SÜPER BİLGİSAYARR TEKNOLOJİSİ

SÜPER BİLGİSAY AR TEKNOLOJİSİ

Prof. Dr. Oğuz MANAS

ÖZET

S üper bilgisayarlar artan bir hızla araştırma, eği tim, sanayi ve diğer dallara yaygın bir şekilde girmeye başladı. 1980'li yılların başında süper bilgisayar piyasasında yalnızca iki firma varken bugün bunların adedi 20'nin üstüne çıkmış bulunuyor. Süper bilgisayar piyasası halen Amerikan ve Japon fir malarının kontrolü altında bulunmakta ve bu kuruluşların müthiş mücadeleleri devam etmektedir. Avrupa halen mükemmel bir süper bilgisayar kullanıcısı durumunda. Ancak başta Almanya olmak üzere birçok devlet, devlet desteği de sağlayarak kendi süper bilgisayarını yapma çabasına girmiş bulunuyor. Bu desteğe yenilerde EC desteği de eklenmiş bulunuyor. Halen en hızlı süper bilgi sayar Japon NEC firmasının ürettiği 22 Giga Flops hızında bilgisayardır. Ancak Cray'ın 1990 yılı hedefi 256 Giga Flops gücünde Cray 3/C90'ı üretmek. NEC'in 1990 ve sonrası planı henüz bilinmiyor. Ancak tek CPU'daki NEC üstünlüğü devam ettikçe (NEC 2.9 nanosaniye, CRAY 6 nanosaniye) NEC liderliği uzun süre elinde tuta cağa benzemektedir.

Süper bilgisayar yapımcıları bugünlerde inanılmaz bir hızla büyüyen bir teknolojinin deneyimini kazanma aşa masını yaşamaktadırlar. Süper bilgisayarların her biri S ile 25 milyon dolar dolayında satılmaktadır ve satışlar her yıl %25 artan bir hızla büyümektedir. Şu satışların top lamı 1989 yılı için 1.5 milyar doları aşmış bulunmaktadır. Süper bilgisayarların, genel amaçlı bilgisayarlara üstün lüğü hızı ve gücüdür. Saniyede işlenen kayan noktalı iş lemler (Floating Point Operations FLOPS) bilgisayarların hızı olarak kabul edilmektedir. İlk generasyon bilgisayar da bu hız 10 binlerle ifade edilirdi. Bugünkü büyük bilgi sayarlarda hız giga flops veya başka bir deyimle saniye de bir milyar işlemle ifade edilmektedir. Yarın bu hız terafJops yani saniyede trilyon işlem olacaktır. Böylece tek bir süperbilgisayar 10 milyon kişisel bilgisayarın yaptığı işi bitirebilecek güce erişecektir.

Süperbilgisayar alanına ilk olarak Amerika Birleşik Dev letleri'nde Cray Research of Minnesota firması girdi ve bugüne kadar 300 ün üstünde Cray'in çeşitli modelleri (•) Bu metin Bilgisayar Delgisi taraftndan düzenlenen "7. Türkiye Bilgisayar Kongresi'nde sunulmuştur.

dünyanın birçok ülkesinde kuruldu. Cray firması bu sat ışlar ile süperbilgisayar pazarının %60'ını ele geçirdi. Cray'dan sonra piyasaya giren ikinci firrna Control Data'nın alt kuruluşu olan ETA SYSTEMS oldu. ETA bu güne kadar 50 dolayında süperbilgisayar sattı ve pazar da %12.7'lik bir dilim elde etti ancak ETA 1988 içinde ka pandı. Bu iki firmanın hemen ardından 1983 yılında Japon triosu NEC, HITATCHI ve FIJITSU pazara girdi ve %231ük bir dilimi ele geçirdi.

IBM, 1988'de CRAY'daki başkan yardımcılığından ayrıl ması ile bilgisayar dünyasını sarsan meşhur süperbilgi sayar çizimî için Steve Chen ile anlaşma yaptığını ilan etti. Chen, IBM'in parasal desteği ile kendi firması olan Supercomputer System, Inc. (SSI) kurdu ve piyasada varolan (CRAY XMP) bilgisayarlardan 100 misli daha hızlı bir sistemi geliştirdi.

