スーパーコンピュータ『京』は、世界最速を目指した日本の挑戦だった？その開発秘話とは!!!

それでは、第一章「京の誕生と役割」から始めましょう。

京の誕生と役割

日本は、スーパーコンピュータの分野において、世界をリードする存在ですね。

🔖 関連記事の要約！世界のスーパーコンピュータの発展と「京」の位置づけ

✅ 日本はスーパーコンピュータの分野において、世界最速のマシンを開発し続け、世界に貢献してきた。

✅ 特に「地球シミュレーター」、「京」、「富岳」は、それぞれ時代の最高性能を誇り、科学技術の発展に貢献してきた。

✅ 近年では、ユーザーとの共同開発による「富岳」は、実用性と使いやすさを重視し、新型コロナウィルスの研究など、様々な分野で成果を上げている。

さらに読む ⇒一般社団法人HPCIコンソーシアム出典/画像元: https://www.hpci-c.jp/universal/location.html

「京」の開発には、多くの関係者の努力と、長期的な国家戦略があったんですね。

「京」は、文部科学省の『革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ（HPCI）の構築』計画に基づき、理化学研究所と富士通が共同開発したスーパーコンピュータです。2012年6月に完成し、同年9月から共用が開始されました。「京」は、神戸市ポートアイランドにある理化学研究所計算科学研究機構に設置され、計算機棟、研究棟、熱源機械棟などの設備が整っています。計算機棟には、864台の計算機ラックが設置され、1ラックあたり102個のCPUを搭載しています。「京」は、シミュレーション（模擬実験）を可能にする高度なスーパーコンピュータとして、様々な研究開発課題の解決に役立てられています。計算時に発生する熱を効率的に処理する冷却施設や、安定した運用に必要な各種設備が備わっており、研究交流や知識の融合を促進する環境を提供しています。「京」は、日本の科学技術および産業の競争力強化に貢献する国家基幹技術として位置付けられており、その開発は長期的な国家戦略に基づいて行われました。「京」の詳細なプロジェクト概要は、理化学研究所のWebサイトでご覧いただけます。

そうですね、まさに日本の技術力の結晶と言えるでしょう。

ほぉ〜。よう知らんかったわ。日本の技術力、ホンマにスゴイなぁ。

すごいですね！私も将来は、こんなすごい技術に関わってみたいです。

京によるGraph500での世界記録達成

「京」は、スーパーコンピューターの性能を競うGraph500でも世界記録を達成したんですね。

🔖 関連記事の要約！スパコン「京」4期連続Graph500首位、グラフ解析能力トップ

公開日:2016/11/18

✅ スーパーコンピューター「京」が、ビッグデータ処理の性能を競う国際的なランキング「Graph500」で4期連続、通算5期目の世界1位を獲得した。

✅ 「京」は、グラフ解析の性能において世界最高レベルであり、効率的なマーケティングやタンパク質の相互作用解析、人工知能研究などに貢献することが期待されている。

✅ 「京」は、今後もさまざまな大規模グラフ解析アルゴリズムやプログラムの研究開発を進め、実社会の課題解決や科学分野の基盤技術への貢献を目指していく。

さらに読む ⇒受験や進路・進学情報の教育ニュースは「リセマム」出典/画像元: https://resemom.jp/article/2016/11/18/35029.html

ビッグデータ処理の性能も世界トップレベルだったんですね。

九州大学、東京工業大学、理化学研究所、スペインのバルセロナ・スーパーコンピューティング・センター、富士通株式会社、株式会社フィックスターズによる国際共同研究グループは、スーパーコンピュータ「京」を用いて、最新のビッグデータ処理（大規模グラフ解析）に関する国際的な性能ランキングであるGraph500において、2016年11月に続き5期連続（通算6期）で第1位を獲得しました。グラフ解析は、複雑なデータ間の関連性を示すグラフを高速に解析する技術であり、ビッグデータ解析、サイバーセキュリティ、金融取引の安全性担保、脳神経科学など幅広い分野で重要な役割を果たしています。「京」は82944台のノードを使い、約1兆個の頂点、16兆個の枝から成る大規模グラフに対する幅優先探索問題を0.45秒で解くことに成功しました。そのスコアは38621GTEPS（ギガテップス）に達し、世界最高レベルの性能を実証しました。本研究は、科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業CRESTの一環として行われました。今後、プログラムのオープンソース化を進め、大規模高性能グラフ処理のグローバルスタンダードを確立していく予定です。

