Süper bilgisayar nedir ve ne işe yarar? Geleneksel olarak süper bilgisayarlar, birden çok veritabanını yönetmesi, birden çok hesaplama işlemi gerçekleştirmesi veya her ikisini birden yapması gereken bilimsel ve mühendislik uygulamaları için kullanılmıştır.
Süper Bilgisayar Nedir?
Tanım olarak, bir süper bilgisayar performans açısından benzersizdir. Herhangi bir zamanda, diğer tüm bilgisayarlara kıyasla çok daha yüksek hızlarda çalışan çok sayıda süper bilgisayar vardır. Süper bilgisayarlar, bilgisayarların en yüksek performansından daha yüksek çalışma hızında çalışan yaygın olarak kullanılan bilgisayarlardır. Çok çekirdekli işlemciler ve genel amaçlı grafik işlemciler gibi gelişmeler, güçlü makinelere masaüstü süper bilgisayarlar veya GPU süper bilgisayarlar demeyi mümkün kılmıştır.
Süper Bilgisayarlar Nasıl Çalışır?
Süper bilgisayar mimarileri, birden çok merkezi işlem biriminden (CPU) oluşur. Bu CPU’lar, hesaplama düğümleri ve bellekten oluşan gruplara sahiptir. Süper bilgisayarlar, sorunları çözmek için birbirleriyle iletişim kurmak için paralel işleme kullanan binlerce düğümden oluşabilir.
En büyük ve en güçlü süper bilgisayarlar, paralel işleme gerçekleştiren birden çok paralel bilgisayardır. Paralel işlemenin iki yöntemi vardır: simetrik çoklu işleme ve büyük paralel işleme. Bazı durumlarda, süper bilgisayarlar dağıtılır, yani tüm CPU’ları tek bir yere koymak yerine farklı konumlardaki birden fazla bireysel bilgisayardan güç alırlar.
Bir süper bilgisayarın işlem hızı, PETAFLOP veya PFLOPS olarak da bilinen, saniyede katrilyon kayan nokta işlemiyle ölçülür.
Süper Bilgisayarlar Ne İşe Yarar? Nerede Kullanılır?
Süper bilgisayarlar, tipik hedef bilgisayarlarla mümkün olmayan kaynak yoğun hesaplamalar gerçekleştirir. Mühendislik ve bilişim alanındaki uygulamaları düzenli olarak aşağıdaki gibi çalıştırırlar:
- Hava Tahmini: Şiddetli fırtına ve sellerin etkisini tahmin etmek.
- Petrol ve Gaz Arama: Petrol rezervlerini bulmak ve geliştirmek için çok sayıda jeofiziksel sismik veri toplamak.
- Moleküler Modelleme: Kimyasal bileşiklerin ve kristallerin yapılarının ve özelliklerinin hesaplanması ve analizi.
- Simülasyon: Süpernova modelleme ve evrenin doğuşu gibi fiziksel simülasyonlar.
- Aerodinamik: En düşük sürtünme katsayısına sahip bir araba tasarlamak gibi.
- Nükleer Füzyon Araştırması: Plazma reaksiyonlarından enerji elde eden bir nükleer füzyon reaktörü inşa etmek.
- Tıbbi Araştırmalar: Yeni kanser ilaçları geliştirmek, opioid bağımlılığına katkıda bulunan genetik faktörleri anlamak ve COVID-19 için tedaviler bulmak.
- Malzeme Tanımlama: Üretim için yeni malzemeler bulmak için yeni nesil malzemelerin belirlenmesi.
- Düşünmek – Kriptoanaliz: Nasıl çalıştıklarını anlamak ve onları yenmenin yollarını bulmak için rakamların, sayıların ve kriptosistemlerin metinlerini analiz etmek.
Herhangi bir bilgisayar gibi, süper bilgisayarlar gerçekliği taklit etmek için kullanılır, ancak daha büyük ölçekte. Bazı süper bilgisayar işlevleri, bulut bilişim kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Süper bilgisayarlar gibi, bulut bilişim de bir PC ile imkansız olan performansı elde etmek için birden fazla işlemcinin gücünü birleştirir.
Normal Bilgisayarlar ve Süper Bilgisayarlar Arasındaki Farklar?
İşlemci gücü, süper bilgisayarlar ve genel amaçlı bilgi işlem sistemleri arasındaki temel farktır. Bir süper bilgisayar 100 PFLOPS yapabilir. Tipik bir genel amaçlı bilgisayar, yalnızca yüzlerce gigaflop ila onlarca teraflop üretebilir.
Süper bilgisayarlar çok fazla enerji tüketir. Sonuç olarak, soğutma sistemlerinde depolanması gereken büyük miktarda ısı üretirler.
Süper bilgisayarlar ve genel amaçlı bilgisayarlar, kuantum fiziği ilkeleri üzerinde çalışan kuantum bilgisayarlardan farklıdır.
Süper Bilgisayarların Geleceği?
Süper bilgisayar ve yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) pazarı, Amazon Web Services, Microsoft ve Nvidia gibi birçok satıcının kendi süper bilgisayarlarını geliştirmesiyle büyüyor. Yapay zeka yetenekleri, tahmine dayalı tıptan üretime kadar her sektöre girdikçe HPC daha da önemli hale geldi. Hyperion Research, 2020’de süper bilgisayar pazarının 2024 yılına kadar 46 milyar dolar değerinde olacağını tahmin ediyor.
Süper bilgisayar pazarının mevcut odak noktası, exascale işlem gücü yarışıdır. Exascale bilgi işlem, en yeni süper bilgisayarları bile aşan yeni olanaklar getirebilir. Exascale süper bilgisayarların, nöronlar ve sinapslar dahil olmak üzere insan beyninin tam bir modelini modelleyebilmesi bekleniyor. Bunun nöromorfik hesaplama alanında büyük etkileri vardır.
Bilgi işlem gücü gelişmeye devam ettikçe, yüzlerce exaflop’lu süper bilgisayarlar gerçek olacak. Yapay zeka kurumsal bilgi işlemde daha büyük bir rol oynadığı için süper bilgisayarlar daha yaygın hale geldi.
Türkiye’de Süper Bilgisayar?
Türkiye’de süper bilgisayar ilk olarak 2004 yılında Devlet Planlama Teşkilatı tarafından desteklenen Ulusal Yüksek Performanslı Bilgi İşlem Merkezi projesi ile HP teknolojisi kullanılarak bir süper bilgisayar geliştirildi ve 2006 yılında Top500’e 353. sıradan girmeyi başardı.
Bu alandaki en ileri çalışmalar İstanbul Teknik Üniversitesi‘nde yapılmıştır. Dolayısıyla İTÜ girişimleri arasında Tübitak bünyesinde TR-GRID adlı bir süper bilgisayar projesi de yer alıyor.