati-hati untuk memastikan prosesornya tetap menerima data dan instruksi setiap saat; dalam kenyataan, perbedaan performa dengan komputer biasa terletak di hirarki memori dan komponennya. Sistem I/Onya juga didesain supaya bisa mendukung bandwidth yang lebar.
4
Seperti dengan sistem paralel pada umumnya, hukum Amdahl berlaku, dan superkomputer didesain untuk menghilangkan kelemahan susunan seri, dan menggunakan hardware sistem paralel untuk mempercepat dari kelemahan sempitnya bandwidth.
3. kecepatan pengolahan data superkomputer
Kecepatan superkomputer diukur dengan satuan FLOPS (Floating Point Operations per Second). Kecepatan superkomputer rata2 adalah pada level TeraFLOPS (TFLOPS) yaitu level 10 pangkat 12 dan PetaFLOPS (PFLOPS) yaitu level 10 pangkat 15 atau sama dengan kecepatan 1000 triliun floating proses/detik. Petaflop maksudnya jumlah operasi yang bisa dilakukan, tidak sama dengan kb/s atau gb/s. 1 petaflop = 10^15 (1.000.000.000.000.000) flops. Misalkan Superkomputer mempunyai kecepatan 33,68 maka super komputer ini bisa melakukan 33,68 x 10
5
pangkat 15 operasi/detik. Kalau prosesor intel i7 kira-kita 7 GFlop= 7x10^ 9. Jadi Tianhe-2 lebih cepat hampir 5 juta kali dari komputer berprosesor intel i7.
2.2 Sejarah Dan Perkembagan
Sejarah Super Komputer telah dimulai ketika komputer itu sendiri lahir. Pada saat permulaan era digital, Piranti seperti Colossus Mark 1 dan 2, serta ENIAC berukuran sangat besar dan mampu memenuhi satu ruangan. Term ‘supercomputer’ baru muncul pada era 60-an, dan selalu dihubungkan dengan seseorang bernama Seymour Cray. Cray sekarang juga digunakan sebagai nama salah satu superkomputer. Dia mulai mendesain mesin-mesin saat masih bekerja pada Control Data Corporation (CDC), sebuah perusahaan yang telah memproduksi komputer-komputer tercepat pada saat itu. Cray berencana membuat sebuah komputer yang 50 kali lebih cepat daripada computer tercepat yang dijual oleh CDC pada saat itu, yaitu 16044 8-bit. Pekerjaan itu menyita waktunya beberapa tahun, sehingga menimbulkan kekhawatiran di manajemen CDC, namun pada 1964 CDC 6600 keluar.
Hingga era 60-an, kemampuan processing komputer diukur dari seberapa banyak operasi per detik (OPS/operations per second) yang dapat dilakukan. Colossus dapat melakukan 5,000 OPS, ENIAC 100,000 OPS, dan mesin tercepat tahun 50-an milik IBM yang bernama AN/FSQ-7 ‘hanya’ mampu mencapai 400,000 OPS. Saat CDC 6600 muncul, IBM telah menggandakan hingga 3 kali kecepatan tersebut berkat diadopsinya transistor. Ketika itu pengukuran telah berubah dari integer OPS menjadi floating point (FLOPS). CDC 6600 dapat mencapai 3 MFLOPS atau setara 3 juta FLOPS.
Lompatan yang dilakukan oleh CDC 6600 telah melahirkan sebuah konsep yang kita kenal sekarang dengan supercomputer. Lima tahun kemudian, CDC membuat langkah yang lebih besar. CDC 7600 mampu mencapai 10 kali kemampuan 6600, yaitu hingga 36 MFLOPS, dan trend pun terus berlanjut dengan STAR-100 yang mencapai 100 MFLOPS lima tahun kemudian. Dalam dua tahun berikutnya, Seymour Cray keluar CDC untuk membentuk perusahaannya sendiri. Produk pertamanya, Cray 1, mencapai 250 MFLOPS pada 1976.
Sejak itu, performa supercomputer meningkat setiap dekade. Superkomputer pertama yang mencapai GFLOPS (GigaFLOPS atau 1000 MFLOPS) muncul pada 1986 yaitu Cray2. Lalu Superkomputer pertama yang mencapai TFLOP (TeraFLOPS atau 1000 GFLOPS) dicapai oleh ASCI Red milik Intel pada 1997. Pada 2008, Roadrunner milik
6
IBM menjadi superkomputer pertama yang mencapai PFLOP (PetaFLOPS atau 1000 TFLOPS). Roadrunner masih menjadi superkomputer tercepat saat ini.
