[技術解説]

幾重もの壁を突破し、前進する基盤技術 (Part 3)

2011年8月23日(火)

いくつもの壁を突破し、前進する基盤技術 プロセサやネットワークといったITの基盤技術の進化に、ブレーキは存在しない。 過去を振り返っても、近い将来に目を向けても、そこにあるのはアクセルだけだ。 パート3では、超速・超簡単・超安全に向かって加速する基盤技術をみていく。栗原 雅、鳥越 武史(編集部)

幾重にも立ちはだかる壁を突き抜けて、ITは着実に前進する─。理化学研究所と富士通が共同開発中のスーパーコンピュータ「京(けい)」が処理性能で世界1位に輝いたという知らせを耳にして、そのことを改めて実感した読者は少なくないだろう(写真3-1)。

スーパーコンピュータ「京」
写真3-1 2011年6月、国内勢としては7年ぶりに世界最高性能を勝ち取ったスーパーコンピュータ「京」。毎秒8162兆回の浮動小数点演算をこなす 提供:理化学研究所

京の開発プロジェクトは、NECと日立製作所の離脱や行政刷新会議での事実上の予算凍結判定だけでなく、「東日本大震災で部品調達が遅れかねない危機にもさらされた」(スパコン開発をけん引する富士通の新庄直樹統括部長)。当然、プロセサの動作周波数を高めることで生じる消費電力の増大や、並列度の向上に伴う通信のオーバヘッドの発生などの技術的な壁にも直面し、突破してきた。量子力学を応用した「量子コンピュータ」や、アメーバ状に体の形を変える菌を用いた「粘菌コンピュータ」、遺伝子の反応を利用する「バイオコンピュータ」など研究段階にある技術も、いずれ実を結ぶはずだ。

[スーパーコンピュータ]
ぶっちぎり世界一の性能で環境や防災、防衛に貢献へ

京は、毎秒1京回の浮動小数点演算、すなわち10ペタFLOPS(ペタは10の15乗)の処理性能を目指しているスパコンである。2011年6月に発表されたスパコンの世界ランキング「TOP500」において、連立一次方程式の処理速度を測るベンチマーク「LINPACK」で、目標に迫る8.162ペタFLOPSを達成(表3-1)。2位の中国「天河1A号」と3位の米国「Jaguar」に対して、それぞれ約3.2倍と約4.6倍という「圧倒的な性能差」(理化学研究所 計算科学研究機構の平尾公彦機構長)をつけてトップの座を獲得した(写真3-2)。国産スパコンが1位を奪取したのは、2004年6月までの2年半にわたり首位を維持していたNECの「地球シミュレータ」以来、7年ぶり。

表3-1 2011年6月に第26回国際スーパーコンピューティング会議で発表されたスーパーコンピュータの世界ランキング。理化学研究所と富士通が開発した「京」は処理性能で他に大きく水をあけ、ぶっちぎりの1位となった
表3-1 2011年6月に第26回国際スーパーコンピューティング会議で発表されたスーパーコンピュータの世界ランキング。理化学研究所と富士通が開発した「京」は処理性能で他に大きく水をあけ、ぶっちぎりの1位となった
スーパーコンピュータ「京」を共同開発した理化学研究所と富士通の代表ら。写真は左から理化学研究所の平尾 公彦 計算科学研究機構機構長、同研究所の野依 良治理事長、富士通の間塚 道義代表取締役会長、同社の井上 愛一郎常務理事
写真3-2 スーパーコンピュータ「京」を共同開発した理化学研究所と富士通の代表ら。写真は左から理化学研究所の平尾 公彦 計算科学研究機構機構長、同研究所の野依 良治理事長、富士通の間塚 道義代表取締役会長、同社の井上 愛一郎常務理事

京は複数のプロセサで並列処理を実行するスカラー型のスパコンだ。富士通製のマルチコアプロセサ「SPARC64 VIIIfx」を1ラックにつき約100個搭載し、「Tofu」と呼ぶ低遅延タイプの独自のインターコネクト技術でプロセサ間を接続する仕組みになっている。

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