En basit tanımı ile süper bilgisayarlar, genel amaçlı bir bilgisayara kıyasla çok daha yüksek performansa sahip bilgisayarlardır. Bir süper bilgisayarın performansı tipik olarak saniyedeki kayan nokta işlemleriyle (FLOPS - Floating Point Operations Per Second) izlenir.

FLOPS, hesaplamaları, diğer bir deyişle çok küçük ve/veya çok büyük gerçek sayılar içeren ve genellikle hızlı işlem süreleri gerektiren hesaplamaları, bilimsel alanlarında yararlı olan bir bilgisayar performansı ölçüsüdür.

Süper bilgisayar performans açısından olağanüstüdür. Günümüzde "petaFLOPS" olarak ölçülen, yüz katrilyondan fazla (+100.000.000.000.000.000) FLOPS gerçekleştirebilen süper bilgisayarlar vardır.

En güçlü süper bilgisayarlar, paralel işlem gerçekleştiren birden çok bilgisayardır. Genel olarak, iki paralel işleme yaklaşımı vardır. Bunlar Simetrik Çoklu İşlem (SMP - Symmetric Multi-Processing) ve Büyük Ölçüde Paralel İşleme (MPP - Massively Parallel Processing) dir.

Süper bilgisayarlar lazım olan her şey için kullanılılabilir. Sıradan bir bilgisayarı bir süper bilgisayara dönüştüren şey, tümü belirli bir görevi gerçekleştirmek üzere yapılandırılmış, yüksek performanslı, optimize edilmiş birden çok bilgisayarı kümelemektir.

Bu optimizasyon genellikle özel bir ağı, ince ayarlanmış bir donanımı, büyük miktarda depolama alanını içerir. Bir süper bilgisayar gerektiren iş yüklerinin genellikle iki ortak noktası vardır, ya büyük miktarda veri üzerinde hesaplama gerektirirler ya da hesaplama açısından çok yoğundurlar.

Bugün, dünyanın en hızlı süper bilgisayarları genellikle Linux tabanlı işletim sistemlerini tarafından çalıştırılmaktadır.

Süper Bilgisayarların Tarihi

Süper Bilgisayarların Tarihi 1964 yılına kadar gider. Amerikalı elektrik mühendisi Seymour Cray tarafından tasarlanan "CDC 6600" (Control Data Corporation) üç megaFLOPS'a kadar bir performans sergilediği için genellikle ilk başarılı süper bilgisayar olarak kabul edilir. Cray, germanyum transistörleri yerine daha hızlı çalışabilen silikon kullanmıştır. Süper bilgisayar tasarımına soğutmayı da dahil ederek aşırı ısınma sorununu çözmüştür. CDC 6600'ü 1969'da CDC 7600 takip etmiştir..

1976'da, CDC'den ayrıldıktan dört yıl sonra, Cray, etkileyici 160 MFLOPS'ta performans saat hızıyla şimdiye kadarki en başarılı süper bilgisayarlardan biri haline gelen "80 MHz Cray-1" 'i yaratmıştır.

Süper Bilgisayarları Performanslı Kılan Nedir ?

Süper bilgisayarlar hesaplamaları paralel şekilde yaparak başarılı olurlar. Paralel olarak hesaplama yapmak, birçok hesaplamayı aynı anda yapmak anlamına gelir. Aynı anda aynı problem üzerinde sizin için çalışan binlerce genel amaçlı bilgisayara sahip olmak gibidir. Bu aslında modern süper bilgisayarların nasıl çalıştığını tam olarak anlatan bir durumdur.

Ayrıca, süper bilgisayarlar muazzam hesaplama kapasiteleri sağlasa da, geliştirmenin, satın almanın ve çalıştırmanın çok pahalı olduğu da unutulmamalıdır. Örneğin, bir süper bilgisayarın tipik güç tüketimi birkaç megavat seviyesindedir. Bu yüzden onları olabildiğince verimli kullanmak önemlidir.

Süper Bilgisayarlar Ne İçin Kullanılır ?

Süper bilgisayarlar, web site barındırma, uygulama barındırma veya sürekli olarak çalışan genel işletme bilgi işlem gibi şeyler için kullanılmaz. Bunların zaten günümüz bilgisayarları da yapabildiği için bu kadar performanslı donanımlara sahip bu bilgisayarların bu alanlarda kullanılması mantıksız olur.

Yapay zeka için eğitim modelleri, petrol ve gaz aramalarındaki sismik verileri kullanarak haritalandırma yapma, çeşitli dallardaki mühendislik simülasyonları, iklim modellemesi, yaşam bilimi araştırmaları, büyük veritabanlarını yönetmek kullanım alanlarından bazılarıdır.

Ayrıca süper bilgisayarlar hükümetler tarafından da kullanılmaktadır. Özellikle ABD ve Çin, ülkeleri için stratejik konularda (nükleer stokları gibi) bu bilgisayarlara güvenip, gelişmiş simülasyon ve hesaplama programları kullanmaktadır.

Süper Bilgisayar Türleri Nelerdir ?

Süper bilgisayarlar iki kategoriye ayrılır. Bunlar genel amaçlı süper bilgisayarlar ve özel amaçlı süper bilgisayarlardır.

Genel amaçlı süper bilgisayarlarda kendi içinde 2 'ye ayrılır. Bunlar vektör işleme süper bilgisayarlar ve küme süper bilgisayarlarıdır.

Vektör işleme süper bilgisayarlar, vektör veya dizi işlemcilere dayananlardır. Bu işlemciler temelde çok sayıda veri öğesi üzerinde matematiksel işlemleri oldukça hızlı bir şekilde gerçekleştirebilen bir CPU gibidir. Bilgi işlem sektöründe yaygın olan vektör işlemcileri, 1980'lerde ve 90'ların başında çoğu süper bilgisayarın temelini oluşturmuştur.

Küme süper bilgisayarlar, bir birim olarak birlikte çalışan bağlı bilgisayar gruplarını ifade eder. Bunlar, çok sayıda işlemcinin aynı anda tek bir büyük problemin farklı bölümlerini çözmek için çalıştığı süper bilgisayarlardır. Sun Microsystems ve Open SSI tarafından sunulan "Grid Engine" bir küme süper bilgisayarıdır.

Özel amaçlı süper bilgisayarlar, belirli bir görevi / hedefi gerçekleştirmek için açık bir amaçla oluşturulmuş süper bilgisayarlardır. Genellikle daha iyi performans sunan "Uygulamaya Özgü Entegre Devreler" (ASIC - Application Specific Integrated Circuit) kullanırlar. Hepsi satranç oynamak için yapılmış olan Belle, Hydra ve Deep Blue, ayrıca astrofizik için Gravity Pipe özel amaçlı süper bilgisayarlara örnek gösterilebilir.