Süper bilgi işlem nedir?
Süper bilgi işlem, geniş ölçekte karmaşık veri işleme için büyük CPU kaynakları kullanma ve yüksek hızlı ağ oluşturma işlemidir. Jeo-bilimsel simülasyonlar veya DNA analizi gibi belirli kullanım örnekleri, kısa bir zaman dilimi içinde milyarlarca, hatta trilyonlarca veri noktasının eş zamanlı işlenmesini gerektirir. Süper bilgi işlem teknolojisi, karmaşık sorunları birlikte çözmek için paralel olarak çalışan yüzlerce, hatta binlerce düğüm kullanan yüksek performanslı bir bilgi işlem biçimidir. Süper bilgi işlem düğümleri, sıradan makinelerin erişemeyeceği hızlarda hesaplamalar gerçekleştiren, veri alışverişi yapan ve verileri entegre eden donanım tabanlı hızlandırıcılarla yüksek oranda optimize edilmiştir.
Süper bilgi işlemin avantajları nelerdir?
Süper bilgisayarlar, katrilyonlar düzeyinde saniye başına kayan nokta işlemi sağlamak için kaynakları bir araya getirebilir. Kuruluşlar, aşağıdaki avantajlara erişmek için bu yüksek performanslı süper bilgi işlem teknolojisini kullanır.
Pazara ulaşma hızını artırın
Süper bilgi işlem, karmaşık yeni ürünlerin dijital prototiplemesini destekleyerek verimliliği artırır ve ilaç, jeotermal araştırma ve diğer matematiksel alanlar gibi endüstrilerde pazara sunma süresini hızlandırır. Karmaşık hesaplamaları ve fiziksel simülasyonları tamamlamak için geçen süreyi önemli ölçüde azaltmak amacıyla paralel işleme kullanır. Genellikle haftalar süren hesaplamalar bu sürenin çok kısa bir kısmında tamamlanır. Simülasyonları hızlandırarak araştırma ve geliştirme aşamalarının hızını artırabilirsiniz.
Yapay zekayı/makine öğrenimini benimseyin
Yapay zeka (AI) ve makine öğrenimi (ML) teknolojileri, büyük miktardaki verileri işlemek için devasa büyüklükte hesaplama gücü gerektirir. Kapsamlı veri kümeleri hakkında yüksek seviyede ayrıntılı bilgi sağlamak için saniyede trilyonlarca veri noktası gibi yüksek hacimli veri işlemeyi amacıyla süper hesaplamayı kullanabilirsiniz. Süper bilgi işlem, yapay zekaya ve makine öğrenimine destek vererek bu teknolojilerin geniş ölçekte performans göstermesini sağlar.
Büyük veri analizi
Süper bilgi işlem, trilyonlarca veri noktasını, normal şartlardaki sürenin çok kısa bir bölümünde analiz edebilir. Büyük veri kümelerini analiz etmenin yanı sıra örüntü tanıma, veri ayıklama, analiz ve diğer veri analizi işlemlerini gerçekleştirebilirsiniz. Süper bilgi işlem; finans, bilimsel araştırma ve tıp gibi milyonlarca verinin aynı anda paralel olarak işlenmesinin hayati önem taşıdığı endüstrilerde büyük veri analizini kolaylaştırmaya yardımcı olur.
Daha hızlı performans
Tipik bir süper bilgisayar, BT araçlarının muhtemelen binlerce paralel işlemciden kaynak aldığı geleneksel bilgisayarlardan çok daha hızlıdır. Süper bilgisayarlar vazgeçilmez araçlardır: Daha yüksek performansları, bilgisayarla ilgili herhangi bir sürecin hızını artırmaya yardımcı olur.
Süper bilgi işlemin kullanım örnekleri nelerdir?
Süper bilgi işlem çok çeşitli uygulamalar için uygundur. Kapsamlı bir liste olmasa da işletmelerin süper bilgi işlemi nasıl kullandığını gösteren bir dizi örneği aşağıda bulabilirsiniz.
Hesaplamalı akışkanlar dinamiği
Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (CFD); ısı transferini, akışkan hareketini, momentumu ve diğer ilgili süreçleri izlemek için karmaşık matematiksel modelleme kullanma sürecidir. CFD, süper bilgi işlemin oluşturmada uzman olduğu kapsamlı simülasyonların hızla üretilmesine dayanır. Örneğin Formula 1, araçların aerodinamik özelliklerini test etmek için hesaplamalı akışkanlar dinamiği teknolojisini kullanır. Süper bilgi işlem kullanarak, araçlarını tasarlarken farklı ayrıntıları simüle edebilir, pazara sunma süresini kısaltabilir ve verimliliği artırabilirler.
