動き出した世界最高級の頭脳~スパコン「京」の今

 理化学研究所と富士通が開発したスーパーコンピューター(スパコン)「京(けい)」の利用が本格的に始まった。1秒間に1京(京は1兆の1万倍)回の計算が可能な処理能力を生かし、研究機関を中心に地震予測のシミュレーションや宇宙誕生の謎の解析が進められている。一方、企業や個人の研究者による一般利用も可能になり、創薬や素材開発などの分野で「世界最高級の頭脳」がフル回転を始めている。

e0241325_17474423.jpg 神戸空港から電車で5分。昨年7月に「京コンピュータ前」に改名した駅を下りると、京を運営する理化学研究所計算科学研究機構(神戸市)の建物が目の前に現れる。

 京は2012年9月に本格稼働した。計算をするCPU(中央演算処理装置)の総数は8万8128個。全人類が17日間、1秒に1度計算する量を、京は1秒間で計算できる能力がある。CPU同士を結びつける約20万本のケーブルを1本につなげれば、東京から博多までの距離(約1000キロメートル)に相当する。

 建物の3階にあるスクリーンルームの裏手に、柱が1本もない約50メートル×約60メートルの部屋が広がる。部屋には96個のCPUを内蔵した高さ約2.5メートルのボックス864台が整然と並んでいる。このボックス群が京の頭脳の本体だ。

 案内してくれた理化学研究所計算科学研究機構コーディネーターの伊藤聡氏は「スクリーンルームで京の歴史や性能をVTR上映した後に、スクリーンが自動的に収納され、目の前に京が現れる仕組みになっている。粋な計らいでしょ」と笑う。

 京の消費電力量は約15メガワット。1世代前のスパコン「地球シミュレータ」の約300倍の計算処理能力があるが、電力量は半分近くに抑えることに成功した。ただそれでも膨大な電力を消費するため、発熱を抑える工夫を随所に凝らしている。

 ボックスが並ぶ3階のすぐ下の階に巨大な空調機を設置。24時間体制で温度を一定に保っている。CPUを内蔵したシステムボードはボックスに斜めに差し込まれており、冷たい空気が効率良く全体に流れるようにしている。さらにボックスには冷たい水が流れるパイプを張り巡らせており、「二重体制で温度管理を徹底している」(伊藤氏)。

 京の利用枠のうち50%は国が指定する「戦略プログラム」に充てられる。プログラムには、震災や集中豪雨などの災害を予測し、被害軽減につなげる超高解像度の気象予測システムの構築や、宇宙の起源解明など5つの分野がある。

e0241325_17505992.jpg 一般利用は全体の30%で、企業が京を活用できる産業利用枠は同5%。割り当てはノード(CPUの数)×時間で計算する。1ノード時間当たり12.68円を支払う「有償利用」と、無償だが成果の公開義務がある「一般利用」に分かれている。

 利用企業は年に一度の公募で決める。初回は227件の応募があり、25件の産業利用が決まった。最多は大日本住友製薬の503万8080ノード時間で、京の最大能力を約57時間使える計算になる。

 少し京を試してみたいという場合には「トライアルユース」が便利だ。3カ月間で5万ノード時間×2回を限度に京を利用できる。公募と異なり、随時受け付けており、現在は東洋ゴム工業や半導体理工学研究センターなどが利用している。

 高度情報科学技術研究機構では相談員の派遣など利用者の支援業務を展開。京を利用する住友ゴム工業主査の岸本浩通氏は「京で採用された新しい計算方式であるスカラ型への対応など、企業側だけでは対処が難しい問題を機構と共同で早期に解決することができた」と振り返る。

 開発当初、計算能力の世界ランキングで1位だった京は12年6月に2位に、同11月に3位に転落した。文部科学省は現在、1秒間に京の100倍にあたる1エクサ(100京)の計算が可能な次世代機の開発を検討している。20年の完成が目標で、今夏をめどに開発の是非を最終判断する見通しだ。

 伊藤氏は「CPUの微細化に成功し、消費電力をある程度まで抑えることができるなら利点は大きい」と指摘する。京の活用で大きな成果が次々と生まれていけば、次世代機開発を歓迎する声が高まるに違いない。


 京は東大、京大や情報学研究所(東京・千代田)など国内研究機関をつなぐ超高速ネットワークでつながっており、企業は自社内からインターネット経由で京にアクセスできる。また高度情報科学技術研究機構(東京・品川)と高度計算科学研究支援センター(神戸市)の2カ所に京のアクセスポイントを設置。情報管理を徹底したい企業が利用できるようにも工夫した。

 京では一般利用の促進に力を入れている。原則として利用者は自前でソフトウエアを調達する必要があるが、ナノ統合や生命体統合シミュレーションなど一部の研究領域では専門のソフトウエアを開発。誰でも利用できるようにした。

                     by日経(産業部 林英樹)
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by mimiyori-hansinn | 2013-03-02 16:57 | サイエンス/読書
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