Apa fungsi dari super komputer tersebut

TEKNOSID.COM – Apa yang terbayang di kepala Anda ketika mendengar kata “komputer”? Anda barangkali langsung teringat dengan serangkaian perangkat keras alias hardware seperti prosesor, kartu grafis, layar monitor, dan mouse seperti yang banyak digunakan di kantor, laboratorium komputer di sekolah, atau di rumah.

Sekarang, bagaimana dengan superkomputer, apakah Anda pernah mendengar istilah ini juga? Apa yang membuatnya berbeda dengan komputer yang biasa Anda lihat dan temukan, sehingga berhak menyandang embel-embel “super” di depannya? Untuk mendapatkan jawabannya, yuk simak ulasan berikut ini tentang superkomputer, kemampuannya, serta seperti apa penggunaannya di dunia nyata. Selamat membaca!

Tentang Superkomputer

Seperti yang namanya tunjukkan, superkomputer pada dasarnya sama seperti komputer biasa atau konvensional dalam segi fungsionalitasnya. Artinya, superkomputer juga merupakan sebuah mesin komputasi yang menjalankan berbagai program, yang terdiri atas serangkaian perintah yang ditulis dalam bahasa pemrograman.

Serupa dengan alasan Super-man punya nama “super” di depannya adalah karena ia punya tenaga yang jauh di atas kemampuan rata-rata manusia normal, superkomputer juga punya kemampuan di atas komputer standar.

Nah, kemampuan ini mengacu pada kemampuan superkomputer dalam memproses data dalam jumlah yang jauh lebih banyak dan dengan lebih cepat karena tenaganya yang lebih besar. “Tenaga” yang dimaksud diukur berdasarkan berapa banyak data yang dapat diproses oleh mesin tersebut tiap detiknya.

Mengenal Teraflop dan Petaflop

Kedua istilah ini – teraflop dan petaflop – sangat berkaitan erat dengan superkomputer. Apa saja definisi dan seperti apa hubungannya dengan teraflop, ya? Lanjutkan membaca agar Anda lebih memahami soal superkomputer, yuk!

Teraflop merupakan sebuah satuan yang dipilih untuk mengukur seberapa cepat komputer melakukan kalkulasi atau perhitungan floating point – alias FLOP – tiap detik. Kalkulasi FLOP ini meliputi angka integer, bilangan riil, dan bilangan desimal, yang kemudian diacak dan diberikan kepada superkomputer sebagai sebuah “soal” untuk dihitung perangkat tersebut.

Sebagai ilustrasi, kalkulator biasa yang sering Anda pakai di rumah atau kantor memiliki kecepatan penghitungan rata-rata sebesar 10 FLOP. Artinya, kalkulator tersebut mampu menyelesaikan 10 perhitungan angka setiap detiknya. Nah, bagaimana dengan Teraflop, ya?

Satuan Teraflop sendiri adalah satuan triliun dalam FLOP. Artinya, apabila sebuah komputer memiliki kecepatan sebesar 1 Teraflop, artinya komputer tersebut mampu menyelesaikan sebanyak 1 triliun penghitungan angka dalam satu detik. Hmm, cepat, ya? Akan tetapi, apakah hanya itu saja kecepatan yang dimiliki superkomputer?

Setelah Teraflop, ada juga yang namanya Petaflop. Nah, untuk superkomputer, satuan kecepatan yang digunakan bukanlah Teraflop, melainkan Petaflop. Mengapa? Karena Petaflop masih jauh mengungguli Teraflop dalam urusan kecepatan. Pasalnya, 1 Petaflop sama dengan 1000 Teraflop! Artinya, Petaflop merupakan sebuah satuan biliun.

Karena superkomputer menggunakan satuan Petaflop yang jauh di atas Teraflop, tak heran kalau kemampuan yang bisa dilakukan sebuah superkomputer dalam memproses data jauh lebih luar biasa. Dan karena alasan ini juga, superkomputer bukanlah sebuah perangkat yang bisa Anda temukan di toko komputer biasa.

