rianto isaac's Weblog

rianto utomo isaac sahala utomo

linux, HPC alias high performance computer. apakah itu?

leave a comment »

 

komput@si (ISSN 2086-5317) http://www.komputasi.lipi.go.id

 

 


HPC Cluster : Antara Kekuatan dan Kebebasan
Agustinus H (PT Fusion Dinamika Teknologi)
 

BERAPA cepat komputer Anda? Earth Simulator yang dipasang di Yokohama Institute for Earth Sciences sekarang ini merupakan komputer tercepat di dunia. Menggunakan prosesor sebanyak 5.120 vector process buatan NEC, komputer ini mampu melahap 40 triliun kalkulasi per detik pada kinerja puncaknya. Sebagai perbandingan, Pentium 4 berkecepatan 2 GHz membutuhkan waktu kurang lebih 50 tahun untuk dapat menyelesaikan kalkulasi per hari yang dilakukan Earth Simulator.

TERMINOLOGI superkomputer mengingatkan kita akan vendor raksasa seperti IBM, DEC, Cray, dan SGI pada era tahun 1980-an. Jika kita mengunjungi situs http://www.Top500.org, jajaran komputer tercepat di dunia saat ini tidak lagi menjadi dominasi vendor-vendor tersebut.

Pada rancangan superkomputer konvensional untuk mencapai kemampuan proses yang besar, komputer memiliki sejumlah prosesor yang bekerja secara pararel tetapi tetap mengakses satu sumber memori utama. Superkomputer jenis ini menggunakan perangkat keras dan lunak yang dirancang khusus sehingga memungkinkan pemrosesan dapat bekerja secara maksimal terdistribusi di antara prosesor secara efisien.

Segmen pasar yang sangat kecil dan kebutuhan yang jarang membuat komponen superkomputer tidak dapat diproduksi secara massal sehingga harganya menjadi sangat mahal. Pengguna superkomputer jenis ini biasanya sangat bergantung pada vendor.

Mahalnya kontrak pemeliharaan dan kerumitan penulisan perangkat lunak yang spesifik membuat harga sebuah superkomputer membubung ke atas langit. Kepemilikan superkomputer tersebut dapat memakan biaya dengan angka 8-10 digit dollar AS.

Fokus luas

Superkomputer HPC Cluster terbaru kebanyakan dibangun berbasis komponen standar komersial industri (commercial off-the-shelf/COTS). Di dalam industri komputasi kita mengenal dua jenis cluster. Pertama, cluster high availability (HA), di mana komputer yang terhubung berfungsi sebagai cadangan untuk komputer utama jika terjadi kegagalan sistem.

Satu lagi adalah sekumpulan komputer yang secara fisik saling berhubungan sebagai solusi komputasi yang lebih cepat dan efisien. Jenis cluster ini kita kenal sebagai high performance computing (HPC). Meskipun ada perbedaan konsep dan filosofi, beberapa vendor menyebutnya sebagai grid computing, network of workstation (NOW), dan cluster of workstation (COW).

Grid cenderung merupakan sebutan untuk supercluster dengan jumlah unit proses yang sangat banyak dengan memanfaatkan kapasitas prosesor yang tidak terpakai di dalam jaringan untuk menciptakan sebuah superkomputer semu (virtual).

Semua konsep yang ada itu memiliki satu tujuan yang sama, yaitu optimasi kinerja komputasi per dollar AS. Dibandingkan dengan superkomputer konvensional, HPC Cluster dapat menurunkan biaya kepemilikan sekitar sepersepuluh dengan kapasitas proses yang setara dengan superkomputer konvensional.

Kemampuan prosesor terbaru dan kebebasan standar industri yang bersifat terbuka serta kesempatan untuk membuat pencapaian dalam bidang sains dan teknologi telah membentuk fokus yang luas untuk perkembangan HPC Cluster saat ini.

Jaringan berkecepatan tinggi

Adanya antarmuka jaringan yang cepat, tantangan membangun superkomputer bukan pada berapa jumlah prosesor yang dapat dipasang ke dalam sebuah sistem, tetapi yang terpenting adalah kemampuan untuk membuat setiap unit proses yang ada mampu bekerja sama secara baik. Kecepatan antarmuka jaringan mengalami perkembangan pesat dan semakin cepat.

Saat ini peningkatan kecepatan jaringan berbasis Eternet memungkinkan komunikasi antartitik mencapai 1 GBps dan InfiniBand 32Gbps. Ini memungkinkan unit-unit proses komputasi tidak perlu lagi secara fisik berdekatan di dalam satu papan logik untuk dapat bekerja efisien secara pararel.

Unit proses dapat dihubungkan bersama melalui media komunikasi data berkecepatan tinggi sehingga menghasilkan kemampuan proses yang besar. Dengan demikian, mesin-mesin HPC Cluster dapat mencapai skalabilitas hingga ribuan prosesor.

Skalabilitas di sini berarti kemampuan untuk berkembang selaras dengan tuntutan kebutuhan. Jika pada superkomputer konvensional ada keterbatasan untuk menambah prosesor, pada sistem cluster kita bisa dengan mudah menambahkan unit prosesor sesuai dengan perkembangan kebutuhan. Selain itu, HPC Cluster memberikan keleluasaan dalam menentukan komponen, spesifikasi perangkat keras, serta sifatnya yang fleksibel untuk beradaptasi dengan topologi jaringan yang ada.

Karena hanya merupakan kumpulan unit prosesor, kerusakan komponen tidak akan mengakibatkan keseluruhan sistem operasional terganggu. Sistem cluster dapat diperbaiki tanpa perlu mematikan keseluruhan sistem, demikian juga saat memasang unit prosesor tambahan.