Perkembangan kemampuan superkomputer dapat dilihat dari perbandingan berikut : komputer desktop yang tercepat saat ini menggunakan processor quad-core dalam satu PC dapat mencapai hingga lebih dari 50 GFLOPS, angka yang sama dengan yang di capai oleh superkomputer-superkomputer pada awal 1990-an.
Kemampuan sebesar itu didapat dengan menggabungkan ratusan, ribuan, bahkan jutaan prosesor yang bekerja secara parallel. Namun di era internet saat ini, paradigma parallel computing telah meluas ke skala global. Superkomputer tidak hanya dibangun dalam satu ruang menjadi satu kesatuan, namun dapat dibangun dengan memanfaatkan komputer-komputer personal yang terhubung ke internet. Roadrunner mungkin superkomputer tunggal yang tercepat, namun ada satu superkomputer terdistribusi yang mencapai 4,27 PFLOPS. Sistem itu adalah suatu project bernama Folding@Home. Folding@Home adalah sebuah project distributed computing yang bertujuan untuk mensimulasi pembentukan protein yang digunakan untuk membuat obat bagi penderita Alzheimer, Parkinson, Mad Cow, dan lain-lain. Kita dapat berpartisipasi dengan mendownload program dari situs F@H, dan program itu akan menggunakan resource kita saat idle dan mengirimkan hasil komputasi ke server. Dengan kombinasi jutaan PC di dunia yang terhubung internet sistem distributed computing ini dapat mencapai kecepatan tersebut.
Teknologi dan kemampuan superkomputer saat ini masih terus berkembang. IBM sedang mengembangkan sebuah superkomputer bernama Sequoia yang direncanakan selesai tahun 2012. Sequoia dirancang untuk mencapai 20 PFLOPS atau 20 kali superkomputer tercepat saat ini Roadrunner (1,1 PFLOPS).
2.3 Super Komputer Masa Kini
Salah satu produk superkomputer buatan Cray Inc. yang berbasis di Oak Ridge National Laboratory, Tennesssee, memasuki daftar teratas dalam daftar Top 500 superkomputer tercepat dunia. Kecepatannya mencapai 1,7 Petaflops, artinya mampu mengerjakan 1,7 Kuadriliun operasi komputasi per detik. Sementara itu, Dawning nebulae superkomputer buatan Cina, yang ada di National Supercomputing Center di Shenzhen, China, menempel ketat di belakang Jaguar dengan 1,27 Petaflops per detik. Bahkan, tidak lama lagi pendatang baru dari IBM, Sequoia siap menyaingi keduanya.
7
Diharapkan, tahun 2011 IBM menyelesaikan Sequoia yang memiliki performa 20 kali lebih super dibanding Roadrunner atau lebih besar dari 400.000 prosesor dengan CPU 3 GHz quadcore. Berapa besar 20 Petaflops ini? IBM menganalogikannya ”kalkulasi yang dihitung Sequoia selama satu hari, membutuhkan 1000 tahun dan 6 milyar orang untuk menghitungnya dengan kalkulator”.
Setelah mengetahui performa yang begitu luar biasa, timbul pertanyaan, apa kegunaan superkomputer? Apa saja yang sanggup dilakukannya? Salah satu jawabannya adalah untuk penelitian dan pengetahuan. Contoh yang dapat dilihat adalah untuk simulasi proses alam dengan kendali komputer. Dengan superkomputer dapat diketahui bagaimana racun menyebar dalam tanah dan membutuhkan waktu hingga ia terurai. Kita juga dapat mengkalkulasi arus magnet dalam inti bumi, mensimulasi pembentukan galaksi, menampilkan apa yang terjadi saat supernova, atau bagaimana efek tembakan laser pada berbagai material (penting untuk penelitian dan pengembangan akselerator partikel seperti yang digunakan untuk menangani penyakit tumor).
