経済

富岳主要スーパーコンピュータのベンチのすべての1位を獲得することが重要 – PC Watch

富岳がスーパーコンピュータランキングで2四半期連続4冠

理研のスーパーコンピュータ「富岳 “がスーパーコンピュータの世界ランキングである「TOP500」、「HPCG(High Performance Conjugate Gradient)」、「HPL-AI」、「Graph500」の4つの部門で2位を大きな違いをつけ1位を獲得したことを受け、11月17日理研計算科学研究センターの松岡聡センター長と富士通の信条直樹理事などの関係者がオンラインで会見を行った。

理研計算科学研究センターの松岡センター長は「富岳主要スーパーコンピュータのベンチマークのすべて1位を獲得することが重要だ」と強調した。 「富岳はSociety 5.0の早期実現を含む国民の関心事に応えるさまざまな分野のアプリケーションを世界レベルに加速することが目的である。それぞれのベンチマークは、一部のアプリケーションをモデル化したものであり、富岳が、その狙い通りに設計されている場合、どこ奪っ全てのベンチマークで最高の性能を示す。もし、いくつかのベンチマークでのみ最高の性能が出るということがある場合は、設計の目的を完全に満たしていないこと、失敗することになる。したがって主要スーパーコンピュータのベンチマークのすべて1位になることが重要である。今回の結果からも富岳開発目標を達成したものであることが立証された」告げた。

理研計算科学研究センターの松岡センター長

富岳の特徴

なぜ主要ベンチの両方で1位が重要なのか

一方、「富岳の今後の性能向上は全く期待できないということはないが、研究が進められてかなり画期的なことがない限り、今回の4つのベンチマークは、飽和状態になってくるだろう。しかし、実際のアプリケーションの速度という点ではまだ発展の余地が他のベンチマークなどで高い性能を得ることができる」とした。

富士通の信条直樹理事は「遠くない時期にベンチマークで選ばれるのは仕方ない。しかし、富岳の実際のアプリケーションのパフォーマンスと使いやすさに自信を持っている。米国のスーパーコンピュータは、加速器の性能を得る傾向が強い。 AIなどの専門分野に活用することができますが、富岳のように広い分野で高い性能は出にくい。富岳広い分野で高い性能が出ている。そのような点で支持する」告げた。

富岳に搭載したA64FX CPUの計算速度と電力効率

今回の4部門で2四半期連続のトップは、現在オンラインで開催されているHPC(ハイパフォーマンスコンピューティング)に関する国際会議」SC20」で発表されたものである。 このランキングは、半年に1度の基準で発表され、富岳は2020年6月に発表の4部門で世界1位を占め、2四半期連続4冠となった。

今回の測定に使用した富岳システムは432ケース15万8,976ノード構成でフルスペックによるものとなっている。 科学技術計算用および産業用アプリケーションに使用される倍精度浮動小数点演算能力を測定している」TOP500」はLINPACK性能は442.01PFLOPS実行効率82.3%を達成した。 2位米国Summitの148.6PFLOPS約3倍の性能差をつけた。

4種類の概要

富士通プロセッサシステム事業本部三好郁夫シニアプロのエンジニアは、「今回のベンチマークは、京都の42倍の性能を提供している。従来よりも正確なシミュレーションは、より多くのシミュレーションが実行されて基礎高い性能とシステムの完成度を証明したとすることができある16万CPUが6次元ネットワークで緻密に連携して、高い演算効率を損なわないように通信をしながら、連立一次方程式の解を求めた。「京都の100倍のアプリケーション実効性能を目指す」という性能の実現に接近した」と述べた。

実際のアプリケーションで、京都の100倍の実効性能を目指し

航空機や自動車の構造解析などの産業利用などのアプリケーションの実行に使用される共役勾配法の処理速度を上がった」HPCG」は16.00PFLOPSを達成した。 2位Summitの2.93PFLOPSに約5.5倍の性能差をつけた。

富士通プロセッサシステム事業本部の訴え聡シニアマネージャーは、「京都の26.5倍の性能を提供している」とし「これは連立1次方程式Ax = bを迅速に解決することができを競うもので、TOP500の場合と異なり、Aに0が多く、その特徴に向かって反復的な方法で解決することが求められる。富岳は、ノードごとにメモリアクセス性能が高いノードの計算結果を必要とする他のノードに高速に転送するために優れ、これらを活用ソフトウェアのチューニングを行った結果が出てきた “とした。

現在富岳で行っている新型コロナウイルスの飛沫感染のシミュレーションHPCGに評価された性能が活用されているという。

AIの深い学習(深層学習)に使用される単精度と半精度演算処理に関する性能基準である「HPL-AI」は2.004EFLOPS(エクサフロップス)を達成した。 2位Summitの0.55EFLOPSに比べて約3.6倍の性能差になった。

理研計算科学研究センターフラッグシップ2020プロジェクト今村敏之氏は「2020年6月時点の1.421EFLOPSを大きく上回った。プログラムに大きな変更は加えず、使用ケースの数が約1.2倍に増加したことブーストモードを2GHzであったを、2.2GHzで動作させたものなどがパフォーマンスを向上さの主要な要因である。富岳高い性能を実証するとともに、AIの計算とビッグデータの分析研究に基づいてSociety 5.0社会の推進に大きく貢献することができることが分かった」とと述べた。 この性能を活用して、新型コロナウイルスの治療候補物質の分類、シミュレーション等を実施しているという。

ビッグデータ分析などにおいて重要な指標となるチャート分析性能を測定する「Graph500」は102,955GTEPSされ、2位の中国Sunway TaihuLightの23,756GTEPSに比べて4倍以上の性能の差を出している。

理研計算科学研究センターフラッグシップ2020プロジェクト中尾正博氏は、「Graph500は約2兆2,000億個の頂点と約35兆2,000億本の枝を持つ超大型グラフを利用して処理速度を測定した。前例のない最大規模の測定である.1TTEPSは毎秒グラフの1兆個の処理速度であり、富岳は1秒に103兆個を処理することができる」と述べた。

今回の4冠王に理化学研究所の松岡センター長は「富岳は、実際のアプリケーションでは、京都に比べて数十倍、最大100倍以上を目標に開発されたもので、今回の順位は2位に3倍から5.5倍近い性能の差を実現した。しかし、富岳は、社会的課題の科学的課題の解決のために、アプリケーションのパフォーマンスの向上を狙って開発されたものであり、ベンチマーク1程度かかる場合が開発目標ではない。2020年6月時点と比較すると、シミュレーションによる性能向上を達成しながらも、AIとビッグデータはより高い性能向上を達成した。

それに加えて、汎用CPUによって実現されている。 最近のスーパーコンピュータは、特殊な性能を持つプロセッサによって計算を実行ランキング上位入賞を達成したものだった。 スーパーカーの性能が高いが、日常のショッピングの用途などには使用しにくい。 通常のCPUをファミリーカーと富岳はバーわ同等かそれ以上の性能を持つファミリーカーを実現したことがあります。富岳は、特定のシミュレーション計算能力が発揮されるのではなく、パフォーマンスと汎用性を両立しているので、様々な