ABD yönetimi 1988 yılında savunma ve haberalma amaç

larıyla kullanılmak üzere çok hızlı bilgisayar yapımı için

yapılan araştırma projelerine yüzlerce milyon dolar har

cadı.

\

Bu projelerden biri sesten 25 misli daha hızlı ve çok yük sekte uçan, askeri ve sivil kargo taşımacılığı için kullanı lacak uçakların yapımına destek verecek süperbilgi sayar yapımı idi. Halen böyle bir hypersonic uçağın test edilebileceği bir hız tüneli bulunmamaktadır. Böyle bir test işlemi simule edilerek süperbilgisayarlarda yapılabil mektedir. Eldeki süperbilgisayarlarla da bunun başarıl ması olası görülmediğinden çok daha güçlü bir süperbil gisayar yapımı projesi hazırlandı. Amerikan Kongresi paralel işlem yapabilen böyle bir süperbilgisayar yapımı için yapılacak çalışmalara 1.7 milyar dolar ek ödenek ayrılmasını kabul etti. Projeye göre bu yeni süperbilgi sayar 1990 yılı ortalarında teraflops hızında çalışmaya başlıyacak.

Amerika'da Pentagon ve haber alma örgütü ilişkisi bilin meyen bir olay değildi. Özel sektörün süper bilgisayar yapımına bu kadar arzu ve ümitle girişimini yalnız bu iki kuruluşun gereksinimini karşılamak üzere girdiğini söyle

125 374 ELEKTRİK

MÜHENDİSLİĞİ

'jBugün Japonların çok hızlı süper bilgisayarları Amerika'da yapılanlarla çok rahat karşılaştırılabilir düzeye gelmiştir... n mek mümkün değildir. Esas neden süperbilgisayarın selim bir virüs gibi bir endüstriden diğerine artan bir hızla yayılmış olmasıdır. Örneğin; yarı iletken üreticileri süper bilgisayarları, daha çok transistörleri bir santimetre kare silikon ciplerin içine yerleştirmede, finansal danışmalar karmaşık ve baş döndürücü yatırım stratejilerinin planla masında, biyokimyacılar yeni ilaçların testi için uygun moleküllerin seçiminde, mühendisler yeni arabalar, jet motorları, elektrik ampulleri, gemi ve uçak yapımı çizim leri işlerinde süperbilgisayarı kullandılar.

Yaptıkları ilk süperbilgisayarlarla Japonlar, Amerikalıların bu daldaki 25 yıllık liderliklerini sildiler. Bugün Japonların çok hızlı süper bilgisayarları Amerika'da yapılanlarla çok

pay US'cular içinde yararlı olacaktır. Nitekim en ileri sü perbilgisayar M.I.T.'nin yapay us laboratuvaıında eğitim gören araştırmacılar tarafından yapıldı. Araştırıcılar bu süper bilgisayara CONNECTION MACHINE adını verdi ler. Bu makinanın geliştirilmesinde en büyük payı olan 31 yaşındaki VV.Daniel Hills, yapılan süperbilgisayarın iki bilim dalının kaçınılmaz bif yaklaşımı olduğunu belirtti ve "süperbilgisayar yapay us için zorunlu teknolojidir" dedi. Bu ilişkiyi şu cümlesi ile daha açık bir hale getirdi. "Hızlı süperbilgisayarlar olmadan yapay us çalışmaları yapıla maz."

Kanımızca süperbilgisayar ve yapay us konusunda lider lik eden ülke 1990 ve sonrasında ekonomik ve teknolojik gelişmenin anahtarlarını elinde tutacaktır. Şu kesindir ki, süperbilgisayarlar dünyanın en karmaşık makinası olan insan beynini anlamada en büyük destekçimiz olacaktır.

