TEKNOLOJİ

DigitalAge | 22.07.2019 - 10:49

Ay’dan Mars’a: İnsanlığın atacağı bir sonraki dev adımda bilişimin rolü

Neil Armstrong'un, “İnsan için küçük, insanlık için büyük bir adım” diyerek Ay'a ayak basmasının üzerinden tam olarak 50 yıl geçti. Peki geçmişte bizi Ay’a götüren teknolojik inovasyonlar neydi ve gelecekte hangi inovasyonlar bizi Mars’a götürecek?

50 yıl önce Ay’a ayak basmanın, insanlığın en büyük teknolojik başarılarından biri olarak tarihe geçtiğine şüphe yok. Bizi Ay’a götüren ve üzerinde onlarca şey yazılan teknolojiler, bugün cebimizde taşıdığımız telefonlarla kıyaslandığında sönük kalıyor. Peki geçmişte bizi Ay’a götüren teknolojik inovasyonlar neydi ve gelecekte hangi inovasyonlar bizi Mars’a götürecek?

Ay’a gidebilmemizi sağlayan bilgisayar; bir el çantası büyüklüğünde, portatif, dijital ve genel kullanıma uygun bir bilgisayardı ve eşi benzeri yoktu. Entegre devreyi icat eden Texas Instruments’tan Elektrik Mühendisi Jack Kilby sayesinde bilgisayarların boyutları küçüldü ve böylece uzay mekiklerinde ve ay modüllerinde yer alabildiler.

Apollo 11 görevinde, ilk defa Ay üzerinde bir yazılım çalıştırıldı. Uzayda dijital çağın yükselmesini sağlayan şey ise NASA ve Massachusetts Institute of Technology’nin (MIT) birlikte çalışması oldu.

Uzay keşfinin yeni dönemine hazırlanıyoruz

HPE’nin bir teraflop değerindeki bilişim gücünü Dünya’dan uzaya gönderecek Spaceborne Bilgisayarı’nı oluşturmak için kendi Apollo sunucularını tercih etmesi muhtemelen bir tesadüf değil. Şu anda kullanıma hazır olan Spaceborne Bilgisayarı, Uluslararası Uzay İstasyonu’na (ISS) sığması için özel bir kasa içinde çalışıyor. Bunun ötesinde, Spaceborne sağlamlaştırılmamış (non-hardened) bir donanım ve yazılım üzerinde çalışıyor. Aynı zamanda açık kaynak işletim sistemi olan Red Hat Enterprise Linux ile yönetiliyor.

Uzay mekiğinde bulunan bilişim sistemleri, genellikle özel kullanıma göre ayarlanan ve kozmik ışınlara, yerçekimi güçlerine ve diğer çevresel tehlikelere dayanacak şekilde sağlamlaştırılan cihazlar oluyor. 1961’de gerçekleştirilen ilk insanlı uzay uçuşundan beri donanımın sağlamlaştırılması ve koruması tartışılmaya başlandı. Eğer insanlar ağır çevresel değişimlere uzun süre dayanabiliyorsa, bilgisayarların da dayanabilmesi gerekir.

HPE ve NASA ilk başta Spaceborne’un görevini uzay mekiğinin Mars’a varma süresi olan bir yıllık bir deney olarak planlamıştı. Buradaki amaç, değişen bir radyasyon ikliminde cihazları ve verinin yoğun olarak kullanıldığı uygulamaları çalıştırmak ve güneş radyasyonunun sistemler üzerindeki etkilerini çalışırken belirlemekti. ISS’te geçen 615 günün ve kat edilen yaklaşık 228 milyon milin ardından 4 Haziran 2019’da Spaceborne bilgisayarı, SpaceX’in Dragon 9 uzay mekiğiyle Dünya’ya geri döndü.

Mars’ta koloni kurmak gibi uzay keşfinin yeni mil taşına adım adım yaklaşırken, bu projenin çıktıları, bilim adamlarının kullanıma hazır donanımları herhangi bir pahalı ve büyük koruma kaplamasına ihtiyaç duymadan uzayda nasıl kullanabileceklerine dair yeni yollar bulmalarına yardımcı olacak. Proje aynı zamanda standart işletim sistemi ve yazılımı kullanan ticari bilgisayarlarının, insanları Mars’a taşımak için kullanılabileceğini de onaylar nitelikte. Çünkü bu makineler Kızıl Gezegen’in yüzeyine teslim edilebilecek ve araştırma ve deneyler yapmak için bilim adamları ve saha personeli tarafından hizmete alınabilecek.

