Kamis, 10 April 2014

MAKALAH SOFTSKILL INTERAKSI MANUSIA DAN KOMPUTER

UNIVERSITAS GUNADARMA
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI

MAKALAH SOFTSKILL
INTERAKSI MANUSIA DAN KOMPUTER

ARSITEKTUR GPU KEPLER & NVIDIA GeForce GTX TITAN

Nama : Hasan Wijaya Silalahi

Kelas : 2KB01

Npm : 23112350

Dosen : Mohammad Iqbal,Skom,MMSI

Universitas Gunadarma

2014








KATA PENGANTAR

            Puji syukur saya ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa. Sehingga saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan baik. Makalah ini disusun dengan jelas, mudah di pahami dengan dilengkapi gambar, manfaat yang saya dapatkan dari pembuatan makalah ini yang pasti saya dapat menambah wawasan saya dan men share nya kepada orang-orang yang awam mengenai vga card ( GPU ). Mudah-mudahan apa yang telah saya buat ini bisa bermanfaat banyak untuk oranglain. Jika ada kata-kata yang salah mohon dimaklumi. Saya sebagai mahasiswa masih banyak kekurangan.








   Depok, 10 April 2014      

Hasan Wijaya Silalahi








DAFTAR ISI


KATA PENGANTAR....................................................................................................... i
DAFTAR ISI..................................................................................................................... ii
DAFTAR GAMBAR......................................................................................................... iii
BAB I PENDAHULUAN
1.1   Latar Belakang...................................................................................................... 1
1.2   Rumusan Masalah.................................................................................................. 1
BAB II PEMBAHASAN
2.1   Sejarah GPU KEPLER.......................................................................................... 2
2.2   Performas GPU KEPLER...................................................................................... 4
2.2.1  NVIDIA GeForce GTX TITAN.................................................................... 6
BAB III PENUTUP
3.1   Kesimpulan............................................................................................................ 11
3.2   Saran..................................................................................................................... 12
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................................ 13



DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Spesifikasi GPU KEPLER................................................................................. 3
Gambar 2. Tabel Perbandingan GPU KEPLER & GPU MAXWELL................................. 5
Gambar 3. Road map NVIDIA GPU................................................................................. 6
Gambar 4. NVIDIA GeForce GTX TITAN  ..................................................................... 6
Gambar 5. Port Output yang sama dengan GTX 680.......................................................... 7




 BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang     

            Ada singkatan yang bernama VGA (Video Graphics Adapter). Ya, bagi sebagian orang setiap mendengar kata ini pasti yang pertama muncul di pikirannya adalah Game (Pasti), 3D, Desain Graphics. Sebenarnya apa yang dipikirkan kebanyakan orang tersebut ada benar nya, dan kebanyakan yang orang membeli VGA hanya untuk memuaskan dirinya bermain game tanpa macet atau dalam bahasa gaulnya nge-lag, atau untuk mendesain 3D, baik itu desain rumah, maupun membuat animasi 3D. Dari masing masing VGA yang diperjual-belikan dipasaran saat ini memiliki fungsi yang berbeda-beda pula, sesuai dengan kebutuhan konsumen baik itu untuk bermain game atau semacamnya. Ada 2 vendor yang selama ini masih bersaing dalam memperebutkan tahtanya graphics cards yakni ATI yang saat ini sudah menjadi AMD dan NVIDIA, dimakalah saya ini akan menjelaskan kubu hijau yakni NVIDIA. Dan saya juga tidak membahas nya secara detail melainkan saya hanya membahas mengenai GPU KEPLER yang di tanamkan Nvidia pada vga cards nya.

            VGA sendiri memiliki pengertian yakni, standar tampilan sebuah standar tampilan computer analog yang dipasarkan pertama kali oleh IBM pada tahun 1987. Fungsi dari VGA adalah untuk menerjemahkan/mengubah sinyal digital dari komputer menjadi tampilan grafis pada layar monitor. Kartu VGA (Video Graphic Adapter) berguna untuk menerjemahkan output (keluaran) komputer ke monitor.

1.2 Rumusan Masalah
1.      Sejarah GPU KEPLER
2.      Performa GPU KEPLER



BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Sejarah GPU(Graphics Processing Unit) KEPLER
                Mari kita mundur beberapa tahun kebelakang, tepat nya pada event GTC (Gpu Techonology Conference) pada tahun 2010 , NVIDIA mengumumkan beberapa produk-produk yang sedang dalam tahap pengembangan. Tidak tanggung-tanggung, NVIDIA langsung memberikan preview singkat produk GPU hingga beberapa tahun ke depan. Produk-produk yang diumumkan memiliki kode nama Kepler dan Maxwell. Pada makalah ini saya hanya akan membahas mengenai GPU KEPLER nya saja.

            Kepler dan Maxwell merupakan penerus dari Fermi, arsitektur GPU yang sedang digunakan oleh NVIDIA pada tahun 2009 - 2011. Kedua produk tersebut digadang-gadang memiliki performa yang jauh melebihi dari Fermi.

            Performa yang dimaksud di atas adalah peningkatan performa ditinjau dari kemampuan Double Precision-nya. Untuk mudahnya, ini adalah kemampuannya untuk memproses aplikasi CUDA atau komputasi paralel dengan GPGPU. GPGPU adalah teknik menggunakan GPU  untuk mengerjakan pekerjaan perhitungan, bukan untuk kebutuhan grafis.

            Kepler diharapkan akan memiliki performa Double Precision (DP) 3-4x lipat dibandingkan Fermi. Sedangkan Maxwell akan hadir menjadi GPU terkuat dalam roadmap tersebut dengan perfoma DP yang mencapai 3-4x lipat Kepler.

            Setelah mengatakan bahwa NVIDIA mengumumkan 2 GPU andalan nya (Kepler dan Maxwell). 2 Tahun lalu, tepatnya pada bulan maret 2012, NVIDIA hadirkan arsitektur 28nm berbasis Kepler dengan merilis GPU unggulan mereka NVIDIA Kepler GK104 dan GK110. Dalam Tahun tersebut tak ada yang meragukan bahwa gpu kepler tersebut adalah sebuah GPU paling bertenaga hingga saat itu.

            Kaum Enthusiast yang mengikuti perkembangan Kepler menunjukan kode GK104 adalah indikasi bahwa GPU ini masuk pada kategori mainstream dan bukan produk unggulan. Muncul spekulasi akan hadirnya GPU yang lebih bertenaga, belum terungkap GK100/GK110 yang akan memiliki kekuatan Kepler yang sebenarnya. Rumor spesifikasi dan kemampuannya yang telah banyak terdengar dan sinopsis untuk Konfrensi NVIDIA Graphics Technology 2012 mengindikasikan GPU terbaru ini akan memiliki 7,1 milyar transistor di dalamnya.


~ Gambar 1. GPU bebasis Kepler dengan 7,1 milyar transistor terlihat pada Maret 2012 ~

            Pada bulan Mei tahun 2012, di GTC 2012, NVIDIA mengunkap kehadiran GPU GK110. Tapi sementara detilnya belum tersedia pada waktu itu, yang jelas: GK110 hadir untuk Tesla K20, sebuah kartu grafis kelas enterprise yang dihargai sekitar US$3000. Dan dengan itu, mimpi hadirnya kartu grafis GeForce dengan GK110 musnah.

            Nvidia GTX 680 ini menggunakan chipset GK104. Untuk chip dari GTX 680 yaitu chip GK104 terdiri dari 4 buah blok GPC dengan 2 blok Streaming Multiprocessor di dalamnya.  Kalo pada teknologi Fermi untuk istilah Streaming Multiprocessor dinamakan SM, namun untuk generasi teknologi Kepler ini dinamakan dengan SMX. SMX ini diklaim memiliki kemampuan atau watt dua kali lipat lebih baik dibanding SM yang merupakan Streaming Multyprocessor sebelumnya.

            Pada chip GPU GF110 (Fermi), di setiap blok Streaming Multiprocessor terdapat 32 CUDA Cores. Sedangkan pada chip GPU GK104, terdapat 192 CUDA Cores di setiap blok Streaming Multiprocessor (enam kali lipat lebih banyak dibandingkan chip GPU GF110). Dengan jumlah blok SMX sebanyak delapan buah, chip GPU GK104 memiliki CUDA Cores sebanyak 1536 buah.

2.2 Performa GPU KEPLER

          Performa GPU ini tidak perlu dipertanyakan lagi, yang jelas gpu ini jauh lebih cepat dan lebih efisien dari pada pendahulunya yakni Fermi. Nah, yang jadi pertanyaan banyak orang adalah bagai mana perbandingan GPU KEPLER dengan penerusnya ? dengan kata lain GPU MAXWELL. Jika anda gamers, atau anda suka bermain dengan aplikasi pengolah grafis yg berat seperti Blender, AutoCad, Photoshop, dll maka anda tidak pernah menganal kata puas dengan performa Gpu.

