400.000 Prosesor dalam Superkomputer

Adakah komputer yang pengolahan prosesnya super cepat dan tidak pernah terpikirkan sebelumnya? Jelas ada! Superkomputer adalah jawabannya.
Apakah superkomputer itu? Mengutip dari Wikipedia, definisi superkomputer adalah teknologi mesin komputer yang di desain khusus untuk kapasitas proses super cepat, terutama dalam kecepatan kalkulasi dan pengolahan data besar. Lalu, siapa saja produsen superkomputer? Digunakan untuk kebutuhan apa? Apa bedanya dengan server biasa? Semua akan diulas di sini.

Roadrunner, salah satu produk superkomputer buatan IBM menduduki tempat teratas dalam daftar Top 500 superkomputer tercepat dunia. Kecepatannya mencapai 1,1 Petaflops, artinya mampu mengerjakan 1,1 Kuadriliun operasi komputasi per detik. Sementara itu, Jaguar, superkomputer buatan Cray, menempel ketat di belakang Roadrunner dengan 1,06 Petaflops per detik. Bahkan, tidak lama lagi pendatang baru dari IBM, Sequoia siap menyaingi keduanya.
Diharapkan, tahun 2011 IBM menyelesaikan Sequoia yang memiliki performa 20 kali lebih “super” dibanding Roadrunner atau lebih besar daripada 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”.

Mengamati Supernova dalam superkomputer

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.

LONJAKAN SUPERKOMPUTER

Sejak beberapa tahun, jumlah performa 500 superkomputer tercepat sedunia meningkat secara eksponensial.

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.

“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.

Di Jülich, terdapat superkomputer bernama Jugene dengan kecepatan 180 Teraflops per detik, tercepat di Eropa, dan memiliki prospek untuk naik ke urutan ketiga peringkat Top 500 Superkomputer.
Rencananya, Jugene akan diperluas dan dikembangkan menjadi “Peta-computer” pertama di Eropa. Biaya yang diperlukan mencapai 2 digit juta Euro. Informasi lebih detail tentu dirahasiakan oleh Kementerian Federal Jerman untuk Pendidikan dan Penelitian.

"Para ilmuwan lebih cepat mendapatkan hasil penelitiannya"Klaus Wolkersdorfer, Pusat Penelitian Juelich

Bencana: seperti gempa bumi atau letusan gunung berapi dapat diperkirakan 50 kali lebih tepat dengan superkomputer.

Penelitian kedokteran: Mendapat manfaat dari simulasi superkomputer sehingga pengujian hewan untuk bahan percobaan tidak lagi dibutuhkan.

Pemantauan iklim: Pemantauan dan ramalan cuaca semakin tepat dengan superkomputer yang lebih cepat.

“Pengembangan ini lebih dari sekadar gengsi atau desakan dari para ilmuwan”, demikian alasan Wolkersdorfer. Terakhir, kalkulasi waktu Jugene meningkat lebih dari lima kali. Dalam waktu dekat ini, setidaknya permintaan yang sangat besar akan dapat dipenuhi.

Jugene akan mengemas 294.912 prosesor PowerPC dalam 72 lemari. Tiap lemari berukuran kurang lebih sebesar bilik telepon umum. Selain itu, Jugene akan diperkuat oleh 144 Terabyte RAM, 6 Petabyte kapasitas hard disk, dan sistem clockspeed 850 MHz.

Hingga saat ini, tingkat clockspeed tersebut belum bisa ditingkatkan lagi karena konsumsi dayanya telah mencapai 2,2 Megawatt. Apabila clockspeed ditingkatkan, konsumsi daya akan semakin meningkat. Begitu juga dengan panas yang dikeluarkan sehingga sistem pendinginan akan menjadi masalah.
Bagi Jugene, software lebih penting ketimbang clockspeed. Meskipun begitu, aplikasi Adobe Photoshop tidak bekerja lebih cepat pada sebuah superkomputer ketimbang pada sebuah notebook. Aplikasi PC desktop biasa tidak mampu mengontak sekian banyak prosesor. Dalam superkomputer, semua aplikasi harus di-compile secara khusus terutama bagi kompatibilitas dengan arsitektur multicore-nya.

Agar dicapai hasil yang optimal, tim di Jülich bekerja sama dengan para pengembang software di sejumlah lembaga ilmiah, di mana proses simulasinya dijalankan di Jülich. “Programming paralel benar-benar menantang”, tegas Klaus Wolkersdorfer. "Kesulitannya adalah mengatur arus data, sehingga dalam pertukaran data antar prosesor, chip yang satu tidak perlu menunggu hasil dari chip lain”.

INFO
Nautilus: Superkomputer Ramah Lingkungan

Dengan performa yang tinggi, otomatis membutuhkan energi yang tinggi pula.Pertanyaannya, adakah superkomputer yang hemat energi dan ramah lingkungan?

Superhemat: Nautilus menjadi superkomputer yang paling efisien, khususnya dalam penggunaan energi.