Dengan superkomputer, efek inovasi obat-obatan juga dapat diteliti tanpa harus menyiksa hewan-hewan sebagai media percobaan. Bahkan, superkomputer mampu meramalkan kapan gempa bumi berikutnya yang akan terjadi di suatu belahan dunia dan area mana saja yang terkena dampaknya. Dan juga sekarang supercomputer banyak digunakan dalam penyelesaian masalah kompleks seperti fisika kuantum, peramalan cuaca, penelitian iklim, pemodelan molekul, dan simulasi percobaan fisika. Semua permasalahan di atas membutuhkan perhitungan yang cepat dan tepat sehingga penggunaan supercomputer sangatlah tepat jika dibandingkan dengan menggunakan komputer biasa (PC).
Superkomputer sangat penting bagi penelitian, jelas Klaus Wolkersdorfer, kepala bagian sistem komputer performa tinggi di pusat penelitian di Jülich, Jerman. Di samping teori dan eksperimen, superkomputer telah berkembang menjadi pilar ketiga dalam dunia sains.
Inilah daftar superkomputer terbaik di dunia: Rank Company Computer 1. Titan (Oak Ridge National Laboratory, AS) kecepatan proses 17,6 petaflop. CPU berbasiskan AMD Cray dan GPU Nvidia dengan total 560.640 inti. 2. Oak Ridge National Laboratory United States Jaguar - Cray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 GHz Cray Inc.
8
3. National Supercomputing Centre in Shenzhen (NSCS) China Nebulae - Dawning TC3600 Blade, Intel X5650, NVidia Tesla C2050 GPU Dawning 4. DOE/NNSA/LANL United States Roadrunner - BladeCenter QS22/LS21 Cluster, PowerXCell 8i 3.2 Ghz / Opteron DC 1.8 GHz, Voltaire Infiniband IBM 5. National Institute for Computational Sciences/University of Tennessee United States Kraken XT5 - Cray XT5-HE Opteron Six Core 2.6 GHz Cray Inc. 6. Forschungszentrum Juelich (FZJ) Germany JUGENE - Blue Gene/P Solution IBM 7. NASA/Ames Research Center/NAS United States Pleiades - SGI Altix ICE 8200EX/8400EX, Xeon HT QC 3.0/Xeon Westmere 2.93 Ghz, Infiniband SGI 8. National SuperComputer Center in Tianjin/NUDT China Tianhe-1 - NUDT TH-1 Cluster, Xeon E5540/E5450, ATI Radeon HD 4870 2, Infiniband NUDT 9. DOE/NNSA/LLNL United States BlueGene/L - eServer Blue Gene Solution IBM 10. Argonne National Laboratory United States Intrepid - Blue Gene/P Solution IBM 11. Sandia National Laboratories / National Renewable Energy Laboratory United States Red Sky - Sun Blade x6275, Xeon X55xx 2.93 Ghz, Infiniband Sun Microsystems
9
2.4 PREDIKSI SUPER KOMPUTER YANG AKAN DATANG
1. Super Komputer: 10 tahun lagi mencapai exaflops
Teknologi dan inovasi Superkomputer akan terus berlanjut. Saya memperkirakan 10 tahun lagi akan hadir super komputer yang mampu menembus batas Exaflops. Namun, saya tidak tahu persis apakah sebuah pembangkit tenaga nuklir mampu menyuplai listrik bagi sebuah pusat komputasi semacam itu, karena ukuran superkomputernya akan sebesar sebuah kota dan akan menjadi sebuah mega proyek raksasa, ujar Cornelius.
2. Super Komputer Yang Mampu Memprediksi Masa Depan.
Sebuah rencana besar sedang dipersiapkan dengan matang oleh sekitar 30 peneliti di bidang IT di Eropa, yaitu perancangan sebuah superkomputer bernama Living Earth Simulator (LES). Komputer ini bukan komputer biasa karena nantinya ia memiliki kemampuan untuk menyimulasikan hal apa pun yang ada dan terjadi di bumi menggunakan semua data yang berasal dari Twitter maupun statistik pemerintah untuk memetakan pergerakan sosial dan memprediksikan krisis ekonomi selanjutnya. Ya, komputer ini mampu “melihat” tren yang sedang berkembang di masyarakat dan menganalisisnya untuk memprediksikan kondisi di masa depan hanya dengan mengumpulkan data yang ada di internet.
