TÜBİTAK ULAKBİM Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi

Transkript

1 TÜBİTAK ULAKBİM Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi Burcu AKCAN Kürşad Yusuf KONUŞ Onur TEMİZSOYLU Pek çok bilim dalında araştırmacılar yüksek hesaplama gücüne sahip bilgisayarlara ihtiyaç duymaktadır. Bu tip bilgisayarların her araştırma grubu için ayrı ayrı sağlanmaları ekonomik açıdan verimli olmamaktadır. Türkiye deki araştırmacıların da uluslarası ve rekabetçi çalışmalarına imkan verebilmek için UlakNet üzerinde bu tip araştırmalara destek verecek, yurt dışındakilere benzer bir merkez kurulması planlanmıştır. Yeni UlakNet altyapısının 2002 senesi sonunda hizmete geçmesi ile üniversiteler, uzak hesaplama, depolama, bilgi alma kaynaklarına erişim için yeterli bant genişliklerine sahip olmuştur. Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi kurulurken, ortak kullanım, profesyonel teknik destek verebilecek personelin tek bir noktada bulundurulması, yazılım lisanslarının tek bir sistem için alınması gibi ekonomik avantajları dışında benzer konularda çalışan araştırmacıların bir araya gelmesi de planlanmıştır. Türkiye de bu merkezden yararlanmak isteyebilecek araştırmacıları tespit etmek, kurulması planlanan merkezde hizmet verecek paralel küme bilgisayarın donanım ve yazılım gereksinimlerini belirlemek için 2002 yılı sonunda TÜBİTAK tarafından üniversitelere anket niteliğinde bir form gönderilmiştir. Ankete 30 üniversiteden 108 araştırmacı ve araştırma grubu cevap vermiştir. Ankette kurulması planlanan küme bilgisayar üzerinde çalışmayı planladıkları projeler de sorulmuştur. Projelerin 81 tanesi yapı üzerinde çalışabilir görülmüştür. Ayrıca bu anket sonucunda paralel bilimsel ve mühendislik hesaplamaları konusunda çalışan ve destek alınabilecek deneyimdeki araştırmacılar da tespit edilmiştir. Linux Küme Bilgisayar TÜBİTAK tarafından yapılan anket sonucunda ortaya çıkan ciddi talebi karşılamak için 2003 senesi başlarında TÜBİTAK ULAKBİM de Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi için çalışma başlatılmıştır. Merkezde kullanıcılara hizmet verecek ilk sistemin mimarisinin seçiminden önce SUN, SGI, IBM gibi çok işlemcili, yüksek performanslı bilgisayar üreticileri ile görüşülmüştür. Anket sonucu kaba yapısı ortaya çıkan işlemcili, işlemciler arası en az 1 Gbps iletişime sahip bilgisayar yapısının kesin donanım, ağ ve yazılım gereksinimlerini belirlemek için benzer küme bilgisayarlarla çalışmakta olan Bilkent Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği nden Prof. Dr. Cevdet Aykanat ve araştırma grubu ile çalışılmıştır. Fiyat/performans, garanti dışı bakım maliyetleri, ilerleyen senelerde uç bilgisayarların rahatlıkla masaüstü bilgisayar olarak kullanabileceği gibi avantajları yüzünden marka bağımsız bir Linux küme bilgisayarı kurulması düşünülmüştür. Haziran 2004 te yayımlanan dünyanın en güçlü bilgisayarlarının seneleri arasında mimari trendi grafikleri 1 / 11

2 Dünyanın en güçlü süper bilgisayarlarının sıralandığı TOP500 listesinde (Haziran 2004 istatistikleri) 291 küme bilgisayar sistemi yer almaktadır. Bunların 287 tanesi Intel işlemcilidir. Donanım seçiminde izlenen yol benzer bir şekilde işletim sistemi seçiminde de izlenmiştir. Öncelikli olarak anketten çıkan kullanıcı profili incelenmiştir. Alınabilecek paket programların ve geliştirilebilecek programların çalışabileceği en uygun işletim sisteminin Linux olduğu değerlendirilmiştir. Yönetilebilirlik, ticari bir firma kökenli olmayışı, pratik güncellenebilirlik gibi sebeplerden Debian Linux dağıtımı tercih edilmiştir. Uç hesaplama bilgisayarlarının ve sunucuların bağlantısı için gigabit ethernet teknolojisi tercih edilmiştir. Prof. Dr. Aykanat grubu ile yapılan çalışmalar sonucu seçilen uç bilgisayar anakart mimarisinin (32 Bit PCI veriyoluna bağlı gigabit