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ちょっと教えたいお話   スーパーコンピュータ/HPC

  • スー パーコンピュータは、一般的なPCやサーバと比較してはるかに高い演算性能をもっており、 大規模な気象・災害予測、計算科学、物理シミュレーションなど、さまざまな分野での研究・開発などにおいて欠かせないツールとなっています。現在、神戸市 のポートアイランドで整備が進められている次世代スパコン「京」は、完成予定の2012年に世界第1位となることを目標にしています。

 HPC とスーパーコンピュータ

 HPC(high-performance computing)は、単位時間内の非常に計算量の多い処理を指して用いられる用語です。このような計算処理は、大規模な気象・災害の予測、分子・材料 の研究、ゲノム情報解析などの医療・生命科学、騒音・音響・流体(水・風・熱など)などの解析、各種大規模実験の事前実験化(衝突実験・物理実験など)や 宇宙科学の分野などでシミュレーション・可視化の際に用られます。

 HPCを行う手段としては、超高速処理が可能なコンピュータであるスーパーコンピュータ(以下、スパコン)を使う方法が一般的です。スパコンに明確な基 準はありませんが、概ねその時代の一般的なPCやサーバと比較して、はるかに高い演算性能(1,000倍以上)を持ちます。現在、文部科学省では1.5テ ラFLOPS(=1秒間に1.5兆回の計算性能)以上の性能を持つコンピュータをスパコンとして位置づけています。

 一般的なPCとスパコンの大きな違いは、処理を並列で実行できる点にあります。前者は、1つの命令に対して1つの処理を実行しますが、システム中に数十 から数十万個のプロセッサが搭載されているスパコンは、多数の計算を並行して実行することで超高速化が実現できる構造となっています。

 このように、スパコンでは、一般のPCで処理できないような大規模な気象・災害予測、計算科学、物理シミュレーションなど、幅広い分野における計算を行 うことができます。コンピュータ上の計算でさまざまな現象を再現するシミュレーションは、理論、実験に次ぐ第3の手法として、あらゆる研究開発において欠 かせないツールとなっています。

 2010年11月現在、スパコン世界上位500位までのランキング状況(TOP500)では、中国の天津国立スパコンセンターの「天河1号A」が世界最 速となっており、約2.6ペタFLOPS(1ペタ=1秒間に1京回の計算性能)を達成しています。TOP10には中国の国産スパコンが3位にもランクイン しているほか、米国製(6台)、フランス製のものもランクインしています。

 日本では、東京工業大学のスパコン「TSUBAME2.0」(NEC/HP製)が4位を獲得し、第33位に日本原子力研究開発機構、第42位に東京大学 物性研究所、第54位には2002〜2004年の間、世界最速であった(独)海洋研究開発機構の「地球シュミレータ」が続いています。

▲建設が進む“京”(計算科学研究機構)、
FOCUS とは渡り廊下で接続される
▲FOCUS 内に設置が進むスパコン


 次世代スパコン 京速コンピュータ「京」

  現在、独立法人理化学研究所によって、次世代スパコン(京速コンピュータ「京」)の整備が兵庫県神戸市のポートアイランドにて進められています。 「京」は、現在世界最速の約4倍となる10ペタFLOPS級の性能を実装し、完成予定の2012年に世界第1位になることを目標としています。

 この次世代スパコン「京」が建設される神戸市のポートアイランド第2期エリアは、医療・バイオ系の企業や研究所および市民病院(移転)、最先端医療セン ターを集約することによって医療産業都市を目指しています。また神戸大学、兵庫医療大学、神戸夙川学院大学、神戸女子大学の4つの大学も建設中で、学術研 究拠点として発展することも期待されています。

 フォーラムエイトでは、2012年4月に次世代スパコン「京」に隣接して建設される「高度計算科学支援研究室 (財)計算科学振興財団(FOCUS)」 内に“スパコンクラウドサービス研究室”を開設し、22テラFLOPS(=1秒間に22兆回の計算性能)以上のスパコンを利用したサービスの提供を開始す る予定です。将来的には、2012年スタートの次世代スパコン「京」の活用ができるようサービスの高度化を目標としています。

スパコンを利用したフォーラムエイト提供予定サービス
  • 3DVR クラウドサービス“VR-Cloud(TM) サービス”
  • UC-win/Road、CG ムービーサービス
  • 解析支援サービス、“スパコンオプション”
  • 解析クラウドサービス、“Engineer's Studio(R) for SaaS”
  • 騒音音響スパコン解析、シミュレーションサービス
  • 風・熱流体スパコン解析、シミュレーションサービス




     
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