JURNAL IT - Pernahkah Anda bertanya-tanya bagaimana laptop atau PC bisa membuka banyak aplikasi sekaligus tanpa crash, mulai dari browser, pemutar musik, hingga dokumen kerja?
 |
| Atlas Supercomputer |
Kemampuan multitasking yang kini terasa biasa ternyata lahir dari terobosan besar di masa lalu, tepatnya pada tahun 1960-an, melalui sebuah mesin legendaris bernama Atlas.
Superkomputer buatan Inggris ini bukan hanya kuat secara fisik, tetapi juga menjadi pelopor lahirnya sistem memori virtual (virtual memory), teknologi yang hingga kini menjadi tulang punggung seluruh sistem operasi modern.
Tantangan Komputer di Masa Awal
Pada era awal komputer, memori menjadi sumber daya yang sangat terbatas dan mahal. Setiap program harus tahu persis di mana ia menyimpan dan mengambil datanya.
Jika seorang pengembang salah menempatkan memori, satu program bisa menimpa data program lain dan menyebabkan sistem rusak.
Masalah lain muncul karena sistem waktu itu menuntut blok memori yang berdekatan (contiguous memory).
Jadi, meskipun kapasitas memori masih tersisa, sebuah program tidak bisa dijalankan jika ruangnya tersebar di beberapa tempat.
Akibatnya, komputer hanya bisa menjalankan satu program dalam satu waktu, sangat jauh dari kemampuan multitasking komputer masa kini.
Untuk mengatasi hambatan tersebut, tim insinyur di University of Manchester, dipimpin oleh Tom Kilburn, menciptakan Atlas, superkomputer yang menjadi legenda pada tahun 1962.
Atlas bukan hanya cepat, tetapi juga memperkenalkan konsep memori virtual (virtual memory) untuk pertama kalinya di dunia.
Dengan memori virtual, setiap program seolah memiliki akses ke ruang memori besar dan utuh miliknya sendiri, meskipun secara fisik memori tersebut tersebar di berbagai lokasi RAM.
Alamat yang digunakan program disebut alamat virtual (virtual address), sedangkan lokasi sesungguhnya disebut alamat fisik (physical address).
Translasi antara keduanya dilakukan secara otomatis oleh sistem, sehingga program tidak perlu tahu di mana data itu benar-benar disimpan.
Sistem Paging, Jantung dari Memori Virtual
Atlas menggunakan metode paging, yaitu membagi memori menjadi blok kecil berukuran tetap yang disebut pages.
Untuk menerjemahkan alamat virtual menjadi alamat fisik, Atlas mengandalkan perangkat keras khusus bernama Memory Management Unit (MMU) merupakan cikal bakal MMU modern saat ini.
Sementara itu, sistem operasi menyimpan data penerjemahan tersebut dalam page table (tabel halaman). Struktur data ini memastikan setiap halaman virtual memiliki padanan fisik yang tepat di memori.
Berkat sistem ini, pengembang tak perlu lagi khawatir program saling menimpa data, dan komputer pun dapat menjalankan beberapa program sekaligus tanpa konflik.
Namun, proses penerjemahan alamat yang terus-menerus bisa memperlambat sistem karena setiap akses harus melalui tabel halaman.
Untuk mengatasinya, tim Manchester menciptakan solusi brilian lain, Translation Lookaside Buffer (TLB), yang bekerja seperti cache supercepat bagi entri tabel halaman yang paling sering diakses.
TLB memanfaatkan prinsip lokalitas spasial dan temporal, program cenderung mengakses lokasi data yang berdekatan atau sama berulang kali. Dengan strategi ini, Atlas bisa mempercepat penerjemahan alamat hingga ratusan kali lipat.
Jika entri yang dicari tidak ada di TLB (TLB miss), sistem memang harus kembali mencari ke tabel halaman utama, namun secara keseluruhan, kinerja Atlas meningkat signifikan.
Penelitian menunjukkan, ketika jumlah halaman melebihi kapasitas TLB (misalnya 512 halaman), waktu akses bisa meningkat hingga ribuan kali lebih lambat, menggambarkan betapa krusialnya peran TLB.
Warisan Atlas bagi Dunia Komputasi
Inovasi Atlas menjadi fondasi bagi seluruh sistem komputer modern.
Konsep seperti multilevel page table hingga inverted page table yang kini digunakan dalam prosesor canggih, semua berakar dari ide yang lahir enam dekade lalu itu.
Pengakuan terhadap pencapaian Atlas datang pada tahun 2022, ketika IEEE Foundation secara resmi menganugerahkan Milestone Achievement Plaque untuk memori virtual yang ditemukan oleh tim di University of Manchester.
Meski proyek ini menjadi salah satu kebanggaan Inggris, banyak kalangan menilai kisah Atlas kurang mendapat sorotan di kurikulum ilmu komputer, terutama di Amerika Serikat, padahal kontribusinya begitu monumental.
Atlas bukan sekadar superkomputer; ia adalah titik balik dalam sejarah komputasi.
Teknologi memori virtual yang diperkenalkan enam puluh tahun lalu kini menjadi alasan mengapa laptop, ponsel, dan server di seluruh dunia bisa bekerja cepat, efisien, dan stabil.
Dari sistem paging, MMU hingga TLB, semua berawal dari satu ide sederhana, bagaimana agar komputer bisa berpikir lebih besar dari memorinya sendiri.
Dan berkat Atlas, ide itu kini menjadi kenyataan yang kita nikmati hingga saat ini.(*)
0 Komentar