SÜPERBİLGJSAY AR PAZARI Geçen 10 yıl içinde süperbilgisayar'pazarında ana yapımcıların adedi 2'den 6'ya yükseldi. Süperbilgisayar pazarı için yapılan yarışta 3'ü Japonya'dan, 3'ü ABD'den 6 kuruluş ön saflarda yer aldı. Bunlar,

•I *•

•

•;"•••.

•' .'••

s

•••",••'•

CRY , ETAODC. OROUPg BUli/MEC AMUPUJİT8U

3 15 Megaflops 0.3 5 milyon $

1 2.9 megaflops

0.05 0.3 milyon $

' / (Vector makın.ısı eklenen maınframlnr dahil)

MAINFRAMES VE MINI'LER

Şekil 1 Süperbilgisayar pazarı rahat karşılaştırılabilir düzeye gelmiş ve hatta geçmiştir: Örneğin yeni tek işlemcili S 820/80 ile iki işlemcili Cray/ Hitachi X MP karşılaştırıldığında Hitachi'nin 10 misli üs tünlük sağladığı görülür. Ancak Cray Y MP'nin piyasaya çıkışı ile (16 giga flops) üstünlük tekrar. Amerikalılara geçti. Ancak NEC firması yeni bir model geliştirdi. 4 iş lemcili ve 22 giga flops gücündeki bu süperbilgisayar ile Japonlar hem tek, hem de çok işlemcililerde süperbilgi sayar alanında üstünlüğü tekrar ele geçirdiler. Birden fazla işlemci taşıyan süperbilgisayarlar paralel iş lemi gerçekleştirmektedir.

Paralelizm yalnızca süperbilgisayar kullanıcıları için değil bilgisayar bilimlerinin diğer uygulayıcıları ve özellikle ya

126 374 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

CRAY ETA (şu anda üretim yapmıyor) IBM FUJITSU HITACHI NEC Bu anahtar yapımcılara ek olarak yüksek performanslı, süperbilgisayar seviyesine yaklaşan oldukça düşük fiyatlı süperbilgisayar satan firmalar da pazara girdiler. CRAY piyasada halen liderliğini sürdürüyor. Ancak piya sada artık onun da birçok alternatifi bulunmaktadır.

Yıllarca sabit bir büyümenin sonunda süperbilgisayar sahasına IBM de girdi. Birçok bilgisayar dergileri bu girişi

"IBM is back in town" diye adlandırdılar. Üniversite ve devlet laboratuvan kadar endüstrideki süperbilgisayar kullanımı, pazarın tırmanarak genişlemesine neden oldu. Pazardaki büyüme oranı hakkındaki tahminler büyük farklılık göstermesine karşın en tutucu tahminciler bile artışın iki basamaklıdan az olmayacağı görüşündeler. Özellikle mühendislik uygulamalarındaki büyüme en göze batanıdır. Süperbilgisayar pazarını üç ana gruba bölmek mümkündür.(Şekil 1)

Görüldüğü gibi 1'ci katı oluşturan süperbilgisayar 14 mega flopsdan fazla (çoğunluğu Giga flops) hızında olup 5 milyon dolar üstünde fiyatta satılmaktadır. Bu kat için de 5 süperbilgisayar yer almaktadır. 2'ci katı oluşturan süperbilgisayarlara minisüperbilgi sayarlar diye isim vereceğiz. Bu katı A ve 3 diye iki bölü me daha ayıracağız. Minisüperlerin A katında 5,B katında 8 makina yer almak tadır. Süperbilgisayariardaki en büyük mücadele minisüperle rin bulunduğu ikinci katta ve özellikle B katında yaşan maktadır. IBM 3090 Vector Facility ile A katında büyük bir üstünlüğe sahiptir. B katında mücadele veren Japon firmaları ancak yaşamalarını sürdürecek düzeyde satışa devam etmektedirler.

Japon süperbilgisayar üreticileri deniz aşırı pazarlarda çoklukla yabancı firmalarla ortaklığı tercih etmektedir. Geçmişte diğer pazarlarda olduğu gibi bu tip ortaklıkla pazardaki riski engellemiş olacaklarını düşünmektedir ler.

