Süper bilgisayarlar nedir ve ne işe yarar?

1976 yapımı Cray-1 süper bilgisayarından 2.4 milyon çekirdeğe sahip Summit’e giden uzun yol

Süper bilgisayarlar nedir ve ne işe yarar? Süper bilgisayarlar, 90'larda ABD, Çin ve diğerlerinin en hızlı bilgisayarı elde etmek için birbirleriyle kıyasıya yarıştığı bir alandı. Yarış bugünlerde biraz yavaşlarken, bu canavar bilgisayarlar hala dünyanın sorunlarının çoğunu çözmek için kullanılıyorlar. Moore Yasası (bilgisayar gücünün iki yılda bir kabaca ikiye katlandığını belirten eski bir gözlem) bilgisayar donanımlarını sınırlamaya başladığından, çözülmeye çalışılan sorunların karmaşıklığı da artıyor.

Süper bilgisayarlar nedir ve ne işe yarar?

Süper bilgisayarlar önceleri oldukça küçük olsalar da, bugünlerde tüm sistemlerin birbirine bağlı bulunduğu büyük depoları doldurabiliyorlar. Peki bu bilgisayarları "süper" kılan nedir? "Süper bilgisayar" terimi, basit dizüstü bilgisayarınızdan çok daha güçlü, devasa bir bilgisayarı ifade eder. Süper bilgisayarlar, hepsi bir görevi yerine getirmek için birbirine bağlanmış binlerce küçük bilgisayardan oluşur.

Milyonlarca çekirdeğe sahip Summit süper bilgisayarı

Veri merkezindeki her bir işlemci ya da CPU çekirdeği muhtemelen masaüstü bilgisayarınızdan daha yavaş çalışır. Ancak bu bilgisayarı bu kadar verimli kılan her bir sistemin bir diğerine bağlanmış olmasıdır. Bu ölçekte bilgisayarların gerektirdiği ağ bağlantısı ve özel donanım ihtiyacını gidermek, her bir bilgisayarı aynı ağa bağlamak kadar basit değildir. Yine de süper bilgisayarları bu şekilde düşündüğünüzde resmin çok da dışına çıkmış olmazsınız.

Süper bilgisayarlarda her görev diğer sistemle paralel şekilde yürütülür. Bu yüzden bir süper bilgisayarı oyunlarınızı saniyede bir milyon karede çalıştırmak için kullanamazsınız. Paralel hesaplama genellikle çok işlem gücü isteyen görevleri daha çabuk tamamlamak için iyidir.

Süper bilgisayarlar FLOPS ya da Saniye Başına Kayan Nokta İşlemleri cinsinden ölçülür ve temelde bir matematiği ne kadar hızlı yaptığını gösterir. Şu anda en hızlı olan süper bilgisayar, çoğu kişinin alışkın olduğu "Giga"dan milyon kez daha hızlı olan 200 PetaFLOPS'a ulaşabilen IBM Summit'tir. Güncel en hızlı süper bilgisayar listesi için şu sayfaya göz atabilirsiniz: https://www.top500.org/lists/2018/11/

Süper bilgisayarlar ne için kullanılır?

Çoğunlukla bilim. Süper bilgisayarlar, hesaplama biliminin bel kemiğidir. Tıp alanında kanser araştırmaları için protein katlama simülasyonları, fizikte büyük mühendislik projeleri ve teorik hesaplamalar için simülasyonlar ve hatta borsa piyasasında yatırımcılara üstünlük kazandırmak için finansta kullanılıyorlar.

Süper bilgisayarlar
Süper bilgisayarlar hava durumu haritalarının üç boyutlu çizimini yapar

Belki de ortalama bir insana en fazla fayda sağlayan işlerden biri hava modellemesidir. Çarşamba günü bir paltoya ve şemsiyeye ihtiyacınız olup olmayacağını kesin olarak tahmin etmek insanlık için şaşırtıcı derecede zor bir iştir. Bugünün devasa süper bilgisayarlarının bile büyük bir hassasiyetle yerine getiremediği bir şeydir. Tam hava modellemesi yapmak için PetaFLOPS'tan iki kat daha yüksek ve IBM'in Summit'inden 5000 kat daha hızlı olan ZettaFLOPS seviyesinde hesaplama yapan bilgisayarlara ihtiyacımız var. 2030 yılına kadar muhtemelen bu noktaya ulaşamayacağız. Ancak bizi engelleyen temel sorun donanım değil, maliyet.

Tüm bu donanımı satın almanın ya da inşa etmenin ön maliyeti yüksektir ancak gerçek maliyet elektrik faturasıdır. Süper bilgisayarların çoğu, her yıl sadece çalışmaya devam etmek için milyonlarca dolar değerinde güç harcıyor (ortalama 9 bin kW). Teorik olarak kaç süper bilgisayar odasının birbirine bağlanabileceği konusunda bir sınır yokken, şimdilik yalnızca dünyanın mevcut sorunlarını çözecek kadar büyük süper bilgisayarlar üretiyoruz.

Gelecekte her evde bir süper bilgisayar olacak mı?

Bir anlamda zaten bulunuyor. Günümüzde pek çok masaüstü eski süper bilgisayarların gücüne rakip. Ortalama bir akıllı telefon bile 1976 yapımı Cray-1'den daha yüksek performans sunuyor. Yani geçmişe bakarak geleceğe dair bir tahminde bulunmak zor değil. Ancak bu durum büyük ölçüde ortalama CPU gücünün yıllar içinde çok daha hızlı şekilde artması nedeniyle yaşandı. Bu artış artık o kadar hızlı gerçekleşmiyor.

Süper bilgisayarlar
Dünyanın en hızlı süper bilgisayarı, Summit

Son zamanlarda, Moore'un yasası ile paralel şekilde, transistörlerin ne kadar daha küçülebileceğinin sınırlarına yaklaşıyoruz. Bu da CPU'ların ya da işlemcilerin daha hızlı hale gelmesine engel oluyor. O nedenle hem masaüstü bilgisayarlar hem de genel olarak mobil cihazlarda şu an için yonga başına daha fazla çekirdek sunularak devam edilmeye çalışılıyor.

Ancak ortalama bir kullanıcının bundan etkileneceğini düşünmek zor. Sonuçta internete göz atmak için bir süper bilgisayara ihtiyacınız yok ve çoğu insan bodrumlarında protein katlama simülasyonları oynatmıyor. Günümüzün son tüketici donanımları performans anlamında normal bilgisayar kullanımının çok ötesindeler. Genellikle 3B görüntü oluşturma ve kod derleme gibi, bu güçten yararlanan belirli işler için tercih ediliyorlar.

Yani hayır, muhtemelen evinizde bir tane süper bilgisayar bulunmayacak. Telefonlar ve tabletler şu anda masaüstü performansına yaklaşmakla meşgul olduğundan bu aslında daha ilginç bir gelişme. Önümüzdeki yıllarda performans ve hesaplama anlamında en büyük gelişmeler mobil alanda yaşanacak.

Türkiye'de süper bilgisayarlar

Süper bilgisayar anlamında Türkiye'de teknolojinin diğer her alanında olduğu gibi hiçbir gelişme yaşanmıyor. 2007 yılında İTÜ tarafından başlatılan Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi projesi kapsamında Türkiye'nin ilk süper bilgisayarı olan HP marka 560 çekirdekli bir sistem kullanılmaya başlandı. Diğer her süper bilgisayar gibi İTÜ bu sistemden akademik ve endüstriyel araştırmalar için yararlandı. Bilgisayar 2007 yılında en hızlı 500 süper bilgisayar arasında 240. sırada yer alırken bugün ilk 500 içerisinden çıkmış durumda. Bunun nedeni elbette yetersiz yatırımlar. Rekabetin ne kadar ileri boyutlara ulaştığını daha iyi anlamak için Amerika'nın 2.4 milyon çekirdekli süper bilgisayarı yazısına göz atabilirsiniz.

Süper bilgisayarlar nedir ve ne işe yarar yazımız burada son buldu. Daha fazla içerik için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz: https://2ladd.com/k/bilim-teknoloji