Apa Itu Domain-Specific Architecture dalam Komputer?

Domain-specific architecture (DSA) mengacu pada arsitektur komputer yang dirancang khusus untuk menangani tugas atau aplikasi tertentu dalam suatu domain spesifik. DSA dibuat dengan mempertimbangkan kebutuhan komputasi yang unik dari suatu domain, yang sering kali membutuhkan efisiensi tinggi dan kinerja yang optimal dalam menangani tugas-tugas spesifik di bidang tersebut.

Definisi
Domain-specific architecture adalah jenis arsitektur komputer yang dirancang secara khusus untuk menangani tugas atau aplikasi dalam suatu domain tertentu, dengan tujuan meningkatkan efisiensi dan kinerja dalam pengolahan informasi yang spesifik untuk domain tersebut.

Latar Belakang

- Hukum Moore (1965): Gordon Moore meramalkan pertumbuhan eksponensial jumlah transistor per chip.
- Dennard Scaling: Peningkatan jumlah transistor kini menyebabkan konsumsi daya yang lebih tinggi. Jumlah energi yang dihasilkan tetap konstan meskipun jumlah transistor mengecil.
- Perubahan Desain Prosesor: Prosesor tunggal yang tidak efisien digantikan oleh beberapa core yang hemat energi.
- Kebutuhan untuk Peningkatan Performa yang Signifikan: Peningkatan besar membutuhkan peralihan dari satu operasi per instruksi menjadi ratusan operasi. Transformasi ini membutuhkan model komputasi khusus di luar CPU tradisional atau GPU.
- Transisi ke DSA: DSA memberikan peningkatan signifikan dengan menyesuaikan inti untuk tugas-tugas tertentu. DSA mengoptimalkan performa untuk bidang tertentu, meninggalkan core yang bersifat serbaguna.

Kegunaan
- Kinerja Optimal: DSA memungkinkan kinerja yang lebih baik dalam menangani tugas-tugas spesifik dalam suatu domain dibandingkan dengan arsitektur umum.
- Efisiensi: DSA dapat dirancang untuk mengoptimalkan penggunaan sumber daya komputer seperti energi, waktu, dan area sirkuit.
- Penyesuaian: DSA memungkinkan penyesuaian yang lebih baik terhadap kebutuhan aplikasi atau tugas dalam suatu domain tertentu.
- Peningkatan Produktivitas: Dengan menggunakan arsitektur yang dioptimalkan untuk domain tertentu, pengembang dapat meningkatkan produktivitas dalam pengembangan sistem atau aplikasi.

Contoh
1. ASIC (Application-Specific Integrated Circuit): ASIC adalah contoh utama dari DSA. ASIC adalah sirkuit terintegrasi yang dirancang khusus untuk tujuan aplikasi tertentu, seperti pemrosesan sinyal digital (DSP), blockchain, atau kriptografi.
2. GPU (Graphics Processing Unit): GPU awalnya dirancang untuk memenuhi kebutuhan komputasi grafis, tetapi sekarang digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi komputasi paralel, termasuk pembelajaran mesin, ilmu data, dan komputasi saintifik.
3. TPU (Tensor Processing Unit): TPU adalah chip khusus yang dikembangkan oleh Google untuk mempercepat operasi tensor yang diperlukan dalam machine learning dan neural network.
4. FPGA (Field-Programmable Gate Array): FPGA adalah jenis sirkuit terprogram yang dapat diprogram untuk melakukan tugas-tugas spesifik dalam berbagai domain seperti pemrosesan sinyal digital, komunikasi, dan pemrosesan gambar. FPGA dapat dioptimalkan untuk tugas-tugas tertentu dengan merancang rangkaian logika yang sesuai.