Baca juga: Cloud Computing: Penjelasan, Cara Kerja, dan Manfaatnya di Dunia Nyata

Summit, Si Superkomputer Tercepat di Dunia

Salah satu superkomputer yang ada di dunia ini diberi nama Summit, yang juga menjadi superkomputer tercepat di dunia saat ini. Summit merupakan perangkat milik IBM dan dioperasikan di Laboratorium Nasional Oak Bridge.

Apa yang membuat Summit jadi superkomputer tercepat di dunia? Salah satunya adalah spesifikasi CPU yang digunakan untuk perangkat ini, yaitu dua IBM POWERS 9.216, serta GPU yang terdiri atas enam NVidia Volta 27.648. Secara keseluruhan, Summit memiliki total 4.608 node, dengan masing-masing node punya kecepatan performa sebesar 42 Teraflop.

Di samping itu, kapasitas penyimpanan per node adalah sebesar 512GB dan mempergunakan jenis penyimpanan DDR4 yang dilegkapi dengan 96GB memori tipe HBM2. Apabila ditotal, seluruh memori yang dapat ditampung oleh Summit adalah lebih dari 10 Petabyte DDR4, lho!

Untuk sistem operasi alias OS yang digunakan, tentu saja superkomputer tidak menggunakan sistem operasi untuk komputer biasa. Summit sendiri dijalankan dengan Red Hat Enterprise Linux (RHEL) ver. 7.4.

Kegunaan Superkomputer di Dunia Nyata

Dengan spesifikasi dan kekuatan sebesar itu, apakah superkomputer digunakan hanya untuk mengetik tugas atau laporan? Tentu saja tidak. Meskipun pada dasarnya fungsi komputer biasa dan superkomputer adalah sama, level kemampuan yang dipergunakan jelas berbeda. Pada dasarnya, superkomputer digunakan untuk menjalankan tugas yang tidak bisa diselesaikan komputer biasa dalam waktu yang singkat.

Di dunia nyata, penggunaan superkomputer umum ditemukan di dalam tiga bidang. Ketiga bidang tersebut adalah militer, pemerintahan, dan industri. Hmm, seperti apa ya pengimplementasian superkomputer di dalam masing-masing bidang tersebut secara lebih mendetail?

1. Militer.

Meskipun dunia militer lebih identik dengan senjata, sebenarnya komputer – dalam hal ini superkomputer – juga memainkan peran penting, lho! Kalau tidak percaya, Anda bisa tengok kembali film-film dengan latar belakang perang. Di sana, Anda bisa amati bahwa penggunaan superkomputer memang benar ditemukan dalam dunia militer.

Penggunaan superkomputer di bidang militer bukan hanya ditemukan dalam kondisi perang yang sesungguhnya. Apabila simulasi atau demonstrasi perlu dilakukan berdasarkan skenario tertentu yang telah disiapkan, superkomputer pun dapat digunakan. Misalnya simulasi peledakan atau eksperimen penembakan dalam skenario penangkapan teroris atau penyergapan.

Dengan menggunakan superkomputer, simulasi bisa dijalankan dengan jauh lebih efisien dan hasil dapat diperoleh dengan jauh lebih cepat. Hal ini berarti penghematan waktu, biaya, dan tenaga, serta mampu menurunkan risiko adanya kecelakaan atau risiko lain yang bisa membahayakan nyawa prajurit.

2. Pemerintahan.

Penggunaan superkomputer di bidang pemerintahan sangatlah luas dan meliputi berbagai sektor, mulai dari kesehatan, sosial, keuangan atau finansial, hingga meteorologi. Desain yang dibuat untuk superkomputer dirancang berdasarkan kebutuhan spesifik yang diinginkan. Dan dengan superkomputer, data-data yang dihasilkan dengan lebih cepat bisa digunakan untuk menunjang tugas pemerintah dalam membuat keputusan yang bukan hanya lebih efektif, tapi juga lebih efisien demi kepentingan seluruh rakyatnya.

