Single Instruction Multiple Data (SIMD)

NAMA : RIAN PEBRIAWAN
KELAS : IF 21 A
NPM : 21312026

WEB UTI : https://teknokrat.ac.id/

WEB FTIK : https://ftik.teknokrat.ac.id/

SIMD adalah singkatan dari Single Instruction, Multiple Data, merupakan sebuah istilah dalam komputasi yang merujuk kepada sekumpulan operasi yang digunakan untuk menangani jumlah data yang sangat banyak dalam paralel secara efisien, seperti yang terjadi dalam prosesor vektor atau prosesor larik. SIMD pertama kali dipopulerkan pada superkomputer skala besar, meski sekarang telah ditemukan pada komputer pribadi.

Contoh aplikasi yang dapat mengambil keuntungan dari SIMD adalah aplikasi yang memiliki nilai yang sama yang ditambahkan ke banyak titik data (data point), yang umum terjadi dalam aplikasi multimedia. Salah satu contoh operasinya adalah mengubah brightness dari sebuah gambar. Setiap pixel dari sebuah gambar 24-bit berisi tiga buah nilai berukuran 8-bit brightness dari porsi warna merah (red), hijau (green), dan biru (blue). Untuk melakukan perubahan brightness, nilai R, G, dan B akan dibaca dari memori, dan sebuah nilai baru ditambahkan (atau dikurangkan) terhadap nilai-nilai R, G, B tersebut dan nilai akhirnya akan dikembalikan (ditulis kembali) ke memori.

Prosesor yang memiliki SIMD menawarkan dua keunggulan, yakni:

• Data langsung dapat dipahami dalam bentuk blok data, dibandingkan dengan beberapa data yang terpisah secara sendiri-sendiri. Dengan menggunakan blok data, prosesor dapat memuat data secara keseluruhan pada waktu yang sama. Daripada melakukan beberapa instruksi "ambil pixel ini, lalu ambil pixel itu, dst", sebuah prosesor SIMD akan melakukannya dalam sebuah instruksi saja, yaitu "ambil semua pixel itu!" (istilah "semua" adalah nilai yang berbeda dari satu desain ke desain lainnya). Jelas, hal ini dapat mengurangi banyak waktu pemrosesan (akibat instruksi yang dikeluarkan hanya satu untuk sekumpulan data), jika dibandingkan dengan desain prosesor tradisional yang tidak memiliki SIMD (yang memberikan satu instruksi untuk satu data saja).
• Sistem SIMD umumnya hanya mencakup instruksi-instruksi yang dapat diaplikasikan terhadap semua data dalam satu operasi. Dengan kata lain, sistem SIMD dapat bekerja dengan memuat beberapa titik data secara sekaligus, dan melakukan operasi terhadap titik data secara sekaligus.

Pada pendesainan awal SIMD, terdapat beberapa prosesor yang khusus disiapkan untuk melakukan tugas ini, yang seringnya disebut sebagai Digital Signal Processor (DSP). Perbedaan utama antara SIMD dan DSP adalah DSP merupakan prosesor yang komplet dengan set instruksinya sendiri (yang meskipun lebih sulit digunakan), sementara SIMD hanya bergantung pada register general-purpose untuk menangani detail program, dan instruksi SIMD hanya menangani manipulasi data.

Penggunaan instruksi SIMD pertama kali dilakukan dalam superkomputer vektor dan dipopulerkan oleh Cray pada tahun 1970-an. Akhir-akhir ini, SIMD skala kecil (64-bit atau 128-bit) telah menjadi populer dalam CPU yang bersifat general purpose, yang dimulai pada tahun 1994 dengan set instruks MAX yang diaplikasikan pada Hewlett-Packard PA-RISC. Instruksi SIMD, saat ini dapat ditemukan dalam kebanyakan prosesor, seperti halnya AltiVec dalam prosesor PowerPC; Intel MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSE4, AMD 3DNow! dalam prosesor Intel x86; VIS dalam prosesor prosesor SPARC; MAX dalam Hewlett-Packard PA-RISC; MDMX serta MIPS-3D dalam MIPS serta MVI dalam prosesor DEC Alpha. Meskipun demikian, perangkat lunak pada umumnya tidak mengeksploitasi instruksi, dan bahkan instruksi ini hanya digunakan dalam aplikasi yang khusus, seperti pengolahan grafik.

Meskipun hal ini secara umum telah membuktikan bahwa sulitnya mencari aplikasi komersial yang dikhususkan untuk prosesor SIMD, ada beberapa kesuksesan yang terjadi seperti halnya aplikasi GAPP yang dikembangkan oleh Lockheed Martin. Versi yang lebih baru dari GAPP bahkan menjadi aplikasi yang dapat memproses video secara waktu-nyata (real-time) seperti halnya konversi antar bermacam-macam standar video yang (seperti konversi NTSC ke PAL atau sebaliknya, NTSC ke HDTV atau sebaliknya dan lain-lain), melakukan deinterlacing, pengurangan noise (noise reduction), kompresi video, dan perbaikan citra gambar (image enhancement).