Fiatı 10 milyon $ veya daha fazla Fiatı 1 milyon $ veya daha az

Süperbilgisayarlar

MiniSöpefbflgisayartar

CRAY IBM NEC HITACHI NEC ve FUJITSU

ALLIANT

CONVEX

CY DROME

*

FLOATING POINT SY STEMS ve DEC

Tablo 1 1984 1994 Yüksek Performanslı Bilgisayarı Pazarı

TİP (Adet)

Süperbilgisayarcılar (1 cı kat) Mainframe+vektorler (2A) Minisüperbilgisayar (2B)

190 1022

450 15900

l.nci katta CRAY şu avantajlara sahip bulunmaktadır. a. Geniş, güçlü ve sadık müşteri tabanı b. Güçlü fon destekleri c. Fiyat ve model olarak geniş seçim şansı d. Etkili ve çeşitli yeni model geliştirmeçalışmaları e. Güçlü servis organizasyonu f. Çok iyi bir isim

Şu anda CRAY Y MP modülleri piyasaya sürülmüş du rumda, çok yakında CRAY 3 satışa sunulacaktır. Şubat 1987'de CRAY oldukça makul düzeyde bir fiyatla yeni bir mini süperbilgisayarı piyasaya sürerek 2A katı için fiyat düşürmesi yaptı ve IBM, Japon ve diğer minisüperbilgi sayar yapımcı firmalarla direkt olarak mücadeleye baş ladı.

Şimdi kadar CRAY, ABD'de yalnızca CDC'nın alt kuru luşu olan ETA ile mücadeleye girdi. ETA'nm hedefleri be lirsizdi ve ürettikleri sistemler çok aşırı yenilikler taşıyor du. Genellikle ETA ürünleri, ilmi kullanıcılar için cazip görünmekteydi. Bu nedenlerdir ki, ETA güçlü sistemleri ne rağmen tutunamayıp kapandı.

Süperbilgisayarlar, bilgisayar pazarında dünya ekonomi si içinde çok oynak bir yeri olan ve teknolojik olarak tah minlemede büyük güçlük gösteren cihazlardır. Süperbil gisayar yapımı ancak çok iyi örgütlenmiş olan kuruluşlar için iyi bir gelir getirici yatırım olarak görülmektedir. Şu günlerde Amerikalılar kadar Japonlar da henüz ayak ta kalabilmek için mücadeleye devam ediyorlar.

Herşeye rağmen süperbilgisayarlar, yatııımcılar için diğer endüstri dallarına kıyasla daha iyi bir yatırım alanı olarak görünmektedir. Ancak CRAY ve lider kuruluşlar oldukça iyi durumda olmalarına karşın diğer yapımcılar için durum pek parlak görünmemektedir.

Computer Technology Research Crop'a (1989) göre (1984 1994) arası yüksek performanslı bilgisayar pazarı Tablo 1,2 ve 31eki gibi olacaktır.

Araştırma (Üniversite dışı)

1 Unıversıteler .

Savunma

Uzay çatışmaları

Petrol

Çevre

Nükleer Enerji

Otomatıv

*3

TİP (Ödeme)

, Tablo 3 ..

?:w

gisayar Kullanma Alanlaıı ve

Süperbilgisayar

1 020 000 1 760.000 2 900 000

Mainframe+vetCörlor

76 000 92000 116.000

Mini süperbilgisayartar 340 000 820000 1 500000

Tablo 2 Süper Bilgisayar sistemlerine Yapılan ve Yapılacak ödemeler

GELİŞMEDE DEVLET ÜNİVERSİTE VE ENDÜSTRİNİN ROLÜ

Bııgı teKnoıojısınde dünya üzerinde liderliği ele geçirme uğraşısı veren ülkeler için en birincisi, süperbilgisayar yapımı ve onun kadar önemlisi, kullanımı olarak kabul

374 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

"Süperbilgisayarlar "Yıldız Savaşları" sisteminin gelişmesinde ana rolü oynamaktadır ve role devam edeceğe benzemektedir...• tt

edilmektedir. Japonya ve Amerika dışında kalan Avrupa devletleri kendi kaynaklarını birleştirerek bu konuda li derliği ele geçirmek veya hiç olmazsa bu ülkelerden geri kalmama uğraşımı vermektedirler. Tablo 4 bunun açık bir örneğidir. Her ne kadar Avrupa Ülkeleri süperbilgisayar yapımında büyük bir yol kat edememiş olsalar da, kul lanımda oldukça başarılı bir düzeye erişmiş bulunuyorlar.