3. Industri.

Saat ini, bidang industri sudah tak lagi asing dengan penggunaan superkomputer. Di samping itu, bidang industri yang memanfaatkan teknologi ini juga bukan hanya industri komputer, tapi juga industri aerospace, otomotif, dan sebagainya. Pasalnya, serupa dengan kebutuhan militer dalam melakukan simulasi menggunakan superkomputer, industri juga dapat memanfaatkan perangkat ini untuk tujuan yang serupa.

Nah, itulah pengenalan singkat tentang superkomputer serta gambaran umum kemampuan superkomputer yang dimanfaatkan di dunia nyata. Bagaimana menurut Anda, apakah pekerjaan Anda sudah membutuhkan kemampuan superkomputer?

Pernahkah kita berpikir seberapa cepat komputer atau laptop yang kita miliki? Lantas apa yang menjadi tolok ukur seberapa cepat kinerja dari sebuah komputer yang kita miliki? Kemudian apakah ada komputer yang paling cepat di dunia dan seberapa cepatkah superkomputer itu?

Pada teknologi komputer ada yang namanya prosesor atau unit pengolahan terpusat. Sebuah prosesor komputer yang kita miliki, mempunyai tingkatan dari generasi ke genarasi yang disebut sebagai pentium. Semakin tinggi generasi atau pentium prosesor komputer kita, semakin cepat kinerjanya dan semakin banyak pula instruksi program komputer yang bisa dijalankan.

Gambar 1. Prosesor Intel Core i9 yaang terdiri dari milyaran transistor dengan ukuran 14 nm

Prosesor komputer yang beredar dipasaran saat ini, terbagi menjadi dua jenis yaitu CPU (Central Processing Unit) dan GPU (Graphics Processing Unit). Kedua jenis prosesor tersebut memiliki perbedaan dalam kemampuan kerja dalam pemrosesan sebuah instruksi program komputer. CPU menjadi inti kerja dari sebuah komputer yang tersusun dari jutaan hingga milyaran transistor yang berukuran sangat kecil yaitu 14 nm (nano meter). Ukuran transistor penyusun prosesor akan semakin kecil seiring dengan perkembangan teknologi, hingga 2017 ukuran transistor telah mencapai 7 nm[1][2][3].

CPU merupakan tempat terjadinya proses pelaksanaan instruksi (perintah) dari program komputer dengan cara melakukan proses artimatika dasar. Sedangkan GPU, dirancang untuk manipulasi sistem grafis dan pemrosesan gambar agar lebih efisien dari CPU. Pada jenis prosesor tertentu antara GPU dan CPU digabung menjadi satu (hibrid) agar kedua sistem dapat saling bekerja sama guna memaksimalkan kinerja dari sebuah komputer[4][5].

Komputer pribadi seperti laptop yang kita miliki hanyalah untuk tujuan mengerjakan tugas-tugas yang tidak membutuhkan  pekerjaan dengan kebutuhan kecepatan  tinggi. Pekerjaan-pekerjaan yang sering kita kerjakan misalnya mengerjakan tugas rumah, tugas kantor, bermain game, tugas kuliah, dll.

Berbeda dengan kebutuhan pada bidang riset ilmu pengetahuan dan sains teknologi, dimana para ilmuwan membutuhkan komputer yang sangat cepat untuk analisis data yang sangat banyak dan dalam jumlah yang besar yang disebut sebagai superkomputer. Superkomputer banyak membutuhkan prosesor yang tersusun secara paralel agar mendapatkan performa komputer yang lebih cepat, biasanya dalam orde kecepetan petaflops setara dengan 1015 flops (seribu trilyun flop per detik).

Gambar 2. Superkomputer bernama Titan yang dibangun oleh Cray di Oak Ridge National Laboratory (ORNL) milik Badan Energi US. Superkomputer ini memiliki kecepatan setara dengan 17.6 petaflops dan secara teori hingga 27 petaflops[7][8].

