Tanımı ve Tarihçesi

İlk süperbilgisayar olarak kabul edilen CDC 6600, 1964 yılında geliştirilmiştir. Bugünün süperbilgisayarları ise saniyede katrilyonlarca işlem (PFLOPS) yapabilir hale gelmiştir.

Bilgisayarlardan Farkı

Standart bilgisayarlar günlük kullanım için tasarlanmıştır. Süperbilgisayarlar ise binlerce işlemci çekirdeği ile aynı anda çalışarak inanılmaz hızda veri işleyebilir.

Süperbilgisayarların Mimarisi

Bir süperbilgisayarın gücünü, donanım altyapısı ve işlemci mimarisi belirler.

Paralel İşlemci Yapısı

Süperbilgisayarlar paralel işlem mimarisi kullanır. Bu, aynı anda milyonlarca küçük işlemi birden fazla işlemcide yürütmek anlamına gelir.

Donanım Altyapısı

CPU ve GPU’lar: Genellikle hem yüksek frekanslı CPU’lar hem de çok çekirdekli GPU’lar bir arada kullanılır.
RAM: Terabayt düzeyinde RAM bulunur.
Depolama: Petabayt düzeyinde SSD ve HDD kullanılır.

Soğutma ve Enerji Yönetimi

Süperbilgisayarlar yoğun enerji tüketir. Bu nedenle su soğutmalı sistemler ya da sıvı azot gibi gelişmiş soğutma yöntemleri kullanılır.

İşletim Sistemleri ve Yazılım Desteği

Süperbilgisayarlar özel işletim sistemleri ve yazılımlar ile yönetilir.

Özel Linux Sürümleri

En yaygın kullanılan işletim sistemi Linux’un özelleştirilmiş sürümleridir. Örneğin, Cray Linux Environment veya Red Hat HPC sistemleri.

Yük Dengeleme ve Görev Zamanlayıcılar

Yüz binlerce işlemciyi etkin kullanmak için SLURM, PBS gibi görev zamanlayıcı sistemleri gereklidir.

Mesaj Geçirme Arayüzü: MPI ve OpenMP

İşlemciler arası veri paylaşımı için MPI (Message Passing Interface) ve OpenMP gibi protokoller kullanılır. Bu yazılımlar yüksek verimlilik sağlar.

Süperbilgisayarların Kullanım Alanları

Hava Tahmini ve İklim Modellemesi

Büyük hava olaylarını modellemek için petabaytlık veriler anlık işlenir. Örnek: ECMWF (Avrupa Orta Vadeli Hava Tahmin Merkezi), süperbilgisayar kullanır. (ecmwf.int)

Moleküler Simülasyonlar ve İlaç Geliştirme

COVID-19 aşısı gibi biyolojik moleküllerin simülasyonu süperbilgisayarlar ile yapılır.

Nükleer Araştırmalar ve Kuantum Fiziği

Parçacık hızlandırıcılar, nükleer reaksiyonlar ve yüksek enerji fiziği çalışmaları süperbilgisayar desteğiyle yapılır.

Dünyadaki Önde Gelen Süperbilgisayarlar (2025 Verisi)

Frontier – ABD

Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı tarafından geliştirildi. 2025 itibariyle exascale seviyesine ulaşan ilk sistemdir.

Fugaku – Japonya

RIKEN tarafından geliştirilen Fugaku, ARM mimarisi ile çalışan ilk üst düzey süperbilgisayardır.

LUMI – Avrupa

Avrupa Birliği tarafından desteklenen bu sistem, iklim modellemesi ve yapay zeka uygulamaları için geliştirilmiştir.

FLOPS Nedir ve Neden Önemlidir?

Hesaplama Gücünü Ölçen Metrikler

FLOPS (Floating Point Operations Per Second), süperbilgisayarların işlem gücünü ölçmekte kullanılan temel metriktir.

FLOPS, TFLOPS ve PFLOPS Farkları

GFLOPS: Milyarlarca işlem/saniye
TFLOPS: Trilyonlarca işlem/saniye
PFLOPS: Katrilyonlarca işlem/saniye
ExaFLOPS: Kentilyonlarca işlem/saniye

Türkiye’de Süperbilgisayar Çalışmaları

TÜBİTAK ULAKBİM – TRUBA

Türkiye’deki en büyük süperbilgisayar altyapısıdır. Akademik araştırmalarda kullanılmak üzere geliştirilen TRUBA, yüksek performanslı hesaplama sağlar. 👉 https://www.ulakbim.gov.tr/truba

Üniversitelerdeki Altyapılar

ODTÜ, İTÜ ve Boğaziçi Üniversitesi gibi üniversitelerde süperbilgisayar destekli araştırmalar yapılmaktadır.

Geleceğin Süperbilgisayar Teknolojileri

Exascale Computing

Bir exaflop = 1 kentilyon işlem/saniye. Frontier ve Aurora gibi sistemler bu seviyeye ulaşmıştır.

Kuantum Bilgisayarların Etkisi

Süperbilgisayarlar klasik hesaplama sınırına yaklaşırken, kuantum bilgisayarlar yepyeni bir çağın kapısını aralamaktadır.

Sık Sorulan Sorular (SSS)

Süperbilgisayarlar ne kadar büyük?

Bir basketbol sahası büyüklüğünde olabilirler.

Kimler süperbilgisayarları kullanabilir?

Genellikle üniversiteler, devlet araştırma kurumları ve büyük şirketler.

Oyun oynanabilir mi?

Hayır, bu sistemler oyun için değil; bilimsel hesaplamalar için optimize edilmiştir.

Bir süperbilgisayar ne kadar enerji harcar?

Yıllık enerji tüketimi küçük bir kasabanınkine eşdeğer olabilir.

Türkiye’de erişim mümkün mü?

Akademik projeler için TRUBA sistemine başvurulabilir.

Ne kadar hızlı veri işleyebilir?

En üst seviye sistemler saniyede exaFLOPS düzeyinde işlem yapabilir.

Geleceği Şekillendiren Makineler

Süperbilgisayarlar, günümüz teknolojisinin zirvesini temsil ediyor. Bu devasa sistemler; iklim değişikliği, hastalık modellemeleri, evrenin yapısı gibi konularda insanlığa hizmet ediyor. Türkiye’de de gelişmekte olan altyapılar, bu teknolojilerin daha erişilebilir olmasını sağlıyor.

🔗 Faydalı Kaynaklar:

Süperbilgisayarlar Nasıl Çalışıyor?