ethernet kartlarına sahip olması nedeni ile) verebileceği maksimum bant genişliği ve paket performansı yaklaşık olarak belirlenerek, tüm sistemin ağda sıkışmadan kullanılmasını sağlayabilecek minimum bir anahtarlama cihazı konfigurasyonu çıkarılmıştır. TÜBİTAK ULAKBİM binasının 2. katında hizmet veren Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi, kullanıcıların, teknik destek ekibinin çalışabileceği bir çalışma ortamı ve küme bilgisayar sisteminin yer aldığı sistem odası kısımlarından oluşmaktadır. Sistem odası kısmının teknik alt yapısı hazırlanmadan önce kurulacak sistemin her bir parçasının güç, soğutma, kablolama gereksinimleri incelenmiştir Ekim ayında donanımlar teslim edilmiştir. Yaklaşık bir hafta gibi kısa bir sürede bütün donanım test edilmiş ve sistem çalışır hale getirilmiştir. Merkezin ve sistemin maliyetleri aşağıda verilmiştir: Sistem aşağıdaki sunucu ve uç bilgisayarlardan oluşmaktadır: 128 adet uç hesaplama bilgisayarı: Intel Pentium Ghz İşlemci 2 x 512Mbyte İkili Kanal bağlı PC2700 DDR RAM Asus P4P800 Anakart Anakarta Bütünleşik 1Gbps 3C940 Ethernet Kartı 80 Gbyte SATA Sabit Disk 2 adet sunucu bilgisayar 2 x Intel Pentium 4 Xeon 2.8 Ghz İşlemci 2 x 1Gbyte PC2100 ECC DDR RAM Intel SE7505VB2 Sunucu Anakartı 80 Gbyte SATA Sabit Disk 4x160 Gbyte SATA Sabit Disk ve Intel SRCS14L Kart ile oluşturulan RAID disk yapısı 3 x Intel Pro1000 1Gbps Ethernet Kartı Sistemin ağ bağlantısı 144 adet Gigabit Ethernet arayüzüne sahip bir Cisco Catalyst 6509 anahtarlama cihazı ile sağlanmaktadır. Uç ve arayüz bilgisayarlar başına bir adet, sunucu başına üç adet gigabit ethernet arayüzü kullanılmıştır. Ayrıca anahtarlama cihazı (dolayısı ile Linux küme bilgisayar sistemi) UlakNet altyapısı ile 100 Mbps ile bağlıdır ve yakın kampüslerle 1 Gbps hızda bağlanabilmektedir. Altyapı (Klima, Elektrik, Kablolama) $ Bilgisayarlar $ Gigabit Anahtarlama Cihazı $ Toplam $ İşlemci Başı Maliyet $ 2 / 11

3 Sistemde kurulum sırasında değiştirilen donanım dışında 2004 senesi içinde aşağıdaki sayıda ekipman yapılan standart testler dışında arıza yapmıştır: 45 Güç Ünitesi, 6 adet 512 Mbyte DDR PC2700 RAM, 2 Adet 80 Gbyte SATA Sabit Disk, 1 Adet Asus P4P800 Anakart Her ne kadar istenen sertifikaları ve standartları sağlasa da Türkiye de satılan kişisel bilgisayarların güç kaynaklarının çoğu tam yük altında uzun süre çalışamamaktadır. Kötü üretilmiş güç kaynakları ağır yük altında arıza yapmış ve bunlar garanti kapsamında değiştirilmiştir. Küme bilgisayarın toplam belleğinin 128 Gbyte olması büyük matris işlemlerinin yapılmasına olanak vermiştir. Bu noktada oluşturulan matrisler, bellek birimlerinin en üst noktalarını dahi kullandıklarından sistemde bulunan DDR RAM lerin sağlıklı çalışması çok önemlidir. Bunu sağlamak için bilgisayarları teslim alırken bütün uç bilgisayarlar üzerinde standart donanım testleri dışında toplam 25 testten oluşan ve 50 kere farklı bellek bit kalıbı ile tekrar edilen bir test uygulanmıştır. Bunun sonucunda yaklaşık 80 adet DDR RAM yenileri ile değiştirilmiştir. Bu test altı ayda bir tekrarlanmaktadır. Yüksek maliyetleri, sistemin kurulduğu tarihte daha düşük performansa sahip olmaları ve sadece sunucu anakartlarında kullanabilinmeleri yüzünden ECC (Hata bulma ve düzeltme) teknolojisine sahip bellekler sistemde kullanılmamıştır. Tek bir araştırma konusunun çalışacağı ve işin önceden bellek kullanımının iyi tanımlandığı bir sistem söz konusu olmadığı içinde bu tip belleklerin kullanımı gerekli görülmemiştir. Kısaca sistemin iki zayıf yönünün bulunduğu görülmüştür. Belleklerin çıkartabileceği sorunlar öngörülmüş ve hazırlanan standart testler ile bu zayıflık ortadan kaldırılmıştır. Kötü üretilmiş güç üniteleri ise zamanla elenmiş ve garanti kapsamında değiştirilmiştir. Sistemin performansını değerlendirmek için TOP500 listesindeki sistemlerin