Minyak dan api

Jenis HPC yang paling populer mungkin adalah Beowulf Cluster. Jenis ini sering merupakan cluster yang berjalan di sistem operasi Linux meskipun ada juga yang menggunakan sistem operasi lainnya, seperti freeBSD yang merupakan salah satu varian Unix.

Dibandingkan dengan konsep cluster lainnya, Beowulf mengalokasikan sumber daya jaringan dan prosesor secara khusus serta menempatkan sebuah master node untuk mengontrol proses kalkulasi setiap unitnya. Munculnya sistem operasi Linux seperti menyiram minyak ke dalam api bagi tumbuhnya konsep ini.

Linux merupakan sistem operasi yang tepat untuk komputasi cluster mengingat sifatnya yang open source dan memiliki hampir semua fitur enterprise yang dimiliki Unix. Jika terdapat pembatasan ekspor teknologi superkomputer oleh Pemerintah AS, teknologi open source gratis ini dapat digunakan untuk membangun sistem komputasi masif yang canggih dengan komponen COTS bisa didapatkan di mana-mana. Selain itu, sifat Linux yang open source memungkinkan pihak pengguna memodifikasi dan mengoptimalkan sistem serta melakukan riset komputer canggih tanpa pusing terikat dengan vendor-vendor tertentu.

Akhir-akhir ini kebutuhan superkomputer telah merambat di luar pasar tradisional mereka. Di luar laboratorium riset, saat ini HPC telah memasuki dunia industri dan bisnis seperti bidang finansial, manufaktur, dan energi.

Kebutuhan akan HPC paling banyak didominasi oleh bidang-bidang riset, salah satunya adalah penelitian cuaca dan gempa. Aplikasi populer seperti MM5 untuk simulasi cuaca yang ditulis untuk berjalan di mesin Beowulf cluster bahkan bisa di- down load secara gratis di Internet beserta contoh datanya. MM5 merupakan salah satu aplikasi paling populer untuk simulasi cuaca hasil pengembangan kolektif beberapa institusi riset dan universitas di Amerika Serikat.

Di bidang energi, HPC berperan sangat penting untuk mencari sumber minyak baru dan menganalisis faktor-faktor geofisik guna mendapatkan solusi yang efisien dan aman dalam eksplorasi.

Kapasitas besar

Selain itu, perfilman yang mengandalkan spesial efek merupakan salah satu industri yang paling banyak mengandalkan HPC Cluster. Rangkaian film The Lord of the Ring yang akan diputar pada pertengahan Desember ini merupakan salah satu film yang paling banyak mengandalkan digital content creation (DCC) dan menuntut kapasitas pemrosesan yang besar untuk rendering gambar- gambar beresolusi tinggi dalam berbagai format.

WETA Digital, sebuah perusahaan animasi dan spesial efek yang bermarkas di Selandia Baru, membangun fasilitas render farm berbasis cluster hingga skalabilitas ribuan prosesor untuk mengerjakan film ini. Jika sekuel Lord of The Ring dikerjakan dengan personal computer (PC) yang tercepat saat ini, dibutuhkan waktu lebih dari 10 tahun untuk menyelesaikan proses rendering. Bagi para artis grafis 3D atau animator, hal yang paling menyita waktu adalah menunggu proses rendering.

Beberapa waktu lalu Pixar, sebuah studio 3D spesial efek membangun HPC Cluster baru berbasis 1.920 prosesor Intel Xeon untuk menggantikan mesin Sun Enterprise Render Server yang dipakai untuk produksi film Monster Inc.Oracle, vendor aplikasi database terkemuka telah mendukung teknologi cluster dengan meluncurkan Oracle 9i.

Berpikir sedikit optimistis, dengan dukungan ini setidaknya kita bisa mengevaluasi ulang kebutuhan kita membeli mainframe yang mahal untuk menjalankan aplikasi enterprise Anda dan menggantikan dengan mesin berbasis HPC Cluster. Dan mungkin, dengan sedikit percaya diri, mesin tersebut dapat merupakan produk rakitan sendiri.

Selain dapat menjadi indikasi kegiatan riset dan pencapaian teknologi kepemilikan superkomputer, hal itu juga merupakan masalah prestisius bangsa. Salah satu proyek yang cukup ambisius tahun ini adalah RedGrid, sebuah supercluster RRC yang dibangun oleh Cray dengan prosesor AMD Opteron dan diprediksikan menjadi superkomputer nomor dua tercepat di dunia. Di negara tetangga seperti Thailand, Malaysia, dan Singapura terdapat banyak sekali proyek HPC Cluster yang dibangun untuk kebutuhan riset dan industri.

Bagaimana dengan Indonesia? Mungkin sampai saat ini belum ada satu lembaga penelitian atau universitas pun yang memiliki HPC Cluster. Pertanyaan perlu atau tidak merupakan hal yang relatif dan mengingat bahwa di negara kita hampir tidak ada riset teknologi maju ataupun dasar. Kecenderungan kita adalah membeli sebuah solusi jadi dan bukan know-how, membuat bangsa ini sangatlah sukar untuk maju secara teknis dalam bidang teknologi.

Sumber : Kompas (23 Desember 2003)

 


revisi terakhir : 22 Februari 2006

rianto utomo bole nyontek dari http://www.komputasi.lipi.go.id/utama.cgi?cetakartikel&1140578817

Written by isaaconi

Februari 16, 2011 pada 9:36 am

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: