「京」と「富岳」の秘密？スーパーコンピュータの進化を支える高次元接続技術とは！高次元接続技術とは！？
💡 スーパーコンピュータ「京」と「富岳」は、高次元接続技術によって1万ノードを超える規模を実現しました。
💡 高次元接続技術は、従来のネットワーク技術と比べて、高い拡張性と通信性能、可用性を備えています。
💡 高次元接続技術は、スーパーコンピュータの性能向上に大きく貢献しています。
それでは、最初の章に移りましょう。
高次元接続技術によるスーパーコンピュータの進化
高次元接続技術って、すごいですね！
✅ 本稿では、「京」と「富岳」のインターコネクトを実現した「高次元接続技術」について説明します。
✅ 従来のFat-treeやFolded-Closなどのネットワークでは、1万ノードを超える規模の実現が困難でした。
✅ 「京」と「富岳」では、高次元接続技術により、高い拡張性と通信性能、可用性を備えたシステムを実現しました。
さらに読む ⇒
Fujitsu Global出典/画像元: https://www.fujitsu.com/jp/about/resources/publications/technicalreview/topics/article005.htmlすごいですね！1万ノードって、想像をはるかに超える規模です。
富士通は、世界トップレベルのスーパーコンピュータ「京」と「富岳」を開発しました。これらのスーパーコンピュータは、88192ノードと158976ノードを接続する超並列計算機であり、10万ノードに及ぶ高い拡張性は、富士通が開発した高次元接続技術によって実現されました。この技術は、従来のFat-treeやFolded-Closといったネットワークが数百～数千ノード規模に適していたのに対し、1万ノードを超える規模でも安定した通信性能と高い可用性を備えたシステムを実現しています。
ええ、まさにその通りです。従来の技術では、1万ノードを超える規模の実現は困難だったんですよ。
いや～、ほんまにすごいわ！1万ノードって、うちのマンションの部屋数より多いで！
すごいですね。1万ノードって、一体どれくらいの規模なのか想像がつきません。
高次元接続技術の実装と特徴
Chapter-2では、高次元接続技術の実装と特徴について詳しく解説していきます。
✅ 富士通株式会社は、理化学研究所と共同開発したスーパーコンピュータ「京」や「PRIMEHPC FX10」に採用された高次元接続技術が、公益社団法人発明協会主催の「平成26年度全国発明表彰」で「恩賜発明賞」を受賞しました。
✅ この高次元接続技術は、従来の区画化スイッチを用いずにノードを高度に接続することで、故障発生時の稼働率低下を防ぎ、システム全体の性能向上と安定稼働を実現するものです。
✅ 本発明は、ノードを格子状に組み合わせたグループをトーラス状に接続する独自構造により、柔軟な区画化機能を実現し、さまざまな並列計算プログラムを効率的に実行することを可能にしました。
さらに読む ⇒スーパーコンピュータの高次元接続技術が「恩賜発明賞」を受賞 : 富士通出典/画像元: https://pr.fujitsu.com/jp/news/2014/05/29.htmlなるほど、故障ノードを迂回して経路制御する仕組みは、システム全体の安定稼働に大きく貢献するんですね。
高次元接続技術は、従来の区画化されたメッシュ間をスイッチで接続する方式とは異なり、区画化スイッチを用いずに高度にノードを接続することで、故障ノードを迂回して経路制御を行い、実行可能な並列度を落とさずにシステム稼働率を高く維持することを可能にしました。この技術は、所定数のノードを格子状に組合せて「グループ」を構成し、さらにグループを単位としてトーラスという接続形態を構成するというものです。グループを単位として任意の位置で区画化できるため、様々な並列度のプログラムを同時に、効率良く実行することが可能になります。区画化スイッチが不要となり、次元の増加により増えた接続口は全て通信経路になるため、計算性能に貢献します。また、区画単位だけでなく区画内でも故障隔離を可能にします。
そうです。この技術は、スーパーコンピュータの安定稼働に不可欠な要素と言えるでしょう。
へ～、なんか難しい話やけど、要は故障しても大丈夫なように、賢くデータの行き先を変えるってことやな！
区画化スイッチが不要で、性能向上にも繋がるなんて、すごい技術ですね。
高次元接続技術の実績と今後の展望
