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 Laboratuary isimli ulusal laburatuarın kullanımındadır (teorik sınır bu rakamın üzerinde olup adı geçen makina 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 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 kağıttan 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.[1]
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.
En hızlı süper bilgisayar sistemi
Tianhe-1A en hızlı süper bilgisayar olarak Üst 500 listesinde yer almaktadır. Çin'de üretilen bu bilgisayar, InfiniBand bildirildiğine göre iki kat hız ile 14.336 Intel Xeon işlemci ve 7168 Nvidia Tesla M2050 GPU'larından oluşur.[3] Tianhe-1A açıklıklı 103 kabini ile 155 ton ağırlığındadır ve 4,04 megavat elektrik tüketir.[4]
Günümüzdeki Süper Bilgisayarlar
| Yıl | Süper bilgisayar | En yüksek hız (Rmax) | Yer |
|---|---|---|---|
| 1938 | Zuse Z1 | 1 OPS | Konrad Zuse, Berlin, Germany |
| 1941 | Zuse Z3 | 20 OPS | Konrad Zuse, Berlin, Germany |
| 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, USA |
| 1954 | IBM NORC | 67 kOPS | Department of Defense U.S. Naval Proving Ground, Dahlgren, Virginia, USA |
| 1956 | MIT TX-0 | 83 kOPS | Massachusetts Inst. of Technology, Lexington, Massachusetts, USA |
| 1958 | IBM AN/FSQ-7 | 400 kOPS | 25 U.S. Air Force sites across the continental USA and 1 site in Canada (52 computers) |
| 1960 | UNIVAC LARC | 250 kFLOPS | Atomic Energy Commission (AEC) Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA |
| 1961 | IBM 7030 "Stretch" | 1.2 MFLOPS | AEC-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, USA |
| 1964 | CDC 6600 | 3 MFLOPS | AEC-Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA |
| 1969 | CDC 7600 | 36 MFLOPS | |
| 1974 | CDC STAR-100 | 100 MFLOPS | |
| 1975 | Burroughs ILLIAC IV | 150 MFLOPS | NASA Ames Research Center, California, USA |
| 1976 | Cray-1 | 250 MFLOPS | Energy Research and Development Administration (ERDA) Los Alamos National Laboratory, New Mexico, USA (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, California, USA |
| 1989 | ETA10-G/8 | 10.3 GFLOPS | Florida State University, Florida, USA |
| 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, USA | |
| 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, USA |
| 1999 | Intel ASCI Red/9632 | 2.3796 TFLOPS | |
| 2000 | IBM ASCI White | 7.226 TFLOPS | DoE-Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA |
| 2002 | NEC Earth Simulator | 35.86 TFLOPS | Earth Simulator Center, Yokohama, Japonya |
| 2004 | IBM Blue Gene/L | 70.72 TFLOPS | DoE/IBM Rochester, Minnesota, USA |
| 2005 | 136.8 TFLOPS | DoE/U.S. National Nuclear Security Administration, Lawrence Livermore National Laboratory, California, USA | |
| 280.6 TFLOPS | |||
| 2007 | 478.2 TFLOPS | ||
| 2008 | IBM Roadrunner | 1.026 PFLOPS | DoE-Los Alamos National Laboratory, New Mexico, USA |
| 1.105 PFLOPS | |||
| 2009 | Cray Jaguar | 1.759 PFLOPS | DoE-Oak Ridge National Laboratory, Tennessee, USA |
| 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
Türkiye'de bu alanda İTÜ UYBHM çalışmalar yapmaktadır.[5] Ulusal Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi Projesi’nde yer alan süperbilgisayar, 560 işlemciden oluşmakta ve saniyede 1 trilyon işlem yapabilmektedir. Kamu kaynakları (DPT) ile gerçekleştirilen bu proje 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 sağlanıyor.
İTÜ UYBHM'nin de katkısı ile TÜBİTAK ULAKBİM bünyesinde TR-GRID adlı bir süper bilgisayar girişimi daha başlatılmıştır.
Ayrıca bakınız
Dış bağlantılar
Kaynaklar
- ↑ Haziran 2013 Top500
- ↑ Top500 OS chart
- ↑ "Nvidia helps China to supercomputer crown". cnet.com. 27. 7 Haziran 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20130607234735/http://news.cnet.com/8301-13924_3-20020991-64.html.
- ↑ "China dethrones US, makes World's fastest supercomputer". ibtimes.com. 28. 15 Temmuz 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi. http://web.archive.org/web/20120715062712/http://www.ibtimes.com/articles/76731/20101028/tianhe-1a-tianhe-supercomputer-fastest-supercomputer-china-us-nvidia-amd-gpum-cpu-chip-semiconductor.htm.
- ↑ http://uybhm.itu.edu.tr/inner/hakkimizda.html
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||