Jawabannya, ada. Nautilus, superkomputer yang berada di Warsawa, Polandia, menjadi superkomputer dengan performa tinggi sekaligus paling hemat energi di dunia. Ia mampu mencapai 536 Megaflops per Watt atau 536 juta operasi komputasi dalam Watt detik. Sejak Juli 2008, Nautilus menduduki urutan teratas dalam daftar “Green 500” (www.green500.org) yang dikeluarkan setahun sekali. Faktor yang membuat Nautilus sehemat itu adalah efisiensi prosesor. PowerXCells dari IBM, khusus dirancang untuk kalkulasi vektor, tepat untuk simulasi karakteristik arus yang dijalankan pada Nautilus.

Proyek raksasa: Mulai tahun 2011, kondisi senjata nuklir AS akan diteliti dengan superkomputer tercepat di dunia.

Superkomputer untuk ramalan cuaca

Solusi pengaturan data inilah yang kini sedang diteliti oleh para pengembang software IBM di Rochester, Minnesota. Namun, mereka tidak mengkoordinasi pekerjaan 300.000 prosesor seperti pada superkomputer Jugene, melainkan menambahkan lebih banyak chip untuk kelancaran arus data.
Superkomputer Sequoia akan menggunakan 1,6 juta prosesor dan 1,6 Petabyte RAM. Semua itu akan ditempatkan pada 96 rak di dalam ruang seluas 340 meter persegi. Superkomputer ini akan mencapai 20 Petaflops. Superkomputer ini diproyeksikan untuk kebutuhan simulasi penuaan senjata nuklir.

"Kebutuhan performa komputasi masih terus meningkat"Herbert Cornelius, Intel

IBM menerima permintaan untuk membangun Sequoia dari National Nuclear Security Administration, sebuah divisi Kementerian Energi AS yang ingin mengetahui apakah penyimpanan senjata nuklir yang telah berusia beberapa dasawarsa masih dapat digunakan atau menjadi bahaya yang tidak dapat terkendali.

Sequoia juga digunakan untuk kepentingan sipil. Meteorolog dan seismolog dapat membuat prognosa yang lebih tepat, demikian menurut IBM dalam sebuah konferensi pers. Selain itu, ketepatan ramalan cuaca lokal dapat di prediksi hingga 100 meter persegi. Bahkan, prognosa gempa dan jalur evakuasi yang aman dapat dikalkulasi hingga 50 kali lebih baik daripada sekarang. “Para peneliti mampu memperkirakan efek gempa di sebuah kota, bahkan efeknya pada setiap bangunan di kota tersebut.
Superkomputer di Jülich sepenuhnya digunakan untuk tujuan sipil. Di sini, untuk dapat menggunakan fasilitas, peneliti harus menandatangani pernyataan bahwa hasil penelitian mereka akan dipublikasi. Sebaliknya, apa yang akan dikalkulasi Sequoia tahun 2011 tetap menjadi rahasia.

Pendapat lain dikemukakan oleh Herbert Cornelius, Director Advanced Computing Center EMEA di Intel. “Titik berat yang diupayakan sebenarnya mencakup teknologi superkomputer masa depan, prosesor, interface, dan software baru.

“Pada saat ini, teknologi superkomputer memungkinkan simulasi yang beberapa tahun lalu tidak terbayangkan," ujar Cornelius. “Berbagai proses yang menerapkan bidang-bidang ilmu yang sangat berbeda, kini dapat berperan. Misalnya, simulasi aliran darah melalui jantung. Selain reaksi kimia dan biologi, karakteristik fisika seperti perilaku aliran darah juga perlu diperhatikan. Hal ini tentu membutuhkan operasi komputasi,” Cornelius menegaskan.

Suprakomputer: 10 tahun lagi mencapai exaflops

“Sebenarnya masih ada sejumlah contoh di mana superkomputer belum bisa mengkalkulasinya. Salah satunya, belum mampu mensimulasi aliran udara di seputar pesawat terbang secara keseluruhan. Untuk mencapai hasil yang pasti, model grid pesawat harus sangat halus. Kita harus membuat bidang lengkung dari poligon-poligon yang lurus. Semakin rinci modelnya, semakin rumit kalkulasinya. Oleh karena itu, konstruktor pesawat terbang selalu hanya mengkalkulasi karakteristik arus komponen. Simulasi arus dilakukan dua hingga tiga kali perhari. Dengan demikian, para insinyur akan cepat mendapatkan hasilnya dan melanjutkan pekerjaan mereka," tegas Cornelius.

"Teknologi dan inovasi Superkomputer akan terus berlanjut. Saya memperkirakan 10 tahun lagi akan hadir superkomputer 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 menutup pembicaraan. (www.chip.co.id)

Category: komputer, Pendidikan, pengetahuan, Sains, software, teknologi 0 komentar

Pages

Science and Technology

Total Page Views

Labels