Artan açıklık ve işbirliği

Dünyaya geri döndüğümüzde ise, araştırma enstitüleri ve dünyanın dört bir yanındaki ulusal laboratuvarlar uzay biliminin hayal edilebilen tüm alanları üzerinde yüzbinlerce saat zaman harcıyor. Bu sırada araştırmalarda kullanılan yüksek performanslı bilişim (HPC) sistemlerinin ezici bir çoğunluğunda açık kaynak yazılımları bulunuyor.

Bugün en güçlü 500 süper bilgisayarın tamamı bir tür Linux üzerinde çalışıyor. Hatta sıralamada ilk ikide yer alan Summit ve Sierra’da Red Hat Enterprise Linux çalışıyor. Açık kaynak yazılım ekosistemi gibi, uzay araştırmaları ekosisteminin de bilgiyi paylaşmanın ve ortak bilgi kaynağına katkıda bulunmanın temelleri üzerine inşa edilebileceği ihtimali hiç de uzak değil.

Uzay araştırmaları ekosisteminin başarısının arkasında yatan önemli etmenler:

● Ülkeler arasında işbirliğini güçlendirmek için açık teknolojilerin kullanımı,
● Yapay zekadan güç alan bilimsel araştırmalar,
● Ülkelerin çabalarını güçlendiren ve akademik araştırmalara ek fon sağlayan SpaceX gibi ticari şirketlerin aktif katılımı olarak sıralanıyor.

Bu iddialı hedeflerin gerçekleşmesi birkaç yıl sürecek ancak şimdiden büyük yol katedilmiş durumda. Açık kaynak yazılımı uzayda halihazırda çalışıyor, yapay zeka ve öğrenen makineler iletişim ve yön bulma için uzay mekiklerinde kullanılıyor ve uzay ekonomisiyle ilgilenen ticari şirket sayısı her geçen gün artıyor.

Açık kaynak inovasyonu donanım tasarımını da etkisi altına alıyor

Bilgisayar donanımlarının da yazılımla aynı yolu takip edeceğini tahmin ediyoruz; bir diğer deyişle, açık kaynak tasarım prensiplerini kullanan birçok tarafın RISC-V’deki gibi bir arada çalışmasıyla bir uzay mekiğinin ya da iniş modülünün beynini çalıştıracak işlemciler yaratılabilir.

Elektronik tasarım için giriş engelini azaltmayı ana hedeflerinden biri yapan inisiyatifiyle DARPA, mikroelektronik topluluğu ile birlikte çalışarak yeni bir inovasyon çağı oluşturmak için işbirliğine dayalı, maliyetin paylaşıldığı bir araştırma gündemini oluşturmayı amaçlıyor. DARPA, bir dereceye kadar açık kaynaklı donanım tasarımlarına yardımcı oluyor.

DARPA projesi, bir işlemci tasarımının araştırma ve geliştirme maliyetlerini milyarlarca dolardan on bin dolar seviyesine getirebiliyor hatta daha azına bile indirebiliyor. Günümüzde yeni silikon bir donanımın üretime hazır hale gelmesi 2-3 yıl sürüyor. Bu süreyi de haftalara indirebiliyor.

Dünyanın ne kadar değiştiğine ve bunun ne kadar hızlı gerçekleştiğine bir bakın. Bu yüzden uygulanabilir ve erişilebilir donanım tasarım standardı oluşturmak çok önemli. DARPA’nın da dediği gibi: “Geleneksel olandan uzaklaşmamız ve inovasyonu benimsememiz lazım.”

Yeni bilişim ihtiyaçlarına ayak uydurmak

Metalaştırma ve standartlaştırma çabaları süper bilgisayarları markalı ürünlerden uzaklaştırıp daha açık tasarımlara nasıl dönüştürdüyse, Mars’a yolculuk yapmayı ve insanlı uzay keşiflerini mümkün kılmak istiyorsak, bilişim altyapısına olan yaklaşımımızı da öyle temelden değiştirmemiz gerekiyor.

ISS’teki bazı bilgisayar sistemleri 20-25 yaşında. Uzaya bir kere çıktıklarında genelde orada kalıyorlar. Bugün Dünya’da kullandığımız bilgisayarlar, uzayda çalışan bilgisayarlara kıyasla 1000 kat daha güçlü.

İşte tam da bu noktada, birleştirilebilir altyapı fikri, özellikle uzun uzay görevleri göz önünde bulundurulduğunda çok ilginç bir hale geliyor. Birleştirilebilir altyapı; bilişim, depolama ve ağ cihazlarına tıpkı bir kaynak havuzu gibi yaklaşıyor ve gerçek zamanlı bir şekilde ihtiyaç duyduğu iş yüküne göre onları kullanıyor.

Bu yaklaşım, kaynak kapasitesinin talep edildiği ve paylaşılan bir havuzdan sağlandığı bir buluttan çok da farklı değil. Aralarındaki fark, birleştirilebilir altyapı, kurumsal veri merkezindeki bir alanda bulunuyor. Veya bu durumda bir uzay mekiğinde bulunuyor. Bir uzay mekiği dünyadan yörüngeye gittiğinde, oradan da uzak gezegenlere yol aldıkça amaç ve bilişim ihtiyaçları da değişiyor.

Örnek vermek gerekirse, Mars One gibi kolonileşme çalışmalarında modül bir kere iniş yaptığında bir daha Mars’tan ayrılmayacak. Modüldeki bilişim sistemlerinin de taşınabilir bir bulut olması gerekiyor, Hatta mümkünse kendini tanıyan; kendisini akıllı bir şekilde işlemci, hafıza ve depolama gibi temel bileşenlerin yerini tutacak şekilde yapılandırabilen; genel kullanıma uygun işletim sistemini ve orkestrasyon yazılımını çalıştırabilen bir bulut olması iyi olur.

Yapay zeka ile insanların kabiliyetini artırmak

Özellikle sorun çözmede dünyanın en değerli birimi insanın zamanı (adam-saat). Öğrenen makineler ve yapay zeka, sektörleri genel olarak insanların zamanlarını yüksek değerli sorunlara odaklanarak harcamasını sağlayacak şekilde dönüştürüyor.

Bilgisayarların veri topladığı, analiz ettiği ve bu verilerden yola çıkarak herhangi bir insan müdahalesi olmadan uçuş sırasında ne yapacağına karar verdiği uzayda, teknolojiler gerçekten de dönüştürücü bir etkiye sahip oluyor. Bir insanı uzaya göndermek son derece pahalı. NASA’nın haziranda ISS’i kişilerin ve ticari şirketlerin ziyaretine açacağını ve fiyatın da bir astronot için gecelik 35.000 dolar olduğunu duyurdu.

Eğer bir bilgisayar teknisyenine veya mühendisine, ya da bir astronotun sahip olması gereken bilgilere duyulan ihtiyaç birleştirilebilen altyapıyla ve yapay zekayla ortadan kalkarsa, son derece becerikli ve elinden her iş gelen kişiler yerine daha fazla uzman mekikte yer alabilir. Görevi göz önünde bulundurduğumuzda, bu durum Mars’ta kolonileşme için gereken esas becerilere sahip daha fazla kaşifin ve bilim adamlarının uzaya gönderilebilmesi anlamına geliyor.

İnsanın Ay’a gitmesi, inovasyonu benimsemesi ve gelenekselden uzaklaşması sayesinde gerçekleşti. Kızıl Gezegen’e ve ötesine gitmek için de kullanıma hazır, modüler ve kendi kendisine öğrenebilen bilgisayar altyapılarını hizmete alış şeklimizde, donanımı tasarlamada olduğu gibi, temelden bir değişiklik yapmamız gerekiyor. Aynı zamanda tüm ekosistemin de yapılabileceklerin sınırını aşmak için bir araya gelmesi gerekiyor. Apollo görevini başarıya taşıyan şey bu ruh ve sınırları zorlama arzusuydu.

Bu ruhu bir kere daha bulmamız gerekiyor ve bu iş için açık kaynak topluluklarındaki inovasyon ve işbirliğinden daha iyi bir yer yok. İnsanlığın sınırlarını ileriye taşımada açıklık ve şeffaflık kritik bir role sahip. Bu yüzden NASA bile en önemli problemlerini açık kaynak ve kitle kaynak çalışmasıyla çözüyor.

Red Hat Gelişmekte olan Teknolojiler Küresel Evangelisti Yan Fisher