Süper bilgisayar nedir? Kullanım alanları nelerdir?

Süper bilgisayar, normal bilgisayarların aksine performans ve verimlilik olarak en yüksek bilgisayar türüdür. Bu bilgisayarların gerçek uygulama alanı fiziksel, biyolojik ve diğer işlemlerin matematiksel modellenmesidir. İnsanların kafasındaki süper bilgisayar, dakikalar içinde büyük miktarda veri ve bilgi üretebilen çok akıllı bir makinedir. Görevleri modelleme olan süper bilgisayarların kullanımına geçiş, geliştirme sürecinin hız ve verimliliğinde yeni bir yoldur, bu nedenle çalışmalarında süper bilgisayar kullanan araştırma ekipleri ve özel şirketler sürekli artmaktadır.

Süper bilgisayarlar, diğer bilgisayarların tamamlanması günler hatta haftalar alacağı saniye cinsinden işlem yapabilir. Ayrıca servis edilir ve bulundukları son derece serin oda ile birlikte özel bir işleme ihtiyaç duyarlar. Çok fazla enerji harcarlar ve çok sayıda mikro işlemcilerinden dolayı çok yüksek işlem hızlarına sahiptirler.

Süper bilgisayar, büyük miktarda verinin kısa sürede işlenmesi gereken durumlarda ve aynı anda gerçekleştirilen işlemleri simüle eden durumlarda kullanılır.

Süper bilgisayarların yardımıyla modelleme, hem tamamen bilimsel olan (doğal süreçlerin modellenmesi, uzay araştırmaları, nükleer patlamaların modellenmesi, biyolojide araştırma, insan organlarının çalışmalarının modellenmesi, farmakoloji ve diğer birçok alanda) çeşitli projelerde, hem de oldukça uygulamalı alanlarda örneğin, bir otomobil için yeni bir motor modeli çalıştırmak, deformasyon işlemlerini, sıcaklık koşullarını vb. modellemek daha kolay hale geliyor. Ayrıca, süper bilgisayarlar, sorunların çözümünü sayısal yöntemlerle önemli ölçüde hızlandırır.

Süper bilgisayar simülasyonlarını kimler kullanıyor?

Bilgisayar modellemesi, yeni teknolojilerin ve ürünlerin geliştirilmesinde yer alan şirketlerin büyük çoğunluğu tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır ve her durum için özel modelleme yazılımının sayısı oldukça fazladır. Doğru, bugün bile birçok şirket, yüksek performanslı sistemlerin avantajlarını tam olarak anlamamakta ve görevleri için kullanım olanaklarını keşfetmemektedir. Birçok yerde, modelleme hala iş istasyonlarında yapılmaktadır, bu yüzden proje yürütme oldukça zaman almaktadır.

Günümüzde, süper bilgisayarların kaynakları büyük ölçüde bilimsel sorunları çözmek için kullanılmaktadır ve bilimsel topluluk ana müşteridir.

Süper bilgisayarlar, biyoteknoloji (örneğin, Moskova Devlet Üniversitesi‘ndeki süper bilgisayarlar için en popüler alanlardan biridir), eczacılık, farmakoloji, aerodinamik ve aviyonik, hidrodinamik ve gemi yapımı, motor yapımı, roket motorları ve roket teknolojileri, enerji gibi çok sayıda farklı bilim alanında bilimsel hesaplamalara hizmet eder.

Süper bilgisayar pazarı 

Süper bilgisayar pazarı, genel amaçlı sunucu pazarından belirgin bir şekilde farklıdır: kendi benzersiz teknolojilerini, teknik çözümlerini, sunucu platformlarını ve yapılandırmalarını, kendi ara bağlantı türlerini (sunucular arasında iletişim vb.) kullanır.

Bu pazardaki ortalama sistem büyüklüğü göreceli olarak küçüktür: 1.000 blade sistemden oluşan bir projenin büyük olduğu düşünülmektedir. Ancak aynı zamanda, her projenin kendine özgü özellikleri vardır, çünkü müşterinin hemen hemen her yerinde özel gereksinimler ortaya çıkar: özel yapılandırmalar, özel bağlantı türleri, kendi raf tasarımı, kendi depolama yapılandırması, oda özellikleri vb. sonuç olarak, her proje müşterinin özelliklerini dikkate alarak projeyi oluşturan ayrı bir mimar ve küme çözüm mühendisleri çalışmasını gerektirir.

Biyoloji alanında kullanılan süper bilgisayarlar

Süper bilgisayarlar, sinir sisteminin ve vücudun beyninin çalışmasını simüle etmek için kullanılabilir. 2006’da İsviçre‘deki Lozan Politeknik Okulu, nöronların bu tür organizmalarda nasıl mesaj ilettiğini anlamak için fare beyninin bölümlerini görselleştirmek için bir süper bilgisayar kullandı. Ancak, bilgisayar sadece beynin küçük bir alanını gösterme yeteneğine sahipti. Ancak, bu bir buluş oldu.

Doğal afetler alanında kullanılan süper bilgisayarlar

Doğal afetlerin ölümcül etkileri, etkilerinden kaynaklanan zararı en aza indirmek için önceden tahmin edilebilir ve hesaplanabilir. Bir dereceye kadar, süper bilgisayarlar kasırgaların, kasırgaların, fırtınaların veya tsunamilerin yolunu veya yolunu tahmin edebilir. Bu, kilit kaynakların tahliye edilmesine ve yönlendirilmesine yardımcı olur. Sismik aktivite tespiti ve olası sismik dalga yollarının hesaplanması, bu tür felaketlerin nasıl önleneceğini planlamaya ve öğrenmeye yardımcı olabilir.

Araştırma alanında kullanılan süper bilgisayarlar

• Süper bilgisayarlar, kuantum fiziği ve mekaniği gibi alanlarda karmaşık denklemleri çözmek için kullanılır.
• Askeri uçaklar ve makineler için, süper bilgisayarlar, yeni makinelerin geliştirilmesine yardımcı olmak için çalışma ve model uçuş düzenlerinde aerodinamiği taklit edebilir.
• Nükleer araştırmaların test edilmesi gerekiyor, ancak gerçek patlamalar yerine, süper bilgisayarlar nükleer patlamalar ve nükleer teknolojinin erişimini teşvik eden reaksiyonları simüle etmeye yardımcı olabilir.
  Proteinler çok önemli bir biyolojik bileşendir ve moleküler yapıları 3 boyutlu yönelimdir. Vücuttaki moleküler zincir veya protein fonksiyonu değişebilir. Alzheimer hastalığı ve kistik fibroz gibi hastalıklar, proteinlerdeki bir değişiklik ile ilişkilidir, bu nedenle kusurlu proteinlerin doğasını anlamak, hastalıkların neden oluştuğunu ve bunların nasıl tedavi edileceğini öğrenmenin anahtarıdır. Protein katlanmasının simülasyonu çok karmaşıktır, bu süper bilgisayarlar için başka bir zorluktur.
• Kan akışı, yolları, hızları ve ortaya çıkabilecek çeşitli zorluklar bir süper bilgisayar tarafından modellenebilir. Kanın kan hastalıklarında ve hastalıklarda nasıl işlediği, kanın normal işleyişi ile karşılaştırılabilir ve aradaki farkın tamamını anlayabilir.
• Süper bilgisayarlar ayrıca hidrodinamik araştırmalara veya dünya araştırmalarına yardımcı olur. Ayrıca çeşitli kimyasal ve biyolojik bileşiklerin ve kristallerin karmaşık animasyonlu moleküler yapı modellerini oluşturabilirler.