Mencari batas kemampuan komputas

Mencari batas kemampuan komputasi

Adakah kecepatan komputasi memiliki batas? Kebanyakan orang akan menjawab iya, mungkin karena sukar membayangkan sesuatu yang tidak terbatas. Namun kalau ada, berapa jauhkah batas itu?

Baru-baru ini dua ilmuwan dari Universitas Boston, Lev B. Levitin dan Tommaso Toffoli berusaha mencari jawaban tentang batas kecepatan atau kemampuan teknologi komputasi.

Hasilnya cukup mengejutkan, bila kita menerapkannya untuk menghitung batas kecepatan prosesor. Bila kita menganggap Hukum Moore berlaku, batas tersebut akan dicapai hanya dalam waktu 75 tahun lagi.

Tidak seperti perhitungan yang dilakukan Levitin dan Toffoli, Hukum Moore adalah kaidah empiris yang diamati oleh insinyur Intel, Gordon Moore. Hukum ini menyebutkan bahwa kerapatan transistor dalam suatu chip akan berlipat ganda dalam waktu 18 bulan.

Peningkatan kerapatan transistor ini biasanya digunakan untuk mendongkrak kecepatan pemrosesan. Dengan kata lain, kecepatan komputer juga ikut meningkat dua kali lipat dalam waktu yang sama.

Levitin dan Toffoli pada awalnya mencoba menghitung limit fundamental laju operasi pengolahan informasi. Dengan kata lain, batas seberapa cepat sebuah komputer dapat beroperasi. Batas yang dihitung ini berlaku untuk semua jenis komputer. Hasil perhitungan ini dipublikasikan di Physics Review Letters tanggal 16 Oktober la*lu.

Dengan persamaan yang dirumus-kannya, Levitin dan Toffoli kemudian mencoba menghitung kecepatan sebuah komputer kuantum sempurna memiliki lebih dari lO operasi dibandingkan dengan prosesor paling cepat saat ini. Dengan menggunakan Hukum Moore untuk mencari kapan kecepatan ini tercapai, batas tersebut akan diraih pada tahun 2084.

Seperti kebanyakan batas teoretis lainnya, kenyataannya bisa jauh lebih buruk daripada itu. Sebagai contoh, secara teoretis batas tercepat yang bisa dicapai manusia adalah kecepatan cahaya, yaitu kurang dari 83.300 km/jam. Namun, kenyataannya kecepatan tertinggi yang dicapai saat ini hanyalah sekitar 12.140 km/jam.

Tidak heran bila kemudian pihak lain, seperti Scott Aronson dari MIT, berpendapat bahwa ramalan tersebut terlalu optimistis. Menurutnya Iebih realistis untuk mematok jangka waktu yang lebih singkat ketika komputer tidak lagi bertambah cepat. Dia memperkirakan dalam 20tahun lagi kecepatan komputer tidak lagi akan meningkat.

Limit Bremermann

Batas yang dihitung oleh Levitin dan Toffoli ini bukan satu-satunya usaha yang pernah dilakukan untuk mencari limit komputasi berdasarkan batasan fisik.

Sebelum Levitin dan Toffoli menghitung limit tersebut, pada tahun 1962 Hans Bremermann berdasarkan teori relativitas khusus dan mekanika kuantum (seperti yang diakukan juga oleh Levitin dan Toffoli mencoba menghitung seberapa cepat suatu massa komputer dapat memproses informasi. Dia menemukan bahwa 1 gram massa dapat memproses informasi 2X1047 bit per detik.

Bremermann kemudian menanyakan bagaimana bila ada komputer sebesar bumi, yang telah beroperasi untuk memecahkan suatu masalah sejak bumi diciptakan? Berapa banyak bit yang dapat diprosesnya? Angka yang didapatkan ini kemudian dinamakan limit Bremermann, yaitu 1023.

Batas memori

Semua pembahasan sejauh ini menyangkut tentang kecepatan pemrosesan informasi. Pada komputeryang biasa kita temukan sehari-hari inidilakukan oleh prosesor. Namun, pada suatu komputer, prosesor bukanlah satu-satunya komponen. Bagian yang juga penting adalah memori, baik yang sementara seperti RAM (random access memory) maupun yang lebih permanen, seperti cakram keras (hard disk) atau flash disk. Adakah batas terhadap banyaknya memori yang disimpan?

Seth LJoyd dari Departemen Teknik Mesin MIT, dalam artikelnya di jurnal Nature edisi tahun 2000 berjudul Ultimate physical limits to computation membahas batas-batas komputasi ini.

Salah satu parameter yang dihitung adalah ruang memori (memory space) sebuah komputer jinjing hipotetis dengan berat 1 kilogram yang memiliki volume 1 liter.

Dia mendapatkan angka 2,5 x 100 byte sebagai batas tertinggi. Tentu saja batas ini juga tidak mudah dicapai. Menurut LJoyd, untuk mencapai batas tersebut komputer jinjing akan berupa plasma, keadaan zat yang ditemukan di dalam inti bintang atau reaksi ter-monuklir.

Penerapan di enkripsi

Semua batas ini kedengarannya tidak punya penerapan langsung dan kedengarannya mengawang-awang. Namun, sebenarnya penghitungan batas kecepatan yang mungkin dicapai oleh suatu sistem komputasi sa-ngat penting dalam keamanan komputasi.

Batas kecepatan misalnya membantu apakah jaminan keamanan bahwa suatu data yang disandikan (dienkripsi) berlaku atau tidak. Suatu sandi pada dasarnya selalu dapat dipecahkan.

Permasalahannya, apakah algorit-ma untuk memecahkannya selalu dapat dilaksanakan dalam waktu yang cukup singkat? Analisis algorit-ma di antara lain menghitung jumlah langkah yang diperlukan untukpelaksanaan ini. Dari sini, dengan mengetahui kecepatan eksekusi pada dasarnya kita bisa menghitung berapa lama waktu yang diperlukan untuk memecahkan suatu sandi. Sandi yang baik haruslah tidak dapat dipecahkan dalam waktu yang praktis.

Bila kita dapat menentukan bahwa suatu sandi tidak dapat dipecahkan meskipun waktu yang diberikan lebih panjang dari umur teoretis alam semesta, kita bisa menjamin bahwa sandi tersebut aman.

Sumber : Bisnis Indonesia

Posted in: Ilmu Komputasi