FLOPS adalah singkatan dari istilah dalam bahasa Inggris Floating point Operations Per Second yang merujuk pada satuan untuk jumlah perhitungan yang dapat dilakukan oleh sebuah perangkat komputasi (dalam hal ini adalah komputer) terhadap bilangan pecahan (floating point) tiap satu satuan waktu. Sebagai contoh, superkomputer Titan milik Amerika Serikat yang mempunyai kemampuan untuk melakukan kalkulasi sebanyak 17.6 peta (1000 trilyun) kalkulasi terhadap bilangan pecahan dalam 1 detik, dan dapat dinyatakan dalam satuan 17.6 PFLOPS/PetaFLOPS[6][7][8].

Semakin kompleks ilmu pengetahuan yang ingin manusia pecahkan, pastilah akan membutuhkan sumber daya komputer yang sanagat memadai. Salah satu yang paling menjanjikan adalah dengan menggunakan superkomputer. Superkomputer tercepat nomor satu saat ini dipegang oleh negara Cina yaitu Sunway TaihuLight, dengan memegang rekor kecepatan 93 petaflops (93 ribu trilyun flop per detik) dan kecepatan secara teori setara dengan 125,4 petaflops (125 ribu trilyun flop per detik). Superkomputer tercepat di Dunia milik Cina ini terpasang di Pusat Supercomputer Nasional di Wuxi, Cina dan membutuhkan sumber daya listrik sebesar 15,4 MW (Mega Watt).

Gambar 3. Superkomputer Sunway TaihuLight milik Cina tercepat didunia yitu 93 petaflops (95 ribu trilyun flop per detik)[8]

Superkomputer tercepat kedua di Dunia saat ini juga dipegang oleh negara Tirai Bambu yaitu Tianhe-2 (MilkyWay-2). Superkomputer tersebut memiliki kecepatan 3x dibawah superkomputer Sunway TaihuLight yaitu sekitar 33,9 petaflops (34 (pembulatan) ribu trilyun flop per detik) dan secara teori dengan kecepatan 54,9 petaflops. Urutan ketiga jatuh kepada Piz Daint milik negara Swiss, keempat jatuh kepada Gyoukou milik Jepang, dan kelima jatuh kepada Titan milik US. Masing-masing untuk 10 besar superkomputer tercepat di Dunia tertera pada tabel 1 dibawah ini[8]:

Superkomputer merupakan perangkat tercanggih atau mesin hitung paling powerfull di Planet bumi yang digunakan untuk penelitian-penelitian sains yang tidak dapat dilakukan oleh komputer biasa. Keberadaan superkomputer menjadi tulang punggung dalam memecahkan permasalahan sains kompleks. Semakin cepat dan canggih superkomputer yang kita miliki, semakin  besar dan banyak data-data yang dapat kita pelajari dan analisis.

Beberapa penerapan penting dari superkomputer adalah untuk bidang Kecerdasan Buatan. Kecerdasan Buatan membutuhkan superkomputer untuk mensimulasikan neuron-neuron yang besar seperti Deep Learning yang dengan jumlah lapisan tersembunyi mencapai ratusan. Kecerdasan Buatan digunakan untuk mempelajari data-data yang sudah ada guna untuk memprediksi segala sesuatu yang akan terjadi dimasa yang akan datang atau digunakan juga untuk memecahkan permasalahan kompleks yang saat ini tidak bisa dilakukan oleh manusia. Biasanya Kecerdasan Buatan membutuhkan jumlah data pelatihan yang sangat besar dan banyak dan juga membutuhkan waktu yang lama saat menggunakan komputer biasa, jadi dibutuhkan komputer berkecepatan tinggi seperti superkomputer untuk menghemat waktu dan sumber daya komputer[9].

Baca juga Penggunaan Deep Learning dalam Membantu Mendeteksi Gelombang Gravitasi

Aplikasi penerapan dari superkomputer pada bidang Kecerdasan Buatan untuk bidang astronomi, misalnya untuk mempelajari gelombang gravitasi. Pada 27 Desember 2017 lalu, terbit sebuah makalah yang membahas mengenai penggunaan Kecerdasan Buatan untuk membantu mendeteksi Gelombang Gravitasi menggunakan Superkomputer National Center for Supercomputing Applications (NCSA), Urbana, Champaign, Universitas Illions[9][10][11].

Beberapa aplikasi lain untuk mempelajari alam semesta yaitu simulasi dalam mempelajari Gelombang Gravitasi guna mengetahui alam semesta kita ini setiap 2-10 menit terjadi penggabungan 2 lubang hitam bergabung disuatu tempat. Simulasi yang dilakukan oleh tim peneliti dari ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery (OzGrav) and Monash University dengan menggunakan superkomputer OzSTAR milik kampus Swinburne’s Hawthorn dengan kecepatan 1.2 petaflops[12][13][14]. Dan, masih banyak aplikasi-aplikasi superkomputer pada bidang selain astronomi dan Kecerdasan Buatan dan akan penulis jelaskan di artikel yang lain.

Referensi:

1. Wikipedia Inggris, Processor (computing) (https://en.wikipedia.org/wiki/Processor_(computing)) diakses pada tanggal 15 April 2018
2. ____________, Central processing unit (https://en.wikipedia.org/wiki/Central_processing_unit) diakses pada tanggal 15 April 2018
3. Intel, A New Era of Integrated Computing (PDF)
4. Wikipedia Inggris, Graphics processing unit (https://en.wikipedia.org/wiki/Graphics_processing_unit) diakses pada tanggal 15 April 2018
5. ____________, Transistor count (https://en.wikipedia.org/wiki/Transistor_count) diakses pada tanggal 15 April 2018
6. ____________, FLOPS (https://id.wikipedia.org/wiki/FLOPS) diakses pada tanggal 16 April 2018
7. ____________, Titan (superkomputer) (https://en.wikipedia.org/wiki/Titan_(supercomputer)) diakses pada tanggal 16 April 2018
8. TOP 500, NOVEMBER 2017 (https://www.top500.org/lists/2017/11/) diakses pada tanggal 15 April 2018
9. Dadang, Wayan. 2018. “Penggunaan Deep Learning dalam Membantu Mendeteksi Gelombang Gravitasi“. Warstek, 3 Februari 2018 (https://warstek.com/2018/02/03/deeplearning1/) diakses pada tanggal 16 April 2018
10. Universitas Illions. 2018. “Scientists pioneer use of deep learning for real-time gravitational wave discovery“. PhysOrg, 26 Januari 2018 (https://phys.org/news/2018-01-scientists-deep-real-time-gravitational-discovery.html) diakses pada tanggal 16 April 2018
11. Universitas Illions, NATIONAL CENTER FOR SUPERCOMPUTING APPLICATIONS (http://www.ncsa.illinois.edu/about/facilities) diakses pada tanggal 16 April 2018
12. Universitas Monash. 2018. “The background hum of space could reveal hidden black holes“. PhysOrg, 12 April 2018 (https://phys.org/news/2018-04-background-space-reveal-hidden-black.html?utm_source=menu&utm_medium=link&utm_campaign=item-menu) diakses pada tanggal 16 April 2018
13. Smith, Rory & Eric Thrane. 2018. “Optimal search for an astrophysical gravitational-wave background“. Physical Review X, 27 Februari 2018 (https://journals.aps.org/prx/accepted/b1077K8cZ6e1a00db22a57164e1aab4bf827ea464) diakses pada tanggal 16 April 2018
14. Towers, Katherine. 2018. “Swinburne supercomputer to be one of the most powerful in Australia”. Swinburne University of Technology, 7 Maret 2018 (http://www.swinburne.edu.au/news/latest-news/2018/03/swinburne-supercomputer-to-be-one-of-the-most-powerful-in-australia.php) diakses pada tanggal 16 April 2018