            Sebelum kita membahas perbandingan dua bersaudara ini alangkah baiknya kita mengenal si Maxwell ini terlenih dahulu. Setuju ? Relevan dengan yang saya katakan diatas bahwa NVIDIA akan memperkenalkan arsitektur GPU terbarunya yakni MAXWELL.  Arsitektur gpu baru ini diperkenalkan mulai dari seri mainstream dengan dirilisnya keluarga GTX700an, berbasis GPU GM107 didesain khusus untuk platform dengan konsumsi daya rendah seperti notebook dan komputer form factor ringkas atau kecil. Hal yang paling luar biasa dari Maxwell adalah peningkatan efisiensi konsumsi daya signifikan, hampir 2x lipat lebih efisien dari Kepler. Faktor ini juga yang menjadi alasan Maxwell akan menjadi arsitektur NVIDIA di masa depan.

            Maxwell memperkenalkan desain baru untuk Streaming Multiprocessor (SM) yang berdampak pada semakin efisiennya konsumsi daya. Meskipun Kepler dengan desain SMX-nya sudah memperlihatkan efisiensi daya yang cukup signifikan, namun kehadiran Maxwell merupakan wujud yang lebih nyata dengan peningkatan pada control logic partitioning, workload balancing, clock-gating granularity, instruction scheduling, number of instructions issued per clock cycle, dan berbagai peningkatan lainnya menjadikan efisiensi SM Maxwell memiliki peningkatan efisiensi yang cukup jauh dibandingkan SMX dari Kepler.

            Arsitektur Maxwell SM memungkinkan peningkatan jumlah SM menjadi 5 SM pada GM107 dibandingkan hanya 2 pada GK107, dengan hanya terjadi peningkatan 25% pada area die GPU.

            Maxwell juga secara dramatis memperbesar ukuran desain L2 cache, 2048KB untuk GM107 berbanding 256KB pada GK107. Dengan lebih banyak cache teralokasi pada chip, lebih sedikit peranan DRAM pada grafik card yang dibutuhkan, dan memperkecil kebutuhan daya sekaligus meningkatkan kinerja.

            Sebagai tambahan dari hal hal diatas, engineer NVIDIA secara agresif melakukan implementasi tuning pada tiap unit Maxwell GPU hingga pada level transistor untuk lebih memaksimalkan efisiensi daya. Sebagai hasil akhir dari berbagai perubahan yang dilakukan ini, Maxwell mampu menghadirkan 2x lipat performance/watt dibandingkan Kepler, dengan manufaktur yang sama yaitu 28nm.

            ~ Gambar 2. Tabel Perbandingan GPU KEPLER & GPU MAXWELL ~
           


~ Gambar 3. Road map NVIDIA GPU ~

            Setelah membahas perbandingan kedua bersaudara tersebut. Sekarang mari kita focus ke topic utama makalah ini yakni GPU KEPLER.  Dalam penjelasan gpu ini saya menggunakan sebuah contoh, yakni NVIDIA GeForce GTX Titan.

2.2.1 NVIDIA GeForceGTX TITAN

~ Gambar 4. NVIDIA GeForce GTX TITAN  ~

            Nama GTX Titan diambil dari superkomputer TITAN pada Oak Ridge National Laboratory yang berlokasia di Tennessee, Amerika Serikat, yang mana pada November 2012 lalu dinobatkan sebagai superkomputer tercepat di dunia. Seperti ditemukannya 18.668 GPU Accelerator Tesla K20X di dalam superkomputer TITAN, setiap GTX Titan yang mengusung GPU GK110, dibekali dengan 2688 CUDA core dan 7,1 milyar trasnsistor, menjadikannya GPU paling bertenaga yang pernah dibuat.

            Sebagai gambaran, CUDA corenya 75% lebih banyak dari GTX 680 dan jumlah transistor dua kali lebih banyak. Faktanya GTX Titan memiliki jumlah transistor sedikit lebih banyak dibandingkan GTX 690 yang dibekali GPU ganda!

            Kecepatan core clock pada Titan di set pada 836MHz dengan menggunakan teknologi GPU Boost 2.0, kecepatan boost core clock mencapai 876 MHz.

