Sistem Prosesor Jamak

Secara tradisional, komputer dipandang sebagai suatu mesin sekuensial, yaitu mereka menjalankan sekumpulan instruksi yang tersusun dalam urutan tertentu. Prosesor menjalankan program dengan cara mengeksekusi instruksi mesin satu demi satu dalam suatu waktu. Tapi tentunya ini tidak selalu benar. Dengan pipeliningmisalnya, prosesor tidak perlu menunggu suatu instruksi selesai dan bisa mengerjakan instruksi lainnya. Seiring dengan perkembangan teknologi, para perancang komputer terus berusaha mengembangkan teknik untuk meningkatkan performa dan tentu juga reliability. Salah satunya adalah multiprocessing, yaitu menggunakan prosesor jamak.
Menurut Silberschatsz dkk, keuntungan sistem prosesor jamak adalah:

1. Peningkatan throughput. Karena lebih banyak proses/thread yang dapat dijalankan. Ini bukan berarti kemampuan komputasi bertambah seiring dengan bertambahnya jumlah prosesor. Yang meningkat adalah peningkatan jumlah pekerjaan yang dapat dilakukan dalam waktu tertentu.
2. Lebih ekonomis. Daripada sistem dengan banyak prosesor tunggal, karena bisa berbagi memori, storage, dan power supply. Misalnya jika beberapa program memproses data yang sama, maka adalah lebih murah untuk menyimpan data tersebut pada satu disk dan membaginya diantara prosesor-prosesor tersebut, daripada menggunakan banyak komputer dengan disk lokal yang berisi salinan data tersebut.
3. Peningkatan kehandalan. Jika pekerjaan terbagi rata, maka kegagalan salah satu prosesor bisa ditanggulangi oleh prosesor-prosesor yang lain. Memang performa menurun (menjadi lebih lambat), tetapi sistem tetap berjalan. Fenomena ini disebut graceful gradation. Sementara sistem yang memiliki sifatgraceful gradation disebut sebagai sistem yang fault-tolerant.

Ada 2 model dalam sistem prosesor jamak, yaitu ASMP (Asymmetric Multi Processing) dan SMP (Symmetric Multi Processing). Pada model ASMP, ide dasarnya adalah master/slave, yaitu kernel selalu berjalan di prosesor tertentu, sedangkan prosesor-prosesor lainnya menjalankan utiliti yang ada di sistem operasi atau mengerjakan tugas-tugas tertentu. Prosesor master bertugas menjadwal proses atau thread. Ketika suatu proses/thread aktif, dan prosesor slave membutuhkan layanan (misal untuk I/O), maka dia harus mengirim permintaan ke prosesor master dan menunggu hingga permintaanya dilaksanakan. Model ini adalah sederhana, karena hanya satu prosesor yang mengatur sumber daya memori dan I/O.
Sayangnya, model ini memiliki beberapa kelemahan seperti:

• Kegagalan prosesor utama bisa menyebabkan kegagalan keseluruhan sistem.
• Bisa terjadi penururan performa, yaitu terjadi bottleneck di prosesor utama karena dialah yang bertanggung jawab atas penjadwalan dan manajenem proses.

Gambar 7.3. Model ASMP dan SMP

Kekurangan itulah menyebabkan model ASMP kurang disukai.
Model lainnya adalah SMP. Pada model ini, kernel bisa dijalankan di prosesor mana saja, dan tiap prosesor bisa melakukan penjadwalan proses/thread secara mandiri. Model seperti ini membuat desain sistem operasi menjadi lebih rumit, karena proses-proses bisa berjalan secara paralel. Karena itu, haruslah dijamin agar hanya 1 prosesor yang mengerjakan tugas tertentu dan proses-proses itu tidak mengalami starvation.
Keuntungan SMP:

1. Performance . Jika komputer yg menggunakan 1 prosesor bisa diatur sedemikian rupa sehingga sebagian pekerjaan bisa dilakukan secara paralel, maka komputer SMP bisa melakukannya dengan lebih baik lagi.
2. Availability . Karena semua prosesor menjalankan tugas yang sama, maka kegagalan pada salah satu prosesor tidak membuat sistem berhenti. Sistem tetap berjalan (fungsional), walaupun performa menurun.
3. Incremental growth . Performa bisa ditingkatkan dengan menambah prosesor lagi.