Chapter-3では、高次元接続技術の実績と今後の展望についてお話します。
✅ 令和4年度全国発明表彰は、優れた発明・意匠を完成した者や発明の指導・奨励・育成に貢献した者を顕彰するもので、日本の科学技術の向上と産業の振興に寄与することを目的として開催されています。
✅ 特に、皇室の発明奨励に対する特別の思召により毎年御下賜金が提供されており、最も優れた発明・意匠の完成者に恩賜発明賞（第1表彰区分）が贈呈されます。令和4年度は富士通株式会社の「Ontenna（オンテナ）」が受賞しました。
✅ 「Ontenna（オンテナ）」は音を振動と光の強さに変換して伝達する身体装着装置で、ろう者でも音のリズムやパターンといった特徴をリアルタイムにからだで感じることができます。全国8割以上のろう学校に導入され、発話練習やリズム練習、STEAM教育などに活用されています。
さらに読む ⇒知財図鑑 | 知財と事業をマッチングさせるクリエイティブ・メディア出典/画像元: https://chizaizukan.com/news/2nWG5CkGh38fGlpDPdG10C/恩賜発明賞を受賞した高次元接続技術は、まさに日本の技術力の結晶ですね。
高次元接続技術は、「京」や「PRIMEHPCFX10」などのスーパーコンピュータに採用され、高い拡張性、通信性能、可用性を提供しています。富士通株式会社は、この技術が公益社団法人発明協会主催の「平成26年度全国発明表彰」で「恩賜発明賞」を受賞しました。また、国際共同研究グループは、「京」を用いて、2019年6月18日に発表された国際的なスーパーコンピュータ性能ランキングGraph500において、9期連続（通算10期）で第1位を獲得しました。これは、「京」が現在でも世界トップクラスの能力を有していることを示しています。
そうですね。世界トップクラスのスーパーコンピュータを開発した日本は、今後も科学技術分野で活躍していくでしょう。
ホンマにすごい技術やな！世界トップクラスのスーパーコンピュータって、やっぱり日本はすごいわ！
国際的なスーパーコンピュータ性能ランキングで9期連続で第1位を獲得したというのは、本当にすごいですね。
スーパーコンピュータ「京」の性能と役割
Chapter-4では、スーパーコンピュータ「京」の性能と役割について解説していきます。
公開日:2019/09/15
✅ 理化学研究所のスーパーコンピューター「京」が3月30日に運用停止し、後継機「富岳」に引き継がれる。
✅ ゛京゛は1秒間に1京回の計算をこなす能力を持ち、開発段階で世界1位を獲得、地震や津波の予測、心臓の分子レベル再現など、防災や医療分野で多くの研究成果を挙げた。
✅ 約1万1000人の研究者と200社以上の企業が利用し、約1300本の学術論文に貢献した。
さらに読む ⇒ニュースサイト出典/画像元: https://mainichi.jp/articles/20190816/k00/00m/040/103000c「京」は、地震や津波の予測など様々な研究に貢献してきたんですね。
理化学研究所のスーパーコンピュータ「京」は、1秒間に1京回（10ペタフロップス）の計算速度を実現した、世界最高峰の計算機でした。「京」は、8万個以上の高性能CPUを接続し、高速データ通信ネットワークと大容量メモリ、記憶装置を組み合わせた高度な技術によって実現されました。また、「京」は、CPUの熱を水冷で効率的に冷却し、故障に強い6次元メッシュ／トーラスネットワークを採用することで、高い稼働性（可用性）を実現しました。これらの技術により、「京」は、科学技術の分野において、気象予報、新薬開発、宇宙探査など、さまざまな研究開発を加速させる強力なツールとして活躍していました。理化学研究所のスーパーコンピュータ「京」は2019年8月に運用終了しました。
ええ、地震や津波の予測だけでなく、医療分野でも多くの成果を挙げてきました。
1秒間に1京回って、ホンマにすごいっちゅうねん！計算スピードが速すぎて、頭がパンクしそうやわ！
「京」は、多くの研究者の方々に利用されていたんですね。
本日は、スーパーコンピュータ「京」と「富岳」に採用された、高次元接続技術についてご紹介しました。
💡 高次元接続技術は、スーパーコンピュータの性能向上に大きく貢献しています。
💡 高次元接続技術は、従来のネットワーク技術と比べて、高い拡張性と通信性能、可用性を備えています。
💡 「京」や「富岳」などのスーパーコンピュータは、高次元接続技術によって、世界トップクラスの性能を実現しています。
