Süper bilgisayar

Vikipedi, özgür ansiklopedi

Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki IBM Blue Gene/P süper bilgisayarı "Intrepid",[1]

Süper bilgisayar basit olarak; yoğun paralel işlemciler, yüksek başarımlı vektör işlemciler ve öbek bilgisayarların oluşturduğu sistem (her bileşen olmak zorunda değil) olarak tanımlanabilir. Süper bilgisayarlar bilimde, deney ve hesaplamayı birleştiren hesaplamalı bilim gibi yeni metodolojilerin oluşmasını sağlamıştır. Günümüzde süper bilgisayarlar saniyede yüzlerce trilyon işlem yapar hale gelmiştir. Örneğin, dünyanın en hızlı süper bilgisayarı saniyede 136,8 trilyon kalıcı işlemle Amerika'da Lawrance Livermore National Laboratuvary isimli ulusal laburatuarın kullanımındadır (teorik sınır bu rakamın üzerinde olup adı geçen makine için saniyede 183,5 trilyon işlemdir) Süper bilgisayarlar ilk defa 1960'larda Seymour Cray tarafından Control Data Corporation'da tasarlandı.

Tarihçe[değiştir | kaynağı değiştir]

1950'li yılların başında, bir bilgisayar eş zamanlı olarak birden fazla program çalıştıramıyordu. Her kullanıcı, bilgisayarı yalnız bir kere kullanma hakkına sahipti ve kendisine ayrılmış belirli bir sürede kullanacağı program ve delikli kâğıttan kartlar ile bir bant şeritle birlikte bilgisayarı kullanması gerekiyordu. Program makinaya yüklenir ve program sonlandırılana veya çökene kadar çalışacak şekilde ayarlanırdı. Programların hata denetimi makinanın önündeki elektrik şalterleri ve panel ışıklarıyla yapılırdı.

Günümüzde, süper bilgisayarlar genellikle özel olarak Cray, IBM gibi geleneksel firmalar tarafından üretilmektedir. 2013 Haziran'dan beri, Çin'de bulunan Tianhe-2 adlı süper bilgisayar dünyadaki en hızlı süper bilgisayardır. Bu bilgisayar 3 milyon 120 bin çekirdeğe sahip olup saniyede 33.86 katrilyon işlem yapabilmektedir. Bunun için 17.808 kW elektrik gücüne ihtiyaç duymaktadır.[2]

Türkiye'nin ilk süper bilgisayarı İstanbul Teknik Üniversitesi'nde bulunmaktadır.

Kullanım Alanı ve Mainframe ile arasındaki Fark[değiştir | kaynağı değiştir]

Büyük bilimsel çalışmalarda, nükleer enerji araştırmalarında, hareketli animasyonlarda, akışkanların karakteristiklerini hesaplamada ve meteoroloji gibi alanlarda gereken hesaplamalar için kullanılır. Mainframe ile arasındaki fark süper bilgisayarlar işlemci gücüne dayalı tek bir çalışmaya has iken mainframe çoklu kullanıcı yapıya sahiptir.

Yazılım ve donanım mimarileri[değiştir | kaynağı değiştir]

Yalnızca süper bilgisayarlarda kullanılmak üzere bazı teknolojiler geliştirilmiştir. Vektör işleme, sıvı soğutma, nonuniform bellek erişimi, paralel dosya sistemleri bu teknolojilerden bazılarıdır.

İşletim sistemi[değiştir | kaynağı değiştir]

Süper bilgisayarlarda en çok kullanılan işletim sistemi Linux'tur. 1980'lerin ortalarına kadar, süper bilgisayarlar genellikle komut kümesi uyumluluğunu ve şifre taşınılabilirliğini performansı için göz ardı etti. Birçok parça için, süper bilgisayarlar bu zamana kadar çok farklı işletim sistemlerine sahipti. Cray-1 genel olarak bilinmeyen en az 6 farklı özel işletim sistemine sahipti. Benzer şekilde, farklı ve uyumsuz vektörleştirme ve paralelleştirme derleyicileri Fortran için de mevcuttu. Bu eğilim bilgisayar sistemlerinin benimsenmesi ve Cray-1 ve Cray X-MP arasındaki ilk komut kümesi uyumluluğu olmasaydı Cray's Unicos veya Linux gibi ETA-10 ile devam edecekti.

Süper bilgisayarlarda çok büyük oranda bir Linux sürümü kullanılır.[3]

En hızlı süper bilgisayar sistemi[değiştir | kaynağı değiştir]

2021 yılından itibaren RIKENde bulunan itibaren ARM mimarili Japon Fugaku, Amerikan Summiti geçerek TOP500 listesinde birinciliği almıştır. 150.000'i aşkın Fujitsu A64FX işlemciye sahiptir ve 28,3 MW'lık bir güç tüketimine sahiptir. Projenin yaklaşık maliyeti 1 milyar amerikan dolarıdır.[4]

Günümüzdeki Süper Bilgisayarlar[değiştir | kaynağı değiştir]