Sejarah dan Perkembangan RAM

 

Pengertian RAM

RAM atau Random Acces Memory ialah tempat penyimpanan data sementara yang isinya dapat diakses secara acak. Dalam lingkup komputer , RAM merupakan perangkat keras guna menyimpan data sementara saat komputer dijalankan.

Fungsi RAM 

RAM memiliki beberapa fungsi yang dapat menunjang kinerja komputer , Fungsi RAM dapat dikelompokan menjadi dua yakni fungsi umum dan fungsi khusus.

Fungsi umum RAM ialah sebagai berikut :

• Media yang untuk mempercepat pemrosesan data pada komputer ataupun laptop. Kapasitas RAM  cukup berpengaruh dalam pemrosesan data. Semakin besar kapasitas RAM yang kita miliki, maka semakin cepat juga proses kinerja komputer tersebut.
• Tempat penyimpanan data sementara pada komputer, ketika si pengguna komputer sedang melakukan sebuah perintah didalam aplikasi sebelum disimpan pada penyimpanan utama atau hard disk.

Fungsi khusus RAM ialah sebagai berikut :

• Mendukung penggunaan multitasking dalam satu komputer. Multitasking merupakan suatu keadaan dimana komputer dapat menjalankan atau membuka beberapa aplikasi dalam satu waktu. RAM memiliki andil yang cukup besar dalam hal tersebut.
• Sebagai patokan dalam memilih spesifikasi komputer/laptop.Selain melihat spesifikasi CPU, spesifikasi RAM juga harus diperhatikan ketika akan membeli komputer. Sesuaikan spesifikasi komputer yang akan dibeli dengan kebutuhan. Misalnya, untuk perkantoran yang biasanya digunakan untuk pengetikan dan presentasi, Kapasitas RAM yang mungkin dibutuhkan minimal 2 GB. Contoh lain misalnya untuk kebutuhan game keluaran terbaru dan Design baik 2D maupun 3D, Kapasitas RAM yang mungkin dibutuhkan ialah 4GB tanpa mengabaikan spesifikasi CPU dan VGA.

Bentuk RAM

Bentuk RAM pada PC secara fisiknya yaitu seperti rangkaian elektronik semacam chip. Untuk memasang RAM ke PC yaitu dengan memasukannya ke slot RAM pada Motherboard, Jenis dari slot RAM juga bermacam-macam tergantung jenis RAM-nya.

Sejarah Dan Perkembangan RAM

Random Access Memory pertama kali ditemukan oleh Robert Dennard, setelah itu Intel memproduksi RAM untuk pertama kalinya pada tahun 1968. RAM lebih awal diproduksi bahkan jauh sebelum penemuan PC pada tahun 1981. Setelah komputer diciptakan, perkembangan RAM dimulai. Dibutuhkan tegangan sebesar 5.0 volt pada saat RAM mulai diproduksi sehingga RAM bisa bekerja dengan frekuensi sebesar 4.77 Mhz.

Berikut ini perkembangan RAM dan tipe RAM :