de değerlendirilmesini sağlayan Linpack testinin bu tip küme bilgisayarlar için oluşturulmuş bir sürümü olan HPL ( High Performance Linpack ) kullanılmıştır. Sistemin ölçülen performansı yaklaşık 203 Gflop/s değerindedir: T/V N NB P Q Zaman Gflops WR11L2L e+02 Benzer merkezler bu testlerde en yüksek performans değerlerini yakalamak için yaklaşık bir aylık bir çalışma yapmaktadır. Sistemin bir an önce kullanıma açılabilmesi için bu testler defalarca tekrarlanmamıştır. Uç bilgisayarlar üzerinde yer alan gigabit ethernet kartlarının ve gigabit anahtarlama cihazının iletişim performansını test etmek için NetPipe programı kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre uçlar arası iletişim 1 Mbyte üstü mesajlar için 780 Mbps değerlerine ulaşabilmektedir. Uçlar Arası İletişim Performansı Sistemin Kullanımı Kullanıcılarımız, bize daha önceden bildirmiş oldukları IP aralığından ssh protokolünü kullanarak sisteme bağlanmaktadırlar. Kendilerinin bize kullanacaklarını bildirmiş oldukları yazılımların sistem üzerindeki yerlerini belirten ve bu yazılımları çalıştırılabilmeleri için gerekli olan çevre değişkenleri hesaplarının açılması sırasında tanımlanmaktadır. Sistemimizde Intel C++/Fortran 3 / 11

4 Derleyici deneme lisanslı olarak bulunmaktadır. Ayrıca birçok GNU derleyicide mevcuttur. Paralel programlamların derlenmesi ve/veya çalıştırılabilmesi için kullanılan PVM, LAM-MPI, MPICH ve MPICH2 yazılımları Intel ve gnu derleyiciler ile ayrı ayrı derlenerek sisteme yüklenmiş, kullanıcıların performans tercihlerine göre istediklerini kullanabilmeleri sağlanmıştır. Kullanıcıların sistemde olmasını istedikleri serbest yazılımlar (Gamess gibi) ve/veya kütüphaneler tarafımızdan yüklenmiş, lisans gerektiren programların (Abinip, Gaussian gibi) kullanıcıların kendi dizinlerine kendi aldıkları lisansla yüklenmesine olanak verilmiştir. Sistem kaynaklarının (İşlemci, Disk, Bellek, Ağ, Yük durumu gibi) kullanımının incelenmesi ve takip edilebilmesi için Ganglia yazılımı kullanılmaktadır. Yazılımın web arayüzü tarafındaki kodu değiştirilerek sisteme ait sicaklik, fan hızı gibi yeni değerlerinde izlenebilmesi sağlanmıştır. Mevcut yazılım ile aşırı yüklenmiş, ısınmış, cevap veremez duruma gelmiş uç birimlerin tespiti kolaylaşmış makinaya ait geriye dönük bilgiler elde edilebilmiştir. Sistem üzerinde programların çalıştırılabilmesi, çalışan programların yükü az olan uç birimlere dağıtılması, sistemin yüküne göre programın kuyrukta bekletilmesi ve sırası geldiğinde otomatik olarak çalıştırılması gibi olanaklardan faydalanabilmek amacıyla sisteme OpenPBS, Sun Grid Engine yüklenmiş, ancak denemeler sonucu Condor yazılımın kullanılmasına karar verilmiştir. Projeler Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezinin ilk senesinde, Linux küme bilgisayar sistemini kullanmak için başvuran ve projesi sistem üzerinde işleyebilir gözüken her kullanıcıya çalışma izni verilmiştir. Burada planlanmış olan geliştirilme aşamasında olan sistemin mümkün olduğunca çok kişi tarafından test edilmesidir. Kullanıcılarla merkezimiz gerek yüzyüze, gerek e-posta veya telefon ile çalışarak alınan geri beslemeyle sistem daha kararlı, kullanışlı hale getirilmiştir. Sistem, her ne kadar ilk senesinde bir test ortamı olarak düşünülse de kullanım imkanı verilen yaklaşık 40 araştırmacı ve araştırmacı grubunun önemli bir kısmının elde ettiği sonuçlar beklenenin çok ötesindedir. Hesaplarını merkezimizde yaptıkları makalelerini uluslararası alanlarında kabul görmüş dergilere gönderen araştırmacıların ve araştırma gruplarının da yer aldığı kullanıcılarımızın tanıtımları, projeleri, yayınları ilerleyen sayfalarda yer almaktadır. SEE Grid Projesi Merkezin teknik imkanları ile içinde bulunduğu 6. Çerçeve Programı projesi olan SEE Grid ( South Eastern Europe Grid ) Projesinin hedefi, Avrupa Araştırma Alanı na ( ERA - European Research Area ) gelişerek destek verecek Güney Doğu Avrupa Ülkeleri arası grid test yatağını oluşturmaktır. Bölge ülkelerinin kendi Grid lerini oluşturmalarına imkan ve destek verecek insan ağını bir araya getiren SEE Grid Projesi nde bölgesel uygulama yazılımını geliştirmekle sorumlu Türkiye nin rolü büyüktür. TÜBİTAK liderliğinde projeye katılan üç ulusal ortağın grid test sistemi ile Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezinde kurulan test sistemi birlikte çalışarak SEE Grid için ulusal grid test yatağı oluşturulacaktır. SEE Grid Projesi, dışında da bu Türkiye nin iyi tanımlanmış ve devamlı hizmet verecek ilk grid yapısı olacaktır. SEE Grid Proje ulusal ortakları aşağıda verilmiş ve ilerleyen sayfalarda tanıtılmıştır: Bilkent Üniversitesi Bilgisayar Bölümü Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Bölümü İstanbul Teknik Üniversitesi Bilişim Enstitüsü 4 / 11

5 Bilkent Üniversitesi Fizik Bölümü Nanobilim Grubu Prof. Dr. Salim Çıracı, Dr. Tuğrul Senger ve doktora öğrencileri Sefa Dağ, Engin Durgun ve Sefaattin Tongay nanometre ölçeğindeki yapıların mekanik, elektronik ve iletkenlik özellikleri konusunda yoğun bilimsel araştırmalar yapmaktadır. Bu çalışmalarının bir parçası olarak, karbon nanotüpler, silikon, karbon ve metal elementlerinden oluşan atom tellerinin fiziksel özelliklerinin bilgisayar simulasyonları yardımıyla incelenmesi için 2004 Şubat ayından beri merkezimiz bünyesindeki Linux küme bilgisayarları aktif olarak kullanılmaktadır. Bu simulasyonlarda kullanılan programlar paralel tabanlı olup, Linux küme bilgisayarlarda çalışmaya uygun hale getirilmiştir. Hesaplamalı fizik konusunda merkezimizin geliştirilmesi için Prof. Dr. Salim Çıracı ve araştırma grubu ile 2003 yılından beri devamlı bir işbirliği bulunmaktadır. Grup, hesaplamalarının bir kısmını merkezimizde yaptığı projeler için yılları arasında merkezimizden yararlanmak istemektedir. Sürdürülmekte olan projelerin devamı olarak, yıllarında karbon nanotüplerin işlevselleştirilmesiyle aygıt tasarımı ve atom zinciri yapılarının spin bağımlı iletkenlik özelliklerinin incelenmesi konularında çalışmalar planlanmaktadır. Aktif olarak küme bilgisayarlarda çalışmaya başlanan dönemden günümüze grubun hazırladığı basılmış ve basılacak durumda olan makaleler aşağıda verilmiştir: Karbon nanotüp yapıları benzersiz mekanik ve elektronik özellikleriyle, nano boyutlu aygıt uygulamalarında ve bu aygıtlar arasında iletken bağlantı telleri olarak kullanıma uygun malzemelerdir. Bu çerçevede, titanyum atomları ile kaplanan karbon nanotüpler incelenerek yüksek iletkenlik ve manyetik özellikleri olduğu gösterildi. Benzer şekilde, galyum atomlarının karbon nanotüp üzerinde atom zincirleri oluşturabileceği, ve kaplama yoluyla karbon nanotüplerin iletkenliklerinin artırılabileceği gösterildi: High-conducting magnetic nanowires obtained from uniform titanium-covered carbon nanotubes S. Dag, E. Durgun, and S. Ciraci Phys. Rev. B 69, (2004) Theoretical Study of Ga Based Nanowires E. Durgun, S. Dag, and S. Ciraci Phys. Rev. B (basım aşamasında) fiziksel özelliklerinin temel ilkelerden yola çıkarak araştırılıp hesaplanması hem temel bilimsel hem de teknolojik açılardan büyük önem taşımaktadır. Bu kapsamda yaptığımız çalışmalarda karbon, silikon ile III-V ve II-VI bileşiklerinden elde edilen atom tellerinin elektronik iletkenlikleri hesaplandı ve yapısal özellikleri incelendi. Ayrıca bu tellerin, kobalt, krom gibi geçiş metalleriyle katkılandığında spin bağımlı iletkenlik uygulamaları açısından çok önemli olan half-metal özelliği taşıdığı ilk defa gösterildi: Ab-initio electron transport calculations of carbon based string structures S. Tongay, R. T. Senger, S. Dag, and S. Ciraci Phys. Rev. Lett. 93, xxxxxx (2004) (basım aşamasında) Atomic strings of group