Genomik araştırma
Süper bilgisayarların gelişmiş işlem gücü, genomların oldukça karmaşık yapısını, işlevini ve haritasını incelerken kullanışlıdır. Süper bilgisayarların sunduğu saniye başına kayan nokta işlemlerinin katrilyon seviyesinde olması, araştırmacıların geniş ölçekte genomik araştırma yapmalarına olanak tanır. Gerçek dünyadan bir örnek olarak, Ulusal Tıp Kütüphanesi, Dizi Okuma Arşivi (SRA) oluşturmak için güçlü süper bilgisayarlar kullanır. SRA, dokuz milyondan fazla deneyden elde edilen sıralama sonuçlarına sahiptir ve biyoinformatik uzmanlarının içeriğini kapsamlı bir şekilde analiz etmelerine olanak tanır.
Oyun
Oyun mühendisleri, oyuncuların düşen paketler, tıkanıklık veya kare kaybı olmadan oyunlarına erişebilmelerini sağlamalıdır. Süper bilgi işlem, geliştiricilerin grafikleri geliştirmesine, fiziği simüle etmesine ve gerçekçi ayarlar oluşturmasına olanak tanır. Bulut bilgi işlemin çoklu işlemcileri, verileri işlemeye ve hem oyunculara hem de geliştiricilere yüksek performans sunmaya yardımcı olur. Örneğin NICE DCV, bulut üzerinden herhangi bir cihaza uzak masaüstü ve uygulama akışı sağlar. Bu destek sayesinde pahalı özel iş istasyonlarına gerek kalmaz. Geliştiriciler, bu süper bilgisayarları kullanarak maliyetleri optimize ederken yüksek performansa ulaşabilirler.
Tıbbi araştırma
Tıbbi araştırma, yeni ilaçların ve kimyasalların araştırılması, geliştirilmesi ve üretimidir. Süper bilgi işlem kaynakları, araştırmacılara trilyonlarca veri noktasını aynı anda araştırmak için gereken işlem gücünü verir. Modern süper bilgisayarlar, moleküler modellemeden insan sağlığı için yeni malzemeler üretmeye kadar her alanda yardımcı olur.
Süper bilgi işlem kullanımına Good Chemistry şirketi örnek olarak verilebilir. Bu yenilikçi şirket, malzeme bilimleri ile ilgili karmaşık sorunları çözerek daha sürdürülebilir bir dünya yaratmayı hedefliyor. İnsan sağlığına zararlı olan per- ve poli-floroalkil maddelerin kimyasal bağlarını kırmanın yeni yollarının geliştirilmesini simüle etmek için süper bilgi işlemden yararlanıyor.
Süper bilgi işlem nasıl çalışır?
Süper bilgi işlem, bağlı bir ağa yayılmış bilgi işlem düğümleri kümelerini kullanır. Her düğüm aynı görevin bir alt kümesini gerçekleştirir ve böylece birlikte nihai bir karmaşık sonucu hesaplarlar. Yüksek performanslı bir bilgi işlem kümesi, her düğümün yaklaşık sekiz ila 128 CPU içerdiği yüzlerce hatta binlerce bilgi işlem düğümünden oluşur. Şebeke ara yazılımı daha sonra bu bilgi işlem kaynaklarını, gerektiğinde işlem gücü talep eden üst düzey uygulamalara bağlar.
Düğümler
Üç tür düğüm çoğu süper bilgisayarın çalışmasını kolaylaştırır:
Kullanıcı düğümü
Kullanıcı düğümü, bilgi işlem şebekesinden kaynak ister. Bir son kullanıcı bu istekte bulunduğunda, ara yazılımdan geçer ve şebeke bilgi işlem sistemindeki tüm düğümleri bilgilendirir.
Sağlayıcı düğüm
Sağlayıcı düğüm, hesaplama şebekesine kaynaklar verir. Bu düğümler yeni bir istek aldığında görevi yerine getirmeye başlar. Birçok sağlayıcı düğüm, saniyede yüksek noktalı işlem yeteneği ile simetrik çoklu işlemeye olanak sağlar. Ara yazılım sonuçları toplar ve döndürür.
