Süper bilgisayar

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
1950'li yılların başında, bir bilgisayar eşzamanlı 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.

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

 Kullanım Alanı ve Mainframe ile arasındaki Fark 
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 
Yalnızca süper bilgisayarlarda kullanılmak üzere bazı teknolojiler geliştirilmiştir. Vektör işleme, sıvı soğutma, nonuniform bellek erişimi, paralel dosya sistemleri bu teknolojilerden bazılarıdır.

 İşletim sistemi 
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.
küçükresim|sağ|upright=1.82|Süper bilgisayarlarda çok büyük oranda bir Linux sürümü kullanılır.

 En hızlı süper bilgisayar sistemi  
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.

 Günümüzdeki Süper Bilgisayarlar 
küçükresim|IBM Roadrunner - LANL |sağ|upright=1.36
küçükresim|sağ|upright=1.36|En hızlı 500 süper bilgisayarın MİB mimarileri.
sağ|küçükresim|Bir BlueGene/L kabini

 Yıl  Süper bilgisayar  En yüksek hız(Rmax)  Yer1938Zuse Z11 OPSKonrad Zuse, Berlin, Almanya1941Zuse Z320 OPSKonrad Zuse, Berlin, Almanya1943Colossus 15 kOPSPost Office Research Station, Bletchley Park, UK1944Colossus 2 (Single Processor)25 kOPSPost Office Research Station, Bletchley Park, UK1946Colossus 2 (Parallel Processor)50 kOPSPost Office Research Station, Bletchley Park, UK1946 UPenn ENIAC(before 1948+ modifications) 5 kOPSDepartment of WarAberdeen Proving Ground, Maryland, ABD1954IBM NORC67 kOPSDepartment of DefenseU.S. Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia, ABD1956MIT TX-083 kOPSMassachusetts Inst. of Technology, Lexington, Massachusetts, ABD1958IBM AN/FSQ-7400 kOPS25 U.S. Air Force sites across the continental USA and 1 site in Kanada (52 computers)1960UNIVAC LARC250 kFLOPS Atomic Energy Commission (AEC)Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD1961IBM 7030 "Stretch"1.2 MFLOPSAEC-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, ABD1964CDC 66003 MFLOPSAEC-Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD1969CDC 760036 MFLOPS1974CDC STAR-100100 MFLOPS1975Burroughs ILLIAC IV150 MFLOPSNASA Ames Research Center, Kaliforniya, ABD1976Cray-1250 MFLOPSEnergy Research and Development Administration (ERDA)Los Alamos National Laboratory, New Mexico, ABD (80+ sold worldwide)1981CDC Cyber 205400 MFLOPS(~40 systems worldwide)1983Cray X-MP/4941 MFLOPSU.S. Department of Energy (DoE)Los Alamos National Laboratory; Lawrence Livermore National Laboratory; Battelle; Boeing1984M-132.4 GFLOPSScientific Research Institute of Computer Complexes, Moskova, USSR1985Cray-2/83.9 GFLOPSDoE-Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD1989ETA10-G/810.3 GFLOPSFlorida State University, Florida, ABD1990NEC SX-3/44R23.2 GFLOPSNEC Fuchu Plant, Fuchū, Tokyo, Japonya1993Thinking Machines CM-5/102459.7 GFLOPSDoE-Los Alamos National Laboratory; National Security AgencyFujitsu Numerical Wind Tunnel124.50 GFLOPSNational Aerospace Laboratory, Tokyo, JaponyaIntel Paragon XP/S 140143.40 GFLOPSDoE-Sandia National Laboratories, New Mexico, ABD1994Fujitsu Numerical Wind Tunnel170.40 GFLOPSNational Aerospace Laboratory, Tokyo, Japonya1996Hitachi SR2201/1024220.4 GFLOPSUniversity of Tokyo, JaponyaHitachi/Tsukuba CP-PACS/2048368.2 GFLOPSCenter for Computational Physics, University of Tsukuba, Tsukuba, Japonya1997Intel ASCI Red/91521.338 TFLOPSDoE-Sandia National Laboratories, New Mexico, ABD1999Intel ASCI Red/96322.3796 TFLOPS2000IBM ASCI White7.226 TFLOPSDoE-Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD2002NEC Earth Simulator35.86 TFLOPSEarth Simulator Center, Yokohama, Japonya2004IBM Blue Gene/L70.72 TFLOPS DoE/IBM Rochester, Minnesota, ABD2005136.8 TFLOPS DoE/U.S. National Nuclear Security Administration,Lawrence Livermore National Laboratory, Kaliforniya, ABD280.6 TFLOPS 2007478.2 TFLOPS 2008IBM Roadrunner1.026 PFLOPSDoE-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, ABD1.105 PFLOPS2009Cray Jaguar1.759 PFLOPSDoE-Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, ABD2010Tianjin - 1A2.566 TFLOPSNational Supercomputing Center, Tianjin, China2011K Computer10.510 TFLOPSRIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS), Japan2012Titan17.590 TFLOPSDOE/SC/Oak Ridge National Laboratory, United States2013Tianhe-233.862 TFLOPSNational Super Computer Center, Guangzhou, China2014Tianhe-233.862 TFLOPSNational Super Computer Center, Guangzhou, China

 Türkiye'de süper bilgisayarlar 
Türkiye'de bu alanda İTÜ UYBHM ve Harran Üniversitesi HarranHPC  tarafından çalışmalar yapmaktadır.
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 
 İTÜ Ulusal Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi
HarranHPC Harran Üniversitesi Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi 
 Bilgisayar
 Kişisel bilgisayar
 Linux

 Dış bağlantılar 
 En hızlı 500 süper bilgisayar
 İTÜ Ulusal Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi

 Kaynakça 


Kategori:Paralel hesaplama
Kategori:Bilgisayar kümeleri
Kategori:Amerika Birleşik Devletleri icatları