            Untuk Anda yang mengeluhkan kurangnya memori pada GTX 680, Titan juga mengusung bandwidth memori yang 50% lebih besar dari GTX 680 dengan antarmuka memori 384-bit, dan memperbesar jumlah menjadi 6 GB VRAM dengan kecepatan 6008 MHz GDDR5. Memori grafis yang besar berguna di beberapa situasi seperti bermain game 3D dengan seting detil tertinggi dan saat berjalan pada konfigurasi SLI.
            Kartu grafis referensinya sendiri memiliki panjang 266 mm, yang menempatkannya diantara GTX 680 yang lebih pendek (255 mm) dan GTX 690 yang lebih panjang (280 mm). Seperti GTX 680, Titan akan dibekali dengan output dua port DVI, satu port HDMI dan satu port DisplayPort.

~ Gambar 5. Port Output yang sama dengan GTX 680 ~

            Jika anda soerang gamers atau anda sering melihat berita2 komputer (khusus nya vga card) pastinya anda akan menemukan beberapa merk terkenal seperti eVGA, Asus, Gigabyte, MSI, dll. Kita ambil satu contoh seri kepler yaitu gtx 680. Nah produsen2 yang saya sebutkan diatas menjual merk vga yang sama tetapi mereka melakukan costumisasi pada vga tersebut misalkan dengan menggunakan pendingin  tersendiri. Sehingga seri gtx680 hadir di pasaran dengan berbagai jenis cooler.

            Pada gtx titan kasus nya berbeda pula, dikarenakan kompleksitas dari GPU GK110, NVIDIA tidak akan memperbolehkan partner mereka untuk mengkostumisasi atau mengubah versi referensi kartu grafis ini, seperti yang dilakukannya pada NVIDIA GeForce GTX 690. Maka anda akan menjumpai hanya 1 Tipe Gtx Titan yang beredar di pasaran.

            Untungnya, NVIDIA telah membekalinya dengan pendingin terbaik yang dibekali dengan vapor chamber tembaga performa tinggi. Vapor chamber membuang panas GPU menggunakan proses evaporasi, sama seperti pada penggunaan heatpipe, tapi menurut NVIDIA, ini lebih efektif.

            Panas dari vapor chamber dihilangkan oleh heatsink aluminium dua slot serta sirip heatsink di atas vapor chamber untuk meningkatkan area pendinginan. NVIDIA juga mempergunakan material antarmuka thermal yang baru dari perusahaan Shin-Etsu yang diharapkan menghadirkan performa dua kali lebih baik yang digunakan pada GTX 680. Terakhir, Titan juga dibekali dengan back plate yang menghadirkan suhu yang lebih dingin pada PCB dan sebuah kipas untuk membuang panas.

            Seperti GTX 680, peredam suara digunakan pada kipas untuk meminimalisasi suara. Semua ini penting karena GTX Titan akan menjadi kartu grafis pertama yang menggunakan teknologi terbaru NVIDIA, GPU Boost 2.0 yang mana memanfaatkan daya panas berlebih untuk menseting kecepatan clock secara dinamis seperti pada GPU Boost pertama, sekarang menggunakan pengukuran suhu.

                Diatas saya menyinggung GPU Boost 2.0, nah setelah resmi dirilis bersama GeForce GTX 680, Teknologi NVIDIA GPU Boost didesain untuk mengatur kecepatan core clock secara dinamis dengan memanfaatkan daya yang dimilik untuk meningkatkan performa. GPU Boost 2.0 pada Titan bekerja dengan cara yang sama, tapi menggunakan suhu sebagai ambang batasannya. Fitur ini tetap mempertimbangkan tenaga yang mampu di keluarkan kartu grafis, tetapi hal ini9 akan menajdi batas kedua dan bukan lagi faktor utama.
            Sama seperti GPU Boost yang asli, GPU Boost 2.0 akan secara otomatis meningkatkan kecepatan core clock Titan selama suhu kerjanya masih memungkinka –secara default di set pada 80 derajat ontrol(tapi dapat ditingkatkan lebih tinggi). GPU Titan akan terus memonitor suhunya, menyesuaikan kecepatan core clock dan voltase secara instan untuk menjaga target suhunya.

            Ide perubahan ini didukung fakta bahwa GPU sebenarnya dapat bekerja dengan aman saat mengeluarkan tenaga lebih asalkan suhu tetap terjaga. Tentu saja, ada batas tertinggi untuk keduanya dan juga selama tidak melebih batas aman, konsumen hadir untuk mendapatkan lebih.