これは画期的な成果ですね。様々な分野で革新を起こす可能性を秘めていると思います。

グラフ解析って、よう分からんけど、すごいんやな！

すごいですね！私も将来は、こんなすごい技術を勉強してみたいです。

Tofu 高性能ネットワーク技術

「京」は、高次元接続技術を用いて、10万ノードを超える大規模な超並列計算機を実現したんですね。

🔖 関連記事の要約！スーパーコンピュータ「京」「富岳」を実現した高次元接続技術 : 富士通

✅ 「京」および「富岳」は、高次元接続技術を用いて、10万ノードを超える大規模な超並列計算機を実現した。

✅ この技術は、区画化機能と仮想トーラス機能により、複数の並列プログラム間の通信干渉を防止し、各プログラム内の通信パターンの最適化を支援する。

✅ さらに、故障ノードを含む区画を継続使用することで、安定した通信性能と高い可用性を確保している。

さらに読む ⇒Fujitsu Global出典/画像元: https://www.fujitsu.com/jp/about/resources/publications/technicalreview/topics/article005.html

Tofuは、高性能で信頼性も高い技術なんですね。

Tofuは、CPU間を相互に接続するネットワーク技術で、CPUどうしが複数の手を持ち、相互につながる「6次元メッシュ/トーラス」構造を採用しています。この構造により、CPU間を高速かつ効率的に通信することが可能となり、スーパーコンピュータ全体の性能向上に大きく貢献しています。Tofuは、高性能だけでなく、信頼性も重視して開発されました。8万個以上のCPUがすべてきちんと動作し、膨大なデータを効率的に処理できるよう、設計段階から信頼性を考慮した設計が行われています。Tofuは、CPUだけでなく、ネットワークやメモリーも万能にすることで、他社製品を凌駕する性能を実現したのです。Tofuの開発には、富士通の歴史と技術革新の精神が脈々と受け継がれており、特に「コンピューターの父」と呼ばれる故池田敏雄氏の「合宿」によるチームワークとイノベーション精神が大きな影響を与えていると言われています。

Tofuは、まさに世界トップレベルのネットワーク技術です。

Tofuって、ホンマにすごい技術やなぁ。

Tofuって、難しい言葉ですね。でも、すごい技術なんだって！

京の開発と将来展望

「ポスト京」は、さらに性能が向上し、世界最速レベルのエクサスケールスーパーコンピュータになるんですね。

🔖 関連記事の要約！富士通がポスト京の設計完了、技術の製品化も

公開日:2019/06/30

✅ 富士通と理化学研究所は、世界最速レベルのエクサスケールスーパーコンピュータ「ポスト京」の設計を完了し、2021年または2022年に稼働開始予定です。

✅ 「ポスト京」はArm製のCPU「A64FX」を搭載しており、富士通は開発で培った技術を商用化し、2019年度下期までにスーパーコンピュータ「FUJITSU Supercomputer PRIMEHPC FX100」の後継機を販売開始する予定です。

✅ 富士通は、安価なモデルの開発も検討しており、他のベンダーへの技術導入の可能性も示唆しています。完成すれば、「ポスト京」は米国、中国、EUに並ぶ世界最速のエクサスケールスーパーコンピュータの一つとなる予定です。

さらに読む ⇒データセンターの今がわかる - データセンターカフェ出典/画像元: https://cafe-dc.com/japan/fujitsu-completes-post-k-supercomputer-design-plans-productize-tech/

日本のスーパーコンピュータの技術は、世界をリードするレベルなんですね。

京の開発は、富士通がスーパーコンピューター専用機の開発から撤退した後、ハイパフォーマンスコンピューター（HPC）という考え方でサーバーなど汎用製品の技術と人材を共有することで実現しました。Tofuは、スパコン開発の火を消さないという強い意志と、世界一を目指す挑戦精神によって生まれた、富士通の技術革新の象徴と言えるでしょう。京は、日本の科学技術および産業の競争力強化に貢献する国家基幹技術として位置付けられており、その開発は長期的な国家戦略に基づいて行われました。京は、様々な研究開発課題の解決に役立てられており、科学技術の発展に大きく貢献しています。

日本のスーパーコンピュータ技術は、世界トップレベルであり、今後も発展を続けると期待されています。

ホンマに、日本の技術力ってすごいなぁ。

すごいですね！私も将来は、こんなすごい技術に関わってみたいです。

「京」は、日本のスーパーコンピュータ技術の進化を示す象徴的な存在と言えるでしょう。