Komputer Multi Core

Dari PaloDozen

Pada akhit tahun 2007, kebutuhan akan komputasi kinerja tinggi (KKT) untuk komputasi material sudah sangat mendesak. Yang diinginkan adalah sekedar sistem komputer paralel yang cukup kencang untuk menjalankan perangkat lunak seperti Gaussian atau DL-Polly.

Perangkat Keras

Pada masa pengadaan komputer ini, ada empat keluarga CPU yang tengah bersaing di pasaran yakni:

  • Intel Core 2. Keluarga CPU ini ditujukan untuk komputer desktop, dan tersedia versi dual core maupun quad core.
  • AMD Athlon, adalah CPU kelas desktop keluaran AMD. Dibanding Intel Core 2, AMD Athlon memiliki kinerja lebih baik di sisi multimedia dan lebih murah, namun lebih boros energi.
  • Intel Xeon, adalah keluarga yang ditujukan untuk pangsa server. CPU kelas ini sudah siap dirancang bekerja dalam konfigurasi multi-processor (dua atau empat dalam satu papan induk), dan umumnya memiliki 4 core.
  • AMD Opteron adalah CPU kelas server tandingan Xeon. Kinerjanya setara, dengan harga yang lebih murah.

Dalam memilih prosesor untuk KKT, kecepatan menjadi kriteria utama. Selanjutnya, yang tak kalah penting adalah efisiensi energi, mengingat bahwa sistem kluster akan memasang banyak CPU sehingga penghematan energi di satu CPU, akan berlipat untuk keseluruhan sistem. Oleh karena itu, akhirnya dipilih :

  • CPU Intel Xeon 5050 quad core yang menurut berbagai review, memiliki indeks kinerja/daya listrik terbaik, meski harganya relatif lebih mahal.
  • Papan induk Intel SVN 5000, yang menyediakan dua soket LGA 771. Dengan demikian komputer ini bisa menjadi sistem multi-processor.
  • Memori DDR2 8 MB.
Image:Arsitektur MultiCore.png Image:Server 2007.jpg

Perangkat Lunak

Sistem komputer yang dibangun ini memiliki arsitektur 64 bit (x86_64). Karena itu, sistem operasi yang digunakan juga harus 64 bit. Sistem operasi 32 bit sebenarnya masih bisa bekerja, namun tidak optimal. Masalahnya, pada saat itu sistem operasi Linux 64 bit masih belum stabil, dan juga banyak aplikasi belum sepenuhnya bermigrasi ke 64 bit. Dengan demikian, hanya beberapa distro Linux yang sudah menyediakan versi 64 bit, diantaranya:

  • Ubuntu 8.04. Pada masa itu, distro Ubuntu adalah distro desktop terpopuler, dengan dukungan repositori yang lengkap.
  • Fedora Core. Distro ini adalah penerus distro Redhat, yang terkenal sebagai standar industri baik untuk server maupun desktop.
  • Mandriva 2008.1, adalah penerus Mandrake, distro turunan Redhat yang fokus untuk desktop.
  • Slamd64 11. Distro ini adalah versi 64 bit dari Slackware 11.0, merupakan distro yang dikenal stabil dan andal, terutama untuk server.

Setelah mencoba beberapa distro, akhirnya yang menetap adalah distro Mandriva 2008.1. Salah satu alasannya adalah, karena paket gaussian g03 bisa terpasang dengan baik di distro ini.

Pengujian

Untuk mendapat gambaran efektifitas komputasi paralel, telah dilakukan uji benchmark atas dua buah komputer, dengan spesifikasi sebagai berikut.

Tipe CPU Intel Pentium IV E8400 dual core Intel Xeon 5050 quad core
CPU Bit 64 64
Clock (Hz) 3000 3000
Cache 6144 4049
Bus Clock (Hz) 1333 667
Banyak CPU 2 8
Memori 2 GB 4 GB
Sistem Operasi Linux Mandriva 2007.1 Linux Mandriva 2008.1
Linux Kernel 2.6.17.13-smp 2.6.24.4-smp
Kompiler Portland group Fortran 7.0-7 Portland group Fortran 7.0-7
Perangkat lunak Gaussian 03 E.1 Gaussian 03 E.1

Image:Server 2007 Benchmark.PNG


Benchmark dilakukan dengan mengkonfigurasi perangkat lunak Gaussian untuk menggunakan sejumlah core tertentu, kemudian program kasus dijalankan dan dicatat waktunya. Hasil Benchmark nampak pada Gambar di atas. Nampak bahwa:

  • Komputer A (2 core) lebih cepat daripada komputer B (2 x 4 core) bila jumlah core yang digunakan sama. Jika dilihat dari spesifikasi, jumlah bit dan clock CPU adalah sama. Dengan demikian disimpulkan bahwa hal ini terjadi karena Komputer-A memiliki ukuran cache yang lebih besar dan juga bus-clock yang lebih besar.
  • Secara umum, lama proses turun berbanding terbalik dengan jumlah core. Namun nampak bahwa pada komputer-B, setelah jumlah core lebih dari 3, lama proses tidak turun lagi walaupun jumlah core yang dipakai meningkat. Nampaknya, telah terjadi kejenuhan bandwith komunikasi melalui cache maupun bus.

Dari benchmark ini, terlihat bahwa performansi tergantung pada kecepatan prosesor, dan juga kapasitas jalur komunikasi.



Kontributor: Mursito