            Tak seperti GPU Boost pertama, sekarang NVIDIA mengizingkan penggunanya untuk mengubah ontro GPU Boost. Dengan demikian, gamer yang nyaman dengan suhu tinggi akan bisa meningkatkan ambang batas suhu GPU untuk kecepatan clock yang lebih tinggi. Tentu saja, ontrolre yang lebih tinggi akan meningkatkan kebisingan kipas. Karena kebisingan kipas menjadi masalah untuk banyak penggunanya, driver terbaru NVIDIA yang akan hadir untuk Titan akan memungkinkan Anda untuk mengkontrol batas ontrolre yang diinginkan dengan mengkombinasikan level kebisingan kipas. (mengatur suhu kerja,yang mana akan membatasi profile perfoma boost).

            Lagi pula, karena perubahan ontrol cara kerja GPU Boost dan untuk siapa Titan didesain, seting target power pada ontrol panel tidak sesuai kemampuan board (seperti 170 watt pada GTX 680), tapi saat ini bergantung daya maksimal yang dihasilkan kartu grafis (250 watt pada seting 100%).

            Penggemar pendingin cair seharusnya bahagia mendengar berita ini, karena GPU Boost terlihat memiliki sinergi yang baik dengan suhu kerja rendah dari kartu grafis berpendingin cair. Dan itu artinya akan membuat tangan Anda kotor untuk membuat sendiri water block untuk GPU ini, tapi keuntungan untuk beberapa pengguna bisa beragam.

            Terdapat informasi penting lainnya adalah GPU Boost 2.0 sekarang hadir dengan ontrol Over-Voltage, yang memungkinkan Anda mendorong untuk mendapatkan boost clock yang lebih tinggi dan artinya meningkatkan voltase GPU. Yang terakhi berkaitan langsung dengan suhu kerja GPU, sekarang dapat langsung Anda ontrol. Tentu saja, untuk terhindar dari kerusakan pada GPU, perubahan voltase tetap dibatasi pada rentang yang aman. Meski, dukungan Over Voltage menjadi opsi tambahan untuk vendor dan mereka dapat menon-aktifkannya di BIOS kartu grafis. Dengan demikian, perlu diketahui vendor mana yang akan mendukung fitur ini.
“ Untuk saat ini, GPU Boost 2.0 khusus untuk GTX Titan.”





BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan

            Kesimpulan dari makalah di atas adalah bahwa VGA adalah hardware yang sangat penting sekali bagi PC, dimana Kartu grafis yang dikenal juga sebagai kartu video adalah bagiandari perangkat keras yang diinstal dalam komputer yang bertanggung jawab untuk rendering gambar pada monitor komputer atau layar tampilan.

            Sebagai permintaan untuk kinerja tinggi di banyak bidang ilmu pengetahuan, kedokteran, teknik, dan keuangan, NVIDIA terus berinovasi dan memenuhi permintaan itu dengan arsitektur komputasi GPU sangat kuat.
            Kartu Grafis ada sangat banyak varietas baik barangnya maupun harganya, VGA-VGA high definition atau di sebut juga dengan HD biasanya harganya relative sangat mahal, dan memiliki fitur-fitur yag beragam pula.

            “The Fastest, Most Efficient HPC Architecture Ever Built “ itulah slogan saat NVIDIA mengumumkan arsitektur terbarunya. GPU Kepler menawarkan kekuatan pemprosean yang jauh lebih tinggi dari generasi ke generasi.

            Kepler GK110 dirancang dari bawah ke atas untuk memaksimalkan kinerja komputasi dan melalui menempatkan komputasi dengan efisiensi daya yang luar biasa. Arsitektur memiliki banyak inovasi baru seperti SMX, Dinamis Paralelisme, dan Hyper-Q yang membuat komputasi hibrida secara dramatis lebih cepat, lebih mudah program, dan berlaku untuk satu set aplikasi yang lebih luas. Kepler GK110 GPU akan digunakan dalam berbagai sistem mulai dari workstation untuk superkomputer untuk alamat yang paling menakutkan tantangan dalam HPC.           



3.2 Saran
          Penulis mengetahui bahwa makalah ini masing jauh dari kata sempurna dan masih banyak yang perlu di tingkatkan lagi, muali dari penjelasan tiap2 judul dan lain-lain. Oleh sebab itu pengembangan - pengembangan masih perlu di ditingkatkan lagi, saya mengharapkan masukan - masukan yang berguna.

            Penulis banyak berharap para pembaca yang budiman memberikan kritik dan saran yang membangun kepada penulis demi sempurnanya makalah ini dan penulisan makalah di kesempatan-kesempatan berikutnya. Semoga makalah ini berguna bagi penulis pada khususnya juga para pembaca yang budiman pada umumnya.





DAFTAR PUSTAKA









1 komentar: