L.T. Handoko (Grup Fisika Teoritik dan Komputasi, Pusat Penelitian Fisika LIPI )

Pada era tahun 80 sampai dengan pertengahan 90-an, komputasi tingkat lanjut sangat tergantung pada fasilitas komputer super (supercomputer). Komputer super ini didesain untuk melakukan proses penghitungan dengan performa tinggi, baik kecepatan maupun kapasitas penghitungan. Sesuai dengan hukum Moore yang dikenal dalam dunia komputer, yaitu kemampuan komputer akan meningkat secara eksponensial, kemampuan komputer super ini juga meningkat pesat sampai mencapai 35 TFlops saat ini yang dipegang rekornya oleh komputer super NEC yang dipakai untuk simulator bumi. TFlops berarti tera flops atau 1012 flops. Flops singkatan dari floating point operations per-second, yang menunjukkan kemampuan komputer melakukan jumlah komputasi per-detik.

Kendala utama komputer super adalah pada biaya pengadaan dan operasionalnya. Untuk komputer super Hitachi yang dipakai untuk komputasi fisika energi tinggi di KEK Tsukuba, yang menjadi komputer super tercanggih tahun 1998, diperlukan biaya milyaran yen untuk pembuatan dan instalasinya. Belum ditambah biaya operasional dan pemeliharaan yang memerlukan satu ruangan khusus dengan kondisi khusus, mulai dari instalasi listrik sampai pengatur suhu ruangan. Itupun rekor sebagai komputer super segera dikalahkan oleh komputer super generasi berikutnya yang memiliki kemampuan satu order diatasnya hanya dalam dua tahun kemudian. Fenomena ini persis seperti dunia PC pribadi. PC tercanggih yang dibeli saat ini akan menjadi barang kuno hanya dalam hitungan bulan akibat munculnya prosesor generasi terbaru setiap 6 bulan !

Meski fenomena semacam ini menunjukkan akselerasi kemajuan teknologi, dilain pihak ini membuat frustasi banyak pihak. Karena tingkat penyusutan atas nilai investasi awal yang besar menjadi tidak terkendali. Ini memotivasi, khususnya komunitas ilmiah, untuk mencari alternatif baru yang lebih cerdas.

Alternatif populer saat ini adalah cluster computer (kelompok komputer) atau parallel computer (komputer paralel). Yaitu menggabungkan beberapa PC (disebut node) menjadi seolah-olah satu komputer dengan kemampuan yang lebih besar seperti ditunjukkan di gambar. Aplikasi sistem ini sudah sangat meluas pemakaiannya, bahkan sudah mulai menggeser pemakaian komputer super. Contoh paling terkenal adalah mesin pencari Google yang memanfaatkan lebih kurang 10.000 PC yang terangkai menjadi satu sistem dengan kemampuan komputasi yang canggih. Bahkan sistem perbankan di luar negeri sudah banyak yang memanfaatkan sistem berbasis komputer paralel ini. Sistem ini juga sudah didukung dan ditawarkan oleh para vendor dan penyedia jasa layanan sistem informasi profesional.

Dengan komputer paralel ini, biaya investasi bisa ditekan sampai titik terendah, selain nilai penyusutan yang juga jauh lebih rendah. Lebih penting lagi, sistem ini fleksibel terhadap perubahan teknologi komputer yang sangat cepat. Juga bisa dilakukan optimalisasi perangkat keras sesuai dengan karakteristik penggunaan. Misalnya untuk aplikasi yang mementingkan kecepatan proses penghitungan cukup dengan prosesor dan memori saja tanpa media penyimpan di setiap PC. Sebaliknya untuk aplikasi yang banyak memproduksi data, penekanan diberikan pada perangkat media penyimpanan. Dengan ini bisa dilakukan efisiensi investasi. Karena PC-PC lama masih bisa didayagunakan sesuai dengan kebutuhan. Bahkan banyak komputer paralel yang berbasis PC satu dekade lalu semacam Intel 486.

Meski hanya berbasis PC jangan diremehkan kemampuannya. Sebagai gambaran, seperti di Public Cluster LIPI (http://www.cluster.lipi.go.id), dari komputer paralel dengan 5 node masing-masing berbasis Pentium IV 2,4 GHz dan memori 1 Gb bisa diperoleh kemampuan sebesar 5 GFlops.

Komputer paralel dengan koneksi internet

Usaha lebih jauh dilakukan untuk mengembangkan potensi komputer paralel ini. Meski relatif murah dan mudah dibuat, bagaimanapun juga biaya untuk membuat komputer paralel masih mahal bagi sebagian kalangan, apalagi pemakai pribadi karena minimal harus memiliki dua komputer untuk diparalel.

Alternatif baru tersebut adalah melakukan koneksi untuk memparalelkan komputer pibadi melalui jaringan internet ! Karena pada prinsipnya tidak ada perbedaan antara koneksi fisik secara langsung memakai kabel dengan koneksi maya melalui internet. Sistem ini telah dimulai sejak pertengahan tahun 90-an. Ini menjadi kecenderungan baru saat ini seperti dilakukan oleh komunitas di SETI@home (http://setiathome.ssl.berkeley.edu) yang mencari data untuk teleskop radio untuk melihat sinyal intelektual terestrial (sinyal dari mahkluk angkasa bila ada). Proyek yang dimulai tahun 1999 ini telah menghubungkan satu juta-an PC pribadi di seluruh dunia dan memiliki komunitas yang luar biasa di banyak negara. Satu juta PC yang terkoneksi di SETI@home ini memiliki kemampuan setara 60 TFlops !

Untuk komunitas fisika energi tinggi, khususnya eksperimen, bahkan telah mengembangkan gabungan kedua sistem. Yaitu menghubungkan komputer paralel di pusat-pusat penelitian dengan koneksi internet berpita lebar. Proyek ini dikenal sebagai Grid (http://www.grid.org). Ini bahkan telah menjadi proyek utama yang tidak terelakkan dalam melakukan analisa data eksperimen di akselerator-akselerator utama dunia. Dalam proyek ini tidak hanya kemampuan komputasi saja, melainkan juga potensi media penyimpanan yang besar menjadi tujuan utamanya. Dengan sistem ini dimungkinkan analisa data eksperimen secara real-time, sehingga bisa dilakukan penghematan kapasitas penyimpanan karena hanya data yang relevan saja yang disimpan secara permanen. Berbeda dengan sebelumnya dimana data eksperimen dianalisa secara off-line, sehingga diperlukan kapasitas penyimpanan yang sangat besar. Sistem ini akan dipakai pertama-kalinya untuk eksperimen di LHC (Large Hadron Collider) di CERN yang akan mulai berjalan pada tahun 2007.

Tentu saja untuk bisa berpartisipasi dalam jaringan komputer paralel harus memenuhi beberapa prasyarat utama. Pertama kita harus memiliki koneksi permanen ke internet berpita lebar. Kedua kita harus memiliki komputer paralel yang siap menyala selama 24 jam dengan stabil dan tanpa gangguan. Terlebih untuk proyek semacam Grid yang mencakup pertukaran data lintas benua dalam jumlah yang sangat besar, koneksi yang stabil dan pita lebar (untuk Grid lebih kurang 10 Gbps) sangat mutlak.

Komunitas komputasi Indonesia juga aktif mengembangkan

Bagaimana dengan di Indonesia ? Di Indonesia dengan mudah dijumpai pemilik komputer pribadi dengan perangkat keras spesifikasi terbaru yang sebagian besar mubazir karena hanya dipakai untuk pengganti mesin ketik. Sayangnya koneksi internet masih merupakan barang mewah, bahkan untuk kalangan perusahaan atau lembaga riset sekalipun. Sehingga sistem semacam SETI@home apalagi Grid masih sangat jauh dari realita.

Tetapi ini tidak berarti komputer paralel belum perlu dikembangkan. Sejak beberapa tahun lalu, implementasi komputer paralel sudah jamak di universitas ataupun lembaga penelitian lokal. Meski demikian tidak banyak penelitian spesifik yang secara aktif dilakukan. Sejauh ini, sepengetahuan penulis, baru sebatas usaha percobaan dan bersifat insidental. Hal ini terjadi karena komputer paralel yang dibuat berbasis komputer yang ada (dan dipakai juga untuk keperluan lain, bahkan administrasi) dan bukan khusus untuk komputer paralel. Semua ini menyebabkan komputasi tingkat tinggi yang membutuhkan waktu kerja berhari-hari misalnya tidak bisa dilakukan. Ini kemudian berdampak menghambat potensi peningkatan kemampuan sivitas komputasi Indonesia melakukan komputasi tingkat tinggi. Berbeda dengan pemrograman pada komputer tunggal, diperlukan algoritma dan “jam terbang” untuk melakukan pemrograman yang optimal pada komputer paralel.

Untuk memecahkan sebagian masalah tersebut, Grup Fisika Teoritik dan Komputasi di Pusat Penelitian Fisika LIPI telah mengembangkan sistem komputasi paralel terbuka. Sistem dengan nama Public Cluster LIPI ini didesain khusus untuk komputasi paralel dan dibuka untuk umum secara cuma-cuma. Seluruh pengelolaan dan administrasi sistem oleh pengguna bisa dilakukan melalui situs di http://www.cluster.lipi.go.id. Dengan sistem ini, pengguma cukup meng-upload program paralel yang telah dibuatnya untuk kemudian bisa dijalankan pada Public Cluster dengan perintah yang dikirimkan melalui situs. Fasilitas terbuka sejenis mungkin baru pertama kali di dunia, karena umumnya sarana komputer paralel hanya dibuka untuk kalangan terbatas. Meski saat ini kapasitas secara keseluruhan masih sekitar 20 Gflops, bagi sebagian besar pengguna di Indonesia kapasitas ini masih jauh dari mencukupi. Dengan ini diharapkan komunitas komputasi tidak kesulitan mencari tempat praktek untuk mengembangkan kemampuannya. Kelak, seiiring dengan peningkatan kebutuhan dan kemampuan pengguna, peningkatan jumlah node dan kapasitas akan terus ditingkatkan.

Sarana ini telah dibuka sejak tanggal 23 Agustus 2004, dan mewakili Indonesia di kancah APICTA (Asia Pacific Information and Technology Award) di Hongkong tanggal 7-11 Desember 2004 untuk kategori Research and Development.

Jadi, ingin mencoba dan mengembangkan kemampuan dalam program paralel di Indonesia ? Siapa takut !