Birleşik Devletler Federal Y önetimin Rolü

Amerika Birleşik Devletleri Federal yönetim, en mükem mel süperbilgisayarların gelişmesinde anahtar rolü oy namış ve 25 yıldır federal yönetim süperbilgisayar için tek bir pazar niteliğini korumuştur. İlk süperbilgisayar ların kullanımı genellikle Los Alomos ve Lavvrence gibi gelişmiş milli laboratuvarlarda yapılmıştır.

Süperbilgisayar endüstrisinin gelişmeye başlaması, en düstri ve federal yönetim laba'ratuvarları arasında yakın ilişki ile gerçekleşmiştir. Bunun sonucu, her yeni süper bilgisayarın ilk modelleri Los Alamos ve Livermore laba ratouvarlarında kullanılmıştır ve bu eğilim halen devam etmektedir. Los Alamos, CRAY Y MP sisteminin ilk müş terisi olmuştur.

ÜLKELER

YÜZDELER

A.B.D

Avrupa

a. İngiltere

b. Almanya

c. Fransa

d. Diğer

Japonya

Kanada

Tablo4 Süperbilgisayar kullanımı

Başlangıçta federal yönetim Research and Development Foundation'u kurdu ve hemen tüm giderlerini karşıladı. Ancak kısa bir süre sonra özel endüstri bu vakfın gider lerine ortak olmaya başladı. Bugün halen federal yönetim ilk yatırımlardan en geniş yararı sağlamaya devam ediyor. Süperbilgisayarlar "Yıldız Savaşları" sisteminin gelişmesinde ana rolü oynamaktadır ve role devam ede ceğe benzemektedir.

Bugün üniversiteler, süperbilgisayarlar için federal hükü metlerce yapılan harcamaların en büyük dilimini almak

128 374 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

tadırlar.

Micro Electronics ve Computers Technology Corporation (MCC) birlikte birleşik bir Research and Development vakfı kurdular ve yeni teknolojilerin test çalışmaları ve araştırmalarını desteklediler. MCü 1982'de A.b.D. şirket lerine Japonların 5'inci generasyon projesi ile yarışabil mesi için destekte bulundu. MCC'nin bu desteklerinden biri, herhangi bir yerde uygun destek bulunamayan yeni ve riskli araştırmalar için ortam yaratmak oldu. Örneğin süper iletkenlik için ilk araştırmaların başlaması MCC ta rafından yapılan destek sayesinde olmuştur.

Enstitüleri ve özel kuruluşları bu konuda destekleyen fe deral kuruluşlar

1. The National Center for Atmospheric Research

(NCAR)

2. The National Bureau of Standards (NBS)

3. The National Cancer Institute (NCI)

4. The National Magnetic Fusion Energy Computer Cen

ter (NMFECC)

(

5. NASA Supercomputing Facilities

a. The Numerical Aerodynamic Simulation Project (NAS)

b. NASA Space and Earth Science Computing Center

(NSESCC)

Amerika Birleşik Devletleri yönetimi kuruluş ları 1. Department of Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) 2. Department of Defence Strategic Computing Instiati ve SDI 3. NASA U.S. National Acronautics and Space Agancy 4. National Bureau of Standards (NBS) 5. National Science Foundation (NSF)

Japon Stratejsi

Bugün süperbilgisayarlarda dünya düzeyinde yarışmaya hız veren olay, Japonların 1981 yılında 5'ıncı generasyon bilgisayar projesini başlatmaları olmuştur. Japonların amacı beşinci generasyon süper bilgisayarı 1991 "e kadar hazırlayabilmektir. Bunun sonucu olarak özel ve resmi kuruluşların desteğinde A.B.D'de de araştırma ve geliştirmeler başlamıştır.