Dirk Helbing, salah satu pemimpin proyek ini menyatakan bahwa saat ini banyak permasalahan yang dihadapi masyarakat dunia, termasuk ketidakstabilan ekomoni dan sosial, peperangan, dan penyebaran wabah penyakit. Semua hal tersebut dipengaruhi oleh perilaku manusia tetapi di sisi lain banyak pihak yang tidak menyadari cara kerja kemasyaralatan dan perekonomian. Proyek LES diklaim akan mampu memprediksikan penyebaran wabah penyakit (contohnya flu burung), mengidentifikasi metode untuk menanggulangi perubahan iklim, dan bahkan “melihat” krisis ekonomi yang akan datang. Keseluruhan kemungkinan ini membuat LES akan menjadi hardware yang akan menampung data dengan jumlah yang luas biasa besar dan menganalisisnya dengan skala raksasa. Diharapkan LES dapat menggunakan segudang data yang ada di internet untuk memprediksi krisis ekonomi yang akan datang.
Proyek berbujet 900 juta poundsterling ini mendapatkan skeptisisme di kalangan beberapa peneliti yang melihatnya sebagai rencana yang tidak realistis dan terlalu ambisius. “Ranah sosial dan perilaku manusia terlalu sulit untuk dianalisis karena tren sosial tidak hanya kompleks namun juga berubah seiring berjalannya
10
waktu. Kekompleksitasan dunia terlalu besar. Bahkan kami tidak dapat membuat pola cuaca untuk waktu lebih dari beberapa hari,” ujar Iain Begg, profesor Studi Eropa, Sekolah Ekonomi London.
2.5 Contoh hubungan antara cloud computing dan super komputer
Komputer Super Fujitsu Terpilih untuk Mendukung Proyek National Computational Infrastructure (NCI) Australia
Performa secara teoritis 1,2 petaflop akan menjadikannya sebagai salah satu komputer super tercepat di dunia; Proyek NCI menggunakan klaster x86 HPC terbesar dari merek apapun di Belahan Bumi bagian Selatan, dan penggunaan PRIMERGY terbesar di seluruh dunia.
Tokyo, 15 Juni 2012 — Fujitsu telah terpilih untuk menghadirkan dan membangun komputer super baru, sekaligus mengukuhkan kerja sama dengan National Computational Infrastructure (NCI)(1) yang diprakarsai oleh Australian National University (ANU) guna menyediakan layanan komputasi canggih bagi komunitas riset Australia. Komputer super dengan klaster x86 terbaru yang berbasis server Fujitsu PRIMERGY akan dipasang pada datacenter baru di Canberra, Australia mulai pertengahan Desember 2012, dengan jadwal serah terima pada awal tahun 2013. Selain pembangunan dan pemasangan, kontrak dalam proyek ini termasuk kerja sama untuk sejumlah proyek riset, terutama terkait pemodelan cuaca dan iklim.
Super komputer baru itu menawarkan performa secara teroritis sebesar 1,2 petaflop(2) dengan kapasitas penyimpanan data hingga 12 petabyte. Komputer super ini didukung oleh teknologi klaster x86 dan tediri dari 50 rak berisi node komputasi 3.592 PRIMERGY CX250 yang dilengkapi dengan 7.184 CPU di dalam 898 sasis PRIMERGY CX400.
Fujitsu terpilih untuk menawarkan teknologi PRIMERGY x86 agar dapat memenuhi persyaratan yang ketat dari ANU dalam hal kebutuhan kinerja, efisiensi serta benchmarking. Disain HPC inovatif sudah mengikuti standard industri, yang akan menawarkan performa harga yang lebih baik; akses yang lebih besar terhadap aplikasi vendor piranti lunak; sekaligus menyederhanakan proses migrasi aplikasi teknologi x86.
ANU dan Fujitsu akan bekerja sama dalam banyak proyek terkait ilmu komputasi termasuk cuaca, iklim, pencegahan bencana, dan penggunaan komputer super yang lebih maju. Riset ini, yang direncakan akan berlangsung hingga 4 tahun ke depan, akan
11
menggunakan komputer super Fujitsu PRIMEHPC FX10(3), dengan kinerja yang lebih baik pada teknologi komputer super Fujitsu “K-Computer“(4) serta komputer bertipe klaster x86 terbaru. Melalui gabungan teknologi komputer super yang ditawarkan Fujitsu serta keahlian aplikasi yang maju buatan para periset Australia, kerja sama ini akan menuju pengembangan infrastruktur komputer super yang berkinerja lebih tinggi.
Terkait dengan peran komputer super baru itu, Vice-Chancellor ANU Profesor Ian Young mengatakan: "Komputer super baru itu akan menawarkan kemampuan yang dibutuhkan Australia dalam menghadapi berbagai tantangan nasional. Ini akan membawa penelitian Australia ke jenjang baru seperti pemodelan cuaca dan iklim, relasi komputasi, partikel fisika, astronomi, ilmu pengetahuan yang bersifat material, mikrobiologi, nanoteknologi dan fotonik."
Mike Foster, Chief Executive Officer Fujitsu Australia dan New Zealand, mengatakan: "Saat semuanya sudah selesai, Komputer Super NCI akan menjadi salah satu computer tercepat dan terbesar di dunia. Hal ini menunjukkan kemampuan Fujitsu untuk memanfaatkan sumber daya global untuk kemudian digabungkan dengan kemampuannya yang kuat dalam layanan cloud, pengembangan aplikasi dan layanan yang terkelola di tingkat lokal. Kami bangga dapat membantu ANU dan NCI dalam memainkan perannya yang vital sebagai salah satu pemimpin dalam kegiatan penelitian di Australia."
Masahiko Yamada, Presiden Unit Technical Computing Solutions Fujitsu, mengatakan: "Tujuan Fujitsu adalah berkontribusi kepada masa depan yang lebih cerah dengan menggunakan manfaat dari komputer super. Agar dapat menyelesaikan proyek ini, yang dibutuhkan adalah kerja sama dari para peneliti dan ilmuwan dari seluruh dunia. Inilah mengapa kami sangat bersemangat untuk memberikan solusi HPC dan bekerja sama dengan ANU pada proyek NCI. Kerja sama ini seharusnya dapat menghasilkan sesuai dalam hal pemodelan iklim dan bidang-bidang lain yang dapat bermanfaat bagi Australia dan dunia.
12
BAB 3
SIMPULAN
4.1 Simpulan
1. Kelebihan
a) Dapat melakukan perhitungan cepat
Superkomputer dibuat khusus untuk melakukan perhitungan cepat bahkan sampai triliunan operasi perdetik
b) Mempunyai spesifikasi yang tinggi
Bukan superkomputer namanya jika tidak mempunyai spesifikasi yang tinggi karena superkomputer memerlukan hardware yang berkemampuan tinggi ntuk melakukan perhitungan, bahkan core dari superkomputer bisa mencapai puluhan ribu core, bandingkan dengan komputer biasa yang hanya mempunyai 2 sd 4 core (yang umum sekarang).
c) Mempunyai perhitungan yang mendekati
Maksud perhitungan yang mendekati adalah perhitungan dari hal yang sebenarnya, seperti perhitungan nanometal, simulasi nuklir, simulasi bencana alam dll.
d) Respon yang cepat
Dengan spesifikasi yang tinggi, memory yang super besar dan sistem software yang canggih tentu saja memungkinkan superkomputer dapat merespon setiap pertanyaan atau setiap perintah dari usernya dengan cepat dan tepat.
2. Kekurangan
a) Harga mahal
superkomputer mempinyai spesifikasi hardware yang sangat besar dan sangat canggih, tentu saja memerlukan budget yang tidak sedikit.
b) Sulit untuk mendapatkannya
kesulitan untuk mendapatkannya yaitu karena sedikitnya permintaan dan tidak semua hal perlu dikerjakan oleh superkomputer, karena superkomputer hanya digunakan untuk penggunaan yang memerlukan perhitungan yang sangat kompleks.
13
c) Memakan banyak tempat
karena mempunyai komponen yang banyak dan kompleks superkomputer memerlukan tempat untuk menempatkan komponen-komponennya yang tidak sedikit, jadi superkomputer dapat memakan tempat.
d) Boros daya
daya yang di butuhkan superkoputer sangat besar karena superkomputer menggunakan banyak hardware yang berkemampuan tinggi sehingga memerlukan daya yang tingggi pula.
e) Sulit dalam perawatan
Masih sangat sulit untuk superkomputer untuk mendapatkan perawatan jika rusak, karena sangat sedikit sekali yang dapat memperbaikinya, melainkan harus pergi ke perusahaan pembuatnya, berbeda dengan laptop atau PC biasa karena sangat banyak orang yang dapat memperbaikinya dibanding dengan superkomputer.

Download Makalah Super Computer.pdf