IV, III-V, and II-VI elements S. Tongay, E. Durgun, and S. Ciraci Appl. Phys. Lett. (kabul edildi) Carbon string and tubular structures: Firstprinciples calculations of structural, electronic and transport properties S. Tongay, R.T. Senger, S. Dag, and S. Ciraci Phys. Rev. B (gönderildi) Half-metallic properties of linear chains composed of silicon- and carbon-transition metal compounds S. Tongay, S. Dag, E. Durgun, R. T. Senger, C. Y. Fong, and S. Ciraci Phys. Rev. Lett. (gönderildi) Yakın zamanda, çok ince altın tellerin sarmal tüp formunda özel yapılar oluşturduğu deneysel olarak gösterilmiştir. Deneysel gözlemleri destekleyen ve açıklayan çalışmamızda, bu yapıların kararlılıkları, yapısal özellikleri incelenerek elektronik iletkenlikleri hesaplandı: Chiral single-wall gold nanotubes R. T. Senger, S. Dag, and S. Ciraci Phys. Rev. Lett. (gönderildi) Hızla gelişmekte olan nanoteknoloji sayesinde düşünülebilecek en ince teller olan tekli atom zincirlerini sentezlemek ve üzerlerinde ölçümler yapmak artık deneysel olarak mümkün olabilmektedir. Bu mutlak bir boyutlu yapıların 5 / 11

6 Orta Doğu Teknik Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Kovan Araştırma Laboratuvarı Kovan Araştırma Laboratuarı, doğadan esinlenmiş akıllı sistemlerin sentezini çalışmak için kurulmuştur. Araştırma konuları arasında sosyal böceklerden biyolojik nöral sistemlere birçok alan yer alır. Merkezimizde Yrd. Doç. Dr. Erol Şahin liderliğindeki laboratuvarın da çalışanları, Paralel genetik algoritmayla robot kontrol programı evrimleştirilmesi ve robot simülasyonu konulu projesi ile çalışmaktadır. Küme bilgisayar sistemini, evrimsel algoritmaların paralel olarak çalıştırılabilmeleri için kullanmaktadırlar. Çalışmalar otonom gezer robotların kontrol sistemlerinin evrimsel yöntemlerle geliştirilmesini amaçlamaktadır. Otonom gezer sistemlerini, fiziksel gerçeklikte simule edecek bir model yaratılmıştır. Bu modellerde, robotlarin kontrol sistemleri değişik parametreler altında belli süreler için simüle edilip, kontrol sisteminin başarımı ölçülmektedir. Ölçülen başarıma göre bir sonraki değerlendirmelerde kullanılacak parametreler evrimsel algoritmalarla hesaplanmaktadır. Her başarım ölçümü için gereken simulasyon ölçümü bir PC (Pentium 4, 2 GHz) üzerinde saniye gibi bir işletim süresine gerek duymaktadır. Evrimsel algoritmalarda bu başarım ölçümlerinden onbinlercesinin yapılması gerekmektedir. KOVAN tarafından geliştirilen PES (Paralel Evrim Sistemi) yazılımı [1], PVM kütüphanesi kullanarak, başarım ölçümlerini bir dizi bilgisayara dağıtabilmektedir. PES, TÜBİTAK ULAKBİM'deki küme bilgisayar sistemine kurulmuş ve çalışmalarında 100 kata yakın (tek bir PC'de 3-4 gün süren deneyler, sistem üzerinde 1-2 saate inmiştir) bir hızlandırma sağlamıştır. [1] PES: A system for parallelized fitness evaluation of evolutionary methods. Soysal O., Bahceci E., and Sahin E. (2003) In A. Yazici and C. Sener, editors, Proceedings of the Eighteenth International Symposium on Computer and Information Sciences (ISCIS), Lecture Notes in Computer Science 2869, pages , Springer-Verlag, Heidelberg, Germany. Boğaziçi Üniversitesi Kimya Bölümü Hesaplamalı Kimya Araştırma Grubu Prof. Dr. Viktorya Aviyente liderliğindeki araştırma grubu, 2004 senesi başında popüler ve dağıtık hafızalı sistemlerde paralel çalışabilen Gaussian yazılımı ile çalışmak için merkezimize başvurmuştur. Sistemin Türkiye deki araştırmacı profiline uygun tasarlanabilmesi için 2002 senesi sonunda TÜBİTAK tarafından yapılan ankette öncelikli alınması gereken bir program olan Gaussian, yazılımı satan firmadan kaynaklanan sorunlar nedeni ile temin edilememiştir. Prof. Dr. Viktorya Aviyente nin önerisi ile 2004 Ağustos ayından itibaren sadece araştırma grubuna ait güvenli bir ortamda, kendi lisanslarını kullanarak sistemimizde çalışmaya başlamışlardır. Grup, aşağıdaki sekiz kişiden oluşmaktadır: Dr. Aylin Konuklar Dr.Alimet Özen Saron Çatak (Doktora Öğrencisi) Cem Öztürk (Doktora Öğrencisi) Kevser Topal (Doktora Öğrencisi) Derya Kut (Yüksek Lisans Öğrencisi) İsa Değirmenci (Yüksek Lisans Öğrencisi) Prof. Dr. Viktorya Aviyente Boğaziçi Üniversitesi Kimya Bölümü 6 / 11

7 Doç. Dr. Nejat Bulut Koç Üniversitesi Fizik Bölümü Doç. Dr. Nejat Bulut Linux küme bilgisayarda 2003 Aralık ayından beri çalışmaktadır. Yanda detaylı bir şekilde anlattığı Hubbard modeli hakkında yaptığı hesapların sonuçlarını anlatan iki makaleyi yayınlanmaları için sunmuş bulunmaktadır. Ayrıca bu hesapların sonuçlarını aşağıda belirtilen üniversitelerde seminer vererek anlatmıştır: Katıhal semineri, Fizik Bölümü, ETH Zürich, 8 Ocak Katıhal semineri, Fizik Bölümü, Michigan Üniversitesi, Ann Arbor, 10 Şubat Katıhal semineri, Fizik Bölümü, Stanford Üniversitesi, 19 Şubat Katıhal semineri, Fizik Bölümü, California Üniversitesi, Berkeley, 23 Şubat Katıhal semineri, Madde Araştırmaları Enstitüsü, Tohoku Üniversitesi, Sendai, 2 Eylül Doç. Dr. Bulut, merkezimizde Hubbard modeli ile ilgili Monte Carlo hesaplarına devam etmek istemektedir. Hubbard merdiveninde daha düşük sıcaklıkları, ikiboyutlu Hubbard modelinde ikinci-komşu örgü noktaları arasındaki elektron sıçramalarının etkilerini yaklaştırma yapmaksızın incelemek istemektedir. Kısa zaman önce kobalt-oksit bileşiklerinde keşfedilen süperiletkenliğin üçgen veya Kagome örgülü Hubbard modeli ile ilgili olabileceği düşünülmektedir. Bu modellerle ilgili yaklaştırma içermeyen hesaplamalar yok denilecek kadar azdır. Doç. Dr. Bulut Üçgen ve Kagome Hubbard modellerinin manyetik, tek-elektron ve süperiletkenlik özelliklerini incelemek üzere yeni bir projeye başlamıştır. Bu proje için de merkezimizi kullanmak istemektedir. Doç. Dr. Nejat Bulut un merkezimizde hesaplama kısımlarını yaptığı ve belirtilen dergilere yayınlanması için sunduğu makaleleri: Pairing correlations in the two-leg Hubbard ladder, Journal of Physics and Chemistry of Solids Doç. Dr. Nejat Bulut Koç Üniversitesi Fizik Bölümü Yüksek sıcaklıkta süperiletken olan bakıroksit bileşikleri elektronların kuvvetli etkileştiği maddelerdendir. Bu bileşiklerin elektronik özelliklerinin çoğunun iki boyutlu Hubbard modeli ile açıklanabileceği düşünülmektedir. Bu modelin kuvvetli etkileşiyor olması hesaplamalarda yaklaştırma yapmayı olanaksız kılmaktadır. Hubbard modelinin, kırk yıl önce bulunmuş olmasına rağmen, henüz bir boyut dışında analitik çözümü mümkün olmamıştır. Kuantum Monte Carlo simularyonları ile Hubbard modelinin özelliklerini çalışmak mümkündür. İki-boyutlu Hubbard modeli hakkında bugün bilinenlerin çoğuna nümerik hesaplar sonucu ulaşılmıştır. Çalışmalarımda Hubbard modelinde süperiletkenlik olup olmadığını araştırmaktayım. Özellikle de Hubbard modelinin yüksek sıcaklık süperiletkenliği ile olası bağlantısını inceliyorum. Bu sebeple daha önce iki-boyutlu Hubbard modelini inceledim. Bir senedir Hubbard merdiveni üzerinde çalışıyorum. Hubbard merdiveni Kuantum Monte Carlo tekniği ile çalışmak için çok uygundur. Bu metodda karşılaşılan fermion sign problemine rağmen çok detaylı çalışmalar yapmak mümkün Aralık ayından bugüne kadar Ulakbim paralel bilgisayarını kullanarak Hubbard merdiveniyle ilgili Monte Carlo hesapları gerçekleştirdim. Çıkan sonuçlar bu modelde süperiletkenliğin beklenenden çok daha kuvvetli olduğunu gösteriyor. Bu sonuç kuvvetli etkileşen elektron maddeleri için oldukça önemli. TÜBİTAK ULAKBİM paralel bilgisayarını kullanmadan bu sonuçlara ulaşmam mümkün olmazdı. Quantum Monte Carlo study of the particleparticle interaction in the two-leg Hubbard ladder, Physical Review B 7 / 11

8 Gürcan Aral İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü Gürcan Aral, Linux küme bilgisayarda 2004 Şubat ayından beri çalışmaktadır. Paralel Moleküler Dinamik yöntemi kullanarak Alüminyum metalinin değişik oksijen molekül yogunluğu ile bu metalin (Al) oksitlenmesini kinetik ve yapısal olarak incelenmektedir. Alüminyum metali endüstride pek çok uygulama alanı olan bir metaldir. Bu metal kolayca oksitlenebilir ve oksitlendikten sonra ise daha kararlı bir yapı oluşturarak alfa-alümina oluşturmaktadır. Bu kararlı yapı ayrıca seramik madde olarak da bir çok yerde karşımıza çıkmaktadır. Ayrıca bu oksitlenme ekzo termik bir reaksiyon olup çok yüksek bir enerji ortaya çıkmaktadır. Bu özelliği kullanılarak uzaya gönderilen uzay araçlarında yakıt olarak da kullanılmaktadır. Daha geniş olarak Alüminyum Oksitlenmenin anlaşılması için; mikroskobik düzeyde anlaşılmasına gerek duyulmuştur. (Moleküler Dinamik Methodu): Bunun için değişik oksijen yoğunluğuna nasıl bağlı olarak canonical ve microcanonical methodlar kullanılarak Alüminyum oksitlenmenin dinamik ve yapısal olarak incelenmesidir. Yrd. Doç. Dr. M. Cemal Geneş Mustafa Kemal Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü 2003 Aralık ayından beri sistemimizde çalışan Yrd. Doç. Dr. Geneş, akışkan-yapı etkileşimi ve yapı-zemin etkileşimi konularında çalışmaktadır. Doç. Dr. Geneş Fortran ve MPI kullanarak geliştirdiği kodları hesaplamalarında kullanmaktadır. Yrd. Doç. Dr. Orhan Dönmez Niğde Üniversitesi Fizik Bölümü Genel Relativistik hidrodinamik denklemleri nümerikolarak çözüp kara delikler (Schwarzchild and Kerr) ve neutron yıldızları etrafında oluşan akresyon disklerin nümerik olarak modellenmesi, aynı zamanda galaksinin merkezindeki büyük kütleli kara delikler ve onların etreafında oluşan disklerin dinamik yapılarının modellenerek incelenmesi konusunda çalışan Yrd. Doç. Dr. Dönmez, ilk hesaplamaları için gereken programı küme bilgisayar üzerinde çalışmak üzere hazırlamıştır. Recep Eryiğit Hacettepe Üniversitesi Fizik Mühendisliği Bölümü Doktora öğrencisi Recep Eryiğit yarı iletken malzemelerin bant yapılarının hesaplanması konusunda çalışmaktadır. Gürcan Aral İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü 8 / 11

9 Bilkent Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Paralel ve Dağıtık Hesaplama Araştırma Grubu Paralel ve Dağıtık Hesaplama Araştırma Grubu, paralel hesaplama konusunda gerek pratik gerekse teorik olarak uzun süredir çalışmaktadır. Grup, son on sene içinde Prof. Dr. Aykanat önderliğinde üç tip dağıtık hafızalı paralel sistemde araştırma ve geliştirme yapmıştır (Intel tarafından desteklenen 32 uçlu ipsc/2 hypercube, Avrupa Birliği destekli 24 işlemcili Parsytec CC24 ve TÜBİTAK tarafından desteklenen 32 işlemcili Beowulf PC küme bilgisayar). Grubun araştırma konuları arasında paralel hesaplama (özellikle dağıtık hafızalı mimarilerde düzensiz ve yapısız uygulamalar), paralel bilimsel hesaplama, paralel grafik uygulamaları, paralel veri madenciliği, yük dengeleme, Coğrafi Bilgi Sistemleri, dağıtık veri tabanları ve grid hesaplama yer almaktadır. Türkiye deki ilk Beowulf tipi küme bilgisayar laboratuvarı grup tarafından kurulmuştur. TÜBİTAK ULAKBİM Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi nde bulunan Linux küme bilgisayarın tasarlanması aşamasında da Prof. Dr. Aykanat ve grubu ile birlikte çalışılmıştır. Grubun bir Altıncı Çerçeve Program projesi olan SEE Grid Projesi nde önemli bir rolü bulunmaktadır. Projenin büyük bir iş yükünü oluşturan bölgesel uygulama geliştirme kısmı grup tarafından geliştirilecektir. Merkezimizde bulunan küme bilgisayarda çalışan grup üyeleri ve çalışma konuları aşağıda yer almaktadır: Bora Uçar (Doktora Öğrencisi): Paralel İşleme Berkant Barla Cambazoğlu (Doktora Öğrencisi): Hiper Çizge Bölümleme Ata Türk (Doktora Öğrencisi): Grid için Paralel-Veri Web Örümceği (SEE Grid için önerilen uygulama projesi) Prof. Dr. Cevdet AYKANAT