Beşinci generasyon bilgisayar, bir "Bilgi değerlendirme sistemi" olacak ve bugünün mükemmel bilgisayarlarını saf dışı bırakacaktır. Bu makinanın şu özelliklerinin ol ması planlanmaktadır.

1. Otomatik tercüme yeteneği. 2. Ses ile çalışan daktilo aracılığı ile gerekli dokümanları hazırlama yeteneği •3. Güçlü profesyonel danışmanlık yeteneği, 4. Mantıksal anlam çıkarma temeli üzerine karar verme yeteneği.

Bu proje 1982 yılı Nisan'ında 8 ana Japon firmasının bir araya gelerek konsorsiyum kurmaları ile aktif uygula maya geçmiştir. Konsorsiyum bu amaçla ilk olarak New Generation Computer Technology (ICOT) kurmuş ve yu karıdaki hedefler doğrultusunda çalışmaları başlatmıştır. Beşinci generasyon bilgisayarların teknolojik olarak yu karıda saydığımız birçok amacı olmakla birlikte bunlar dan aşağıda verilen ikisinin temel amaç olduğunu söy leyebiliriz.

1. Bu makina aracılığı ile doğal dillerin anlaşılması 2. Expert sistemlerinin geliştirilmesi Japonlar bu ilmi amacı kapsayan bilim dalına "Bilgi Mü hendisliği" adını vermektedirler. Bu projede expert sis temler üç ana bölümde ele alınmaktadır.

1. Problemlerin anlaşılmasında ve çözümünde bilgi teme linin oluşturulması. Bu şekilde bilgisayarlardan, eldeki problemin çözümünde hangi bilgi, çözülecek problemle ilgilidir ve kullanılışlıdır, sonucunu almak mümkün ola caktır. Beşinci generasyon planında bilgi relational database'de geniş kütüklere yerleştirilecektir.Böylece bu uygulama büyük bir esneklik sağlayacak ve 10 binlerce mantıksal sonuca ve 100 milyon olaya ulaşmak mümkün olacaktır. Bunun kısaca Encyelopedia Britannica'nın tümünün data base'e yüklenmesi anlamını taşıdığını söyleyebiliriz.

2. Beşinci generasyon bilgisayar saniyede 1 milyar mantıksal sonuç elde edebileceklerdir. Bugünün en güçlü bilgisayarlarının 100.000 dolayında sonuç verebil diği gözönüne alınırsa aşağıdaki farkın önemi çok açık lıkla görülebilir.

3. Bu makina insan makina altyapısını oluşturacak ve dil anlamı ile görüntü işlem konularının birlikte çalışmasını sağlayacaktır. Bu yapay us alanının en zor konularından biridir. Ancak Japon araştırıcılar bu işi %90 hassaslıkta 100.000 keli melik bir kapasiteyi kullanarak tercüme yapabilecek ve bunu depolanmış 100.000 görüntü kapasiteli görüntü işlem sistemi ile kombine edebilecek bir makina gücüyle yapmayı planlamaktadır. Tablo 5 Japonların büyüyen bil gisayar endüstrisinin tipik bir görüntüsüdür.

TİP

Personel Computers W orkStationlar Ofts Bilgisayarları Mini Bilgisayarlar Süper Minibilgisayar Mainframe Bilgisayarlar Mini Süperbilgisayar Süperbilgisayarlar

2.794 1.160 2.960 1.072

494 11.107

. 227

3.104 1.867 3.091 1.108

574 12.775

36 315

3.534 2.758 3.287 1.182

663 14.846

80 373

GENEL

19.832

22.870 26.723

Tablo 5 Japonya'da yıllar itibariyle çeşitli bilgisayarlara yapı lan ödemeler (milyon $)

Japonların 1988 yılında bilgisayar için ayırdıkları rakam 26.723 milyar dolar, başka bir deyişle 60 trilyon TL'dir. Yani 1988 Türkiye bütçesinin yaklaşık 4 katı dolayın dadır. Teknolojik olarak Japonya'nın ne düzeyde olduğu na dair tipik bir örnektir.