IBM Roadrunner - LANL
En hızlı 500 süper bilgisayarın MİB mimarileri.
Bir BlueGene/L kabini
Yıl Süper bilgisayar En yüksek hız
(Rmax)		 Yer
1938 Zuse Z1 1 OPS Konrad Zuse, Berlin, Almanya
1941 Zuse Z3 20 OPS Konrad Zuse, Berlin, Almanya
1943 Colossus 1 5 kOPS Post Office Research Station, Bletchley Park, UK
1944 Colossus 2 (Single Processor) 25 kOPS Post Office Research Station, Bletchley Park, UK
1946 Colossus 2 (Parallel Processor) 50 kOPS Post Office Research Station, Bletchley Park, UK
1946
  		UPenn ENIAC
(before 1948+ modifications) 		5 kOPS Department of War
Aberdeen Proving Ground, Maryland, ABD
1954 IBM NORC 67 kOPS Department of Defense
U.S. Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia, ABD
1956 MIT TX-0 83 kOPS Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, Massachusetts, ABD
1958 IBM AN/FSQ-7 400 kOPS 25 U.S. Air Force sites across the continental USA and 1 site in Kanada (52 computers)
1960 UNIVAC LARC 250 kFLOPS Atomic Energy Commission (AEC)
Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD
1961 IBM 7030 "Stretch" 1.2 MFLOPS AEC-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, ABD
1964 CDC 6600 3 MFLOPS AEC-Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD
1969 CDC 7600 36 MFLOPS
1974 CDC STAR-100 100 MFLOPS
1975 Burroughs ILLIAC IV 150 MFLOPS NASA Ames Research Center, Kaliforniya, ABD
1976 Cray-1 250 MFLOPS Energy Research and Development Administration (ERDA)
Los Alamos National Laboratory, New Mexico, ABD (80+ sold worldwide)
1981 CDC Cyber 205 400 MFLOPS (~40 systems worldwide)
1983 Cray X-MP/4 941 MFLOPS U.S. Department of Energy (DoE)
Los Alamos National Laboratory; Lawrence Livermore National Laboratory; Battelle; Boeing
1984 M-13 2.4 GFLOPS Scientific Research Institute of Computer Complexes, Moskova, USSR
1985 Cray-2/8 3.9 GFLOPS DoE-Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD
1989 ETA10-G/8 10.3 GFLOPS Florida State University, Florida, ABD
1990 NEC SX-3/44R 23.2 GFLOPS NEC Fuchu Plant, Fuchū, Tokyo, Japonya
1993 Thinking Machines CM-5/1024 59.7 GFLOPS DoE-Los Alamos National Laboratory; National Security Agency
Fujitsu Numerical Wind Tunnel 124.50 GFLOPS National Aerospace Laboratory, Tokyo, Japonya
Intel Paragon XP/S 140 143.40 GFLOPS DoE-Sandia National Laboratories, New Mexico, ABD
1994 Fujitsu Numerical Wind Tunnel 170.40 GFLOPS National Aerospace Laboratory, Tokyo, Japonya
1996 Hitachi SR2201/1024 220.4 GFLOPS University of Tokyo, Japonya
Hitachi/Tsukuba CP-PACS/2048 368.2 GFLOPS Center for Computational Physics, University of Tsukuba, Tsukuba, Japonya
1997 Intel ASCI Red/9152 1.338 TFLOPS DoE-Sandia National Laboratories, New Mexico, ABD
1999 Intel ASCI Red/9632 2.3796 TFLOPS
2000 IBM ASCI White 7.226 TFLOPS DoE-Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD
2002 NEC Earth Simulator 35.86 TFLOPS Earth Simulator Center, Yokohama, Japonya
2004 IBM Blue Gene/L 70.72 TFLOPS DoE/IBM Rochester, Minnesota, ABD
2005 136.8 TFLOPS DoE/U.S. National Nuclear Security Administration,
Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD
280.6 TFLOPS
2007 478.2 TFLOPS
2008 IBM Roadrunner 1.026 PFLOPS DoE-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, ABD
1.105 PFLOPS
2009 Cray Jaguar 1.759 PFLOPS DoE-Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, ABD
2010 Tianjin - 1A 2.566 TFLOPS National Supercomputing Center, Tianjin, China
2011 K Computer 10.510 TFLOPS RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS), Japan
2012 Titan 17.590 TFLOPS DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory, United States
2013 Tianhe-2 33.862 TFLOPS National Super Computer Center, Guangzhou, China
2014 Tianhe-2 33.862 TFLOPS National Super Computer Center, Guangzhou, China

Türkiye'de süper bilgisayarlar[değiştir | kaynağı değiştir]

Türkiye'de bu alanda İTÜ UYBHM ve Harran Üniversitesi HarranHPC 25 Ocak 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. tarafından çalışmalar yapmaktadır.[5] Ulusal Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi Projesi’nde yer alan süper bilgisayarlar, birçok işlemciden oluşmakta ve saniyede trilyonlarca işlem yapabilmektedir. Kamu kaynakları (DPT) ile gerçekleştirilen bu projeler sayesinde, akademik ve endüstriyel araştırmalara hesaplama gücü sunmanın ötesinde bu alanda uzman insan kaynağı ve bilgi birikiminin sağlanması, yüksek başarımlı bilişim uygulamaları için bir sinerji merkezi oluşturulması sağlanmaktadır.

İTÜ UYBHM'nin de katkısı ile TÜBİTAK ULAKBİM bünyesinde TR-GRID adlı bir süper bilgisayar girişimi daha başlatılmıştır.

Ayrıca bakınız[değiştir | kaynağı değiştir]

Dış bağlantılar[değiştir | kaynağı değiştir]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ "IBM Blue gene announcement". 15 Haziran 2018 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 28 Ağustos 2018. 
  2. ^ "Haziran 2013 Top500". 14 Haziran 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Temmuz 2014. 
  3. ^ "Top500 OS chart". 5 Mart 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Eylül 2010. 
  4. ^ "NOVEMBER 2020". 2020. 11 Mayıs 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  5. ^ "Arşivlenmiş kopya". 15 Ekim 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 5 Eylül 2010. 
"https://tr.wikipedia.org/w/index.php?title=Süper_bilgisayar&oldid=30830422" sayfasından alınmıştır