1. DRAM (Dynamic Random Access Memory) Di ciptakan oleh perusahaan IBM pada tahun 1970. Memiliki kecepatan antara 4,77 MHz sampai dengan 40 MHz.
2. FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM) Diciptakan pada tahun 1987, lebih dikenal dengan nama FPM. FPM sendiri memiliki kecepatan antara 16 MHz sampai dengan 66 MHz.
3. EDO DRAM (Extended Data Output Dynamic Random Access Memory Munculnya EDO DRAM untuk menyempurnakan jenis memori sebelumnya yaitu FPM DRAM. EDO RAM sendiri digunakan oleh komputer dengan prosesor Intel 486 dan juga intel pentium generasi pertama. Saya sendiri walaupun tidak pernah merasakan kemampuan dari jenis memori RAM komputer ini namun saya pernah memilikinya. Kebetulan prosesor yang digunakan Intel pentium I. Ukurannya sangatlah kecil, mirip dengan RAM Laptop.
4. SD RAM (Synchoronous Dynamic RAM)
   Pada tahun 1996 dan 1997 muncul SD RAM PC 66. PC 66 berarti RAM ini memiliki kecepatan 66 MHz. Kemudian muncul lagi SD RAM PC 100 yang digunakan untuk komputer pentium II. Pada tahun 1999, SDRAM PC 133 di luncurkan ke pasaran. SDRAM terus ditingkatkan menjadi PC 150.
5. RD RAM (Rambus DRAM)
   Sering juga disebut dengan DRDRAM atau juga Rambus memory merupakan jenis ram yang memiliki kecepatan sangat tinggi pada masa itu. RAM jenis ini bisa mengalirkan data 1GB / s. Cukup jauh apabila dibandingkan dengan SDRAM. Namun menurut sumber yang pernah saya baca, Rambus RAM akhirnya menghilang dari pasaran dikarenakan harganya yang terlampau tinggi.
6. DDR SDRAM (double data rate synchoronous RAM)
   Pada tahun 1999, dua perusahaan yang saling bersaing yaitu AMD dan Intel meningkatkan kecepatan clock prosesornya masing-masing. Dan ini berimbas kepada kebutuhan RAM yang bisa mengimbangi kemampuan prosesor tersebut. Untuk mengatasi masalah tersebut maka di ciptakan DDR SDRAM atau yang lebih dikenal dengan RAM tipe DDR1. Umumnya untuk prosesor pentium III sampai dengan pentium IV.
7. DDR2 SDRAM
   Pengembangan berlanjut ke jenis terbaru. RAM ini muncul pada tahun 2005. DDR2 memiliki kecepatan lebih baik. RAM tipe DDR2 pun saat ini masih banyak beredar walaupun untuk kapasitas 2GB sangat sulit untuk ditemui di pasaran. Walaupun ada harganya lumayan mahal, bahkan setara dengan 4GB DDR3. RAM ini digunakan dari prosesor pentium IV sampai dengan generasi Core Duo. RAM tipe ini membutuhkan daya sebesar 1,8 Volt
8. DDR3 SDRAM
9. Pada pertengahan tahun 2007 muncul kembali jenis RAM terbaru yaitu DDR3 SD RAM. Membutuhkan daya hanya 1,5Volt. Kemampuan yang lebih baik begitu juga lebih irit daya membuat RAM DDR2 tertinggal jauh. Namun harganya pada waktu itu cukuplah tinggi membuat RAM ini belum dilirik orang lain. Barulah pada tahun 2010 RAM ini mulai diburu pengguna komputer. Untuk saat ini harga RAM DDR3 jauh lebih murah daripada DDR2. RAM ini mulai digunakan pada prosesor Core Duo sampai dengan Core i7.
10. DDR4 SDRAM
11. RAM yang dirilis pada tahun 2014 namun ternyata baru bisa digunakan pada tahun 2015 merupakan RAM tipe paling baru saat ini. Untuk harga sendiri masih belum bisa dijangkau untuk kalangan biasa. Apalagi RAM ini masih diperuntukkan untuk prosesor kelas atas miliknya Intel.
12. SO-DIMM
13. SO-DIMM (Small Outline Dual In-Line Memory Module) merupakan jenis memory yang digunakan pada perangkat notebook. Bentuk fisiknya kira-kira setengah dari besar DDR biasa sehingga dapat lebih menghemat ruang yang tentunya sangat berharga pada perangkat mobile seperti notebook. Perkembangan generasi SO-DIMM biasanya sejalan dengan perkembangan RAM untuk komputer desktop. Ketika DDR3 SDRAM diluncurkan dipasaran, DDR3 SO-DIMM juga ikut diluncurkan. Modul tersebut menggunakan slot yang memiliki 204 pin.
14. Cara Kerja RAM
15. Pada saat kita menyalakan komputer, device yang pertama kali bekerja adalah Processor. Processor berfungsi sebagai pengolah data dan meminta data dari storage, yaitu Hard Disk (HDD). Artinya data tersebut dikirim dari Hard Disk setelah ada permintaan dari Processor.

    
    

    Tapi prakteknya hal ini sulit dilakukan karena perbedaan teknologi antara Processor & Hard Disk. Processor sendiri adalah komponen digital murni, dan akan memproses data dengan sangat cepat (Bandwidth tertinggi P4 saat ini 6,4 GB/s dengan FSB 800MHz). 

    
    

    Sedangkan Hard Disk sebagian besar teknologinya merupakan mekanis yang tentu cukup lambat dibandingkan digital (Bandwidth atau Transfer Rate HDD Serial ATA berkisar 150 MB/s). Secara teoritis kecepatan data Processor berkisar 46x lebih cepat dibanding HDD. Artinya, apabila Processor menunggu pasokan data dari HDD akan terjadi “Bottle-Neck” yang sangat parah.

    
    

    Untuk mengatasi keadaan itu, diperlukan device Memory Utama (Primary Memory) atau disebut RAM. RAM merupakan singkatan dari Random Access Memory. RAM berfungsi untuk membantu Processor dalam penyediaan data “super cepat” yang dibutuhkan. RAM berfungsi layaknya seperti HDD Digital, karena seluruh komponen RAM sudah menggunakan teknologi digital. 
    
    
    Dengan RAM, maka Processor tidak perlu menunggu kiriman data dari HDD. Saat ini RAM DDR2 mempunyai bandwidth 3,2 GB/s (PC400), agar tidak menganggu pasokan maka saat ini Motherboard menggunakan teknologi Dual Channel yang dapat melipatgandakan bandwidth menjadi 2x dengan memperbesar arsitektur menjadi 128-bit. Itu artinya, 2 keping DDR2 dalam mode Dual Channel dapat memasok data dalam jumlah yang pas ke Processor (3,2 GB/s x Dual Channel = 6,4 GB/s).
16.