Kontrol düğümü
Kontrol düğümü, tüm sağlayıcı düğüm kaynaklarının tahsisini yöneten bir yönetici görevi görür. Ara yazılım iletişimcisi kontrol düğümünde çalışarak görevleri belirli sağlayıcılara dağıtır.
Bir süper bilgi işlem sisteminin bileşenleri nelerdir?
Bir süper bilgi işlem sistemi, yüksek performans sağlamak için birlikte çalışan birkaç temel bileşenden oluşur. Aşağıda ana bileşenlerin bir açıklaması bulunmaktadır.
Ağ arabirimi
Süper bilgi işlem, düğümler arası iletişimle uygulamaları çalıştırmanıza olanak tanıyan özel yapım ağ arabirimleri kullanır. Bu arabirimler, bulut sunucuları arası iletişimin performansını artırır ve iş yüklerini ölçeklendirmeye yardımcı olur. Bu teknolojiler, istek üzerinde esneklik sağlamak için Message Passing Interface (MPI) ve ML uygulamalarının bir karışımını kullanır.
Uzak görüntüleme protokolü
Süper bilgisayarlar uzak görüntüleme protokolü kullanır ve böylece müşteriler cihazlarında veri merkezlerinden veya buluttan uygulamalara erişebilir. Bu protokol, kullanıcı arabirimini daha basit cihazlara aktararak yoğun uygulamaları uzaktan çalıştırmanıza olanak tanır. Bu bileşen pahalı özel iş istasyonlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır ve esnek dağıtımlar sunar.
Küme yönetim aracı
Küme yönetim araçları, yüksek performanslı bilgi işlem kümelerini yönetmenizi ve dağıtmanızı sağlar. Bu araç, şebeke ağlarına güç sağlayan kaynaklara erişmenizi sağlamak için basit bir GUI içerir. Sorguları göndermek, paralel işleme gerçekleştirmek ve kaynak kümelerinizi etkin bir şekilde yönetmek için bir küme yönetim aracı kullanabilirsiniz.
Birleşik arabirim
Birleşik arabirim, bulut temelli hizmetleri paralel kümelerle iş birliği içinde kullanmanıza olanak tanır. İşleri süper bilgisayar ağınıza veya şirket içi altyapınıza göndermek için tek bir arabirim kullanabilirsiniz. Birleşik bir arabirim, tüm bilgi işlem kaynaklarınızı izlemenize ve uygulama performansını en üst düzeye çıkarmanıza olanak tanır.
Soğutma ve güç yönetimi
Süper bilgi işlem sistemleri, enerji verimliliğini artırmak için güçlü soğutma sistemleri kullanır. Bu sistemler çok fazla bilgi işlem gücü kullandığından, aşırı ısınmamak için soğutma yardımına ihtiyaçları vardır. Enerji tasarruflu sistemler daha az kaynak tüketirken yüksek performans sağlayabilir.
AWS, süper bilgi işlem gereksinimlerinizi desteklemeye nasıl yardımcı olabilir?
AWS Yüksek Performanslı Bilgi İşlem, bulutta karmaşık simülasyonlar ve derin öğrenme iş yüklerini çalıştırmanıza olanak tanıyan hızlı ağ iletişimi ve neredeyse sınırsız altyapı sunar. AWS size daha hızlı öngörüler, daha fazla hesaplama gücü ile sınırsız ölçeklenebilirlik sağlamak için eksiksiz bir HPC ürün ve hizmetler paketi sunar. Örneğin:
- Amazon EC2 UltraClusters, binlerce GPU'ya veya ML hızlandırıcıya ölçeklendirmenize yardımcı olarak süper bilgisayarların istek üzerine kullanımını sağlar.
- NICE DCV, kapsamlı güvenlik, optimize edilmiş maliyetler ve uzak masaüstlerine esnek dağıtımlar ile yüksek performanslı bir uzaktan ekran protokolü sunar.
- AWS ParallelCluster; otomatik kaynak ölçeklendirme, buluta sorunsuz geçiş ve kolay küme altyapısı yönetimi ile sizi güçlendiren açık kaynaklı bir küme yönetim aracı görevi görür.
Hemen ücretsiz bir hesap oluşturarak AWS'de süper bilgi işlemi kullanmaya başlayın.