Bilkent Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Prof. Dr. Cevdet Aykanat ın Özgeçmişi Doktorasını Ohio State University, Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bölümü nden 1988 de aldı. ABD deki Intel şirketinde süper bilgisayar mimarileri üzerinde çalıştı yılından bu yana Bilkent Üniversitesi nde eğitim ve araştırma yapmaktadaır TÜBİTAK Teşvik Ödülü sahibi olan Prof. Aykanat ın makaleleri IEEE Trans. Computers, IEEE Trans. Parallel and Distributed Systems, SIAM J. Scientific Computing, J. Parallel and Distributed Systems, Information Systems, Data Mining and Knowledge Discovery ve IEEE Trans. Computer Aided Design gibi bilimsel dergilerde yayınlanmıştır. Prof. Aykanat yılları arasında Avrupa Birliği tarafından desteklenen büyük ölçekli bir paralel işleme projesinin (ITDC-204) yürütücülüğünü yapmıştır. Prof. Aykanat yakın zamanda IFIP Working Group 10.3 (Concurrent Systems Technology) üyeliğine atanmıştır. 9 / 11

10 İstanbul Teknik Üniversitesi Bilişim Enstitüsü Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi İstanbul Teknik Üniversitesi Bilişim Enstitüsü, SEE Grid Projesinde TÜBİTAK ın bir üçüncü partisidir. Gerek proje kapsamında, gerekse Türkiye de paralel hesaplama ve grid hesaplama konusunda merkezimizin birlikte çalıştığı Bilişim Enstitüsü bünyesinde SUN sunuculardan oluşan Yüksek Başarımlı Hesaplama Merkezi bulunmaktadır. Ayrıca Bilişim Enstitüsünden, Hüseyin Kaya Yüksek boyutlu model gösterim yöntemi ile N-değişkenli Poisson denkleminin sayısal çözümü ve Koray Berk Surface regeneration over scattered points konulu projeleri ile çalışmaktadır. İki projede kendilerinin geliştirdiği MPI tabanlı kodlardan oluşmaktadır. Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, SEE Grid Projesinde TÜBİTAK ın bir üçüncü partisidir. Bölümün merkezimizdekine benzer bir Linux küme bilgisayar laboratuvarı bulunmaktadır. Türkiye deki ilk dağıtık hafızalı paralel işleme çalışmalarından bazıları 1998 senesinde başlatılan ASMA projesinde yapılmıştır. SEE Grid Projesi, TR-Grid oluşumu ve merkezimizin geliştirilmesi için Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü ile yoğun bir işbirliği vardır. Can Özturan Boğaziçi Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği Bölümü 10 / 11

11 TÜBİTAK ULAKBİM - Yüksek Başarımlı Bilgi İşlem Merkezi Teknik Kadrosu Burcu Akcan Kürşad Yusuf Konuş Eğitim Ph.D. of Sc. - Hacettepe Üniversitesi Fizik Mühendisliği (2003) M.Sc. - Hacettepe Üniversitesi Fizik Mühendisliği (1997) B.Sc. - Hacettepe Üniversitesi Fizik Mühendisliği (1995) Bilgisayar Tecrübesi Programlama (F77, ANSI C, Java) Linux Sistem Yönetimi (RedHat, Debian, SuSe) UNIX Deneyimi (SUN, DEC Alpha, IBM) PVM ve MPI ile Paralel Programlama Yayınları Storage Capacity of Extremely Diluted Hopfield Model International Jounal of Modern Physics C, 2004 A Monte Carlo Study of the Storage Capacity and Effects of Correlations in q-state Potts Neuron System International Jounal of Modern Physics C, 2002 Phase Transition and Dual Superconductivity Turkish Journal of Physics, 1998 Scaling of Cluster Fluctuations in Two Dimensional q=5 and 7 State Potts Models Physica A, 1997 Study of Clusters in Two Dimensional Seven State Potts Model Turkish Journal of Physics, 1997 Eğitim B.Sc. - Çankaya Üniversitesi Bilgisayar Mühendisliği (Burslu 2003) Bilgisayar Tecrübesi Programlama (ANSI C, C++, Perl, PHP, Java, Visual C++) BSD ve Linux Sistem Yönetimi (FreeBSD, Debian) UNIX Sistem Yönetimi (Solaris) Veritabanı Yönetimi ve Veritabanı Uygulama Geliştirme (MySQL, Oracle, PostgreSQL) PVM ve MPI ile Paralel Programlama Onur Temizsoylu Eğitim B.Sc. - Orta Doğu Teknik Üniversitesi Elektrik-Elektronik Mühendisliği (2000) Bilgisayar Tecrübesi UNIX, Linux ve BSD Sistemleri Yönetimi Programlama (ANSI C, Perl) Veritabanı Yönetimi (MySQL, Oracle) 11 / 11