Avrupa Stratejisi

Avrupa şu anda Süperbilgisayar kullanma hummasına tu tulmuş durumdadır. Başta üniversiteler olmak üzere sa nayi, hatta bankacılıkta süperbilgisayar kullanımı giderek yaygınlaşıyor. Her memleket Amerika ve Japonya ile mü cadele edebilmek için teknoloji üretme çabası içine girmiş durumda. CRAY 40 milyon dolar destek sağlayarak Belçi ka'dan Batı Almanya'ya kadar tüm Avrupa ülkelerinde Sü perbilgisayar uygulamalarını başlatan kuruluş oldu. Bunu aynı amaçla 50 milyon dolar destek sağlayan IBM izledi. IBM Avrupa'da 5 ülkede 3090/600+4VF sistemini kurdu. Ayrıca 25 adet Vector makinası bağışladı(bunlardan biri Ege Üniversitesine verildi). Bunlar Üniversitelere ve araştırma kurumlarına dağıtıldı.

Avrupa'da, süperbilgisayar kullanımı Amerika'da olduğu gibi, ilk olarak sanayi problemlerinin hızlı bir şekilde çö zülmesinde kullanılmaya başlandı. Bunu ticari mühendis lik uygulamaları izledi. İngiltere'de Rolls Royce, Alman ya'da: otomobil imalatçıları, İngiltere ve Fransa'da birer banka, yüksek hacimli işlemlerini süperbilgisayar desteği ile değerlendirmeye giren ilk kuruluşlar oldular.

Başlangıçta kurulan sistemler, Amerikan ve Japon yapısı süperbilgisayarlar oldu. Ancak hızlı bir şekilde Almanya 'da Karlsruhe Üniversitesi desteğinde Karlsruhe Araştır ma Enstitüsü GMD'nin desteğinde Supernum GMBH şir keti paralel süperbilgisayarlar üzerinde çalışmaya baş ladı. Karlsruhe Enstitüsü'nde yürütülen projenin adı ODIN. 0= Optimal D= Data models l= Engineering N= Natural Science on süper computer

374 ELEKTRİK 1 Q A MÜHENDİSLİĞİ 1 £i\l

"Avrupa'da, süperbilgisayar kullanımı Amerika'da olduğu gibi, ilk olarak sanayi problemlerinin hızlı bir şekilde çözülmesinde kullanılmaya başlandı..."

Şekli 2

NEC SX 3 Yapısı

Bu projede, Siemens Supercomputer'i S Serisi geliştir meyi planlıyorlar. Fransa'da hükümet desteğindeki Asis Süperbilgisayarı pek büyük bir gelişme gösteremedi. Al manya'daki benzer çahşma, İngiltere'de Southampton ve Edinburgh Üniversitelerinde başlatıldı.

1988 yılı sonuna kadar Almanya ve İngiltere'de 40, Fran sa, halya ve İsviçre'de 25 ve Hollanda ve Norveç'te 10 dolayında supercomputer kuruldu.

SÜPER BİLGİSAY AR Y APISI Bugün süperbilgisayarları iki ana grupta toplama müm kündür. 1. Tüm çevre üniteleriyle birlikte bir bütün olarak süper

bilgi işlem için yapılmış bilgisayarlar 2. Genel amaçlı olarak yapılmış ve vektör makinası ile desteklenmiş bilgisayarlar Birinciye örnek CRAY Y MP, NEC SX 3, ikinciye örnek IBM 3090'dır.

İkinci grupta yer alan IBM 3090 bugün yurdumuzda da yaygın olarak kullanılan bir scalar bilgisayardır. 14 para lel işlemcili modelleri duyurulmuştur ve her işlemciye birer vektör makinası eklenebilmektedir.

NEC Japonların bu güçlü firması 1989 yılında NEC SX 3 mode lini geliştirdi. (Şekil 2)

A=B*C+D»E

B.C D.E B »C *D • E WX

SI*~ S i ' S 2 s;*" S 3 S 4 s,« sı,s3

Y 'Z ( W X I (Y .ZI

Y=W*X Y*Z

S7*" S 7 * S 8

B. c D.E

B »C»D .E WX YZ (W'X| (Y ZI

S,* S , *S2

S3^S3*S4

[ V " S *S3

S5^S5 S7

S7~VS8

S5 S5 S7

Tablo 7 Vektöhyel Bir Değerlendirme Tablo 7 Vektöriyel Bir Değerlendirme

130 374 ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ

özellikleri

1.4 işlemcili olup her işlemci 4 vektör borusu taşıyan RISC(Reduced Instruction Set Com puter) yapısında bir aritmetik işlemciye sahip tir. Her vektör 2'si multiply/logical functional işlem yapabilen fonksiyonel 4 ayrı boruya bölünmüştür. Böylece Aritmetik İşlemciler bir makina cycle'mnda 4*4=16 kayan noktalı arit metik işlem yapabilmektedir. NEC SX/3'lerin makina cycle time'in 2.9 nano saniye olduğu na göre her işlemci;

16/0.0000000029=5.5 Gflops işlem gücünde olabilmektedir. Böylece sistemin toplam mak simum gücü=4*5.5=22 G flops olmaktadır. Vektörde çalışma uygulamasını basit olarak •Tablo 7'deki gibi gösterebiliriz;

SÜPER BİLGİSAY AR KULLANMA ALANLARI

Bugünün bilgisayarlarında uygulamaları üç alanda top layabiliriz.

1)Sclar işlem 2) Paralel işlem 3) Vectoriyel işlem

Şekil 4 bilgisayar destekli yürütülen işlemlerin bu üç uy gulamaya dağılımını vermektedir.

Tarih Adı

Güç

İşlemci

1976 CRAY 1

190MFk>p

CRAY X MP 710MFIop

1985 CRAY 2

1400 MFlop

1988 CRAY Y MP 2600 MFlop

1990 CRAY 3/C90 16000 MFlop

16 ı

CRAY 4/C9S 100000 MFlop

Tablo 8 CRAY'ın Tarihi Gelişimi

Şefc/7 3 Cray Y MP'in Sistem Organizasyonu

Şekilde görüldüğü gibi en basit matematik işlem bile vektör boru hattı kullanılarak yarıdan daha az bir sürede bitirebilmektedir.

2.2G Byte'a kadar büyüyen Main memory Unit ve 16G Byte'a kadar artan Etended memory unit'i bulunmak tadır. Bu ünite aynı zamanda I/O ünitesi olarak ta kullanı labilmektedir. Bu ünitenini bilgi transfer hızı 2.75G Byte olduğu düşünülürse gerçekten çok büyük bir I/O kapasi te ortaya çıkmaktadır. 3.4 adet I/O processoru bulunmaktadır. Her bir işlemci nin veri iletişimi hızı 1G Byte/saniye'dir. 4. Her sistem 256 adet kanalı destekleyebilmektedir ve kanalların hızı 20M Byte/saniyedir.

CRAY

1972 yılında Seymour R.Cay tarafından kurulan bu firma geniş boyutlu bilimsel bilgisayar dizaynı konusuhda li derlik yaptı.

Cray'ın tarihi gelişimi tablo 8'de verilmiştir. Cray'ın en son modelinin sistem organizasyonu da Şekil 3'te verilmiştir.

Şekil 4 Süperbilgisayar Kullanım Alanları

Odamız 8877 sicil no'lu üyesi Orhan BAŞKAYA'yı kaybettik AİLESİNE, YAKINLARINA ve ODAMIZ CAMİASINA BAŞSAĞLIĞI DİLERİZ.

374 ELEKTRİK 1 Q 1 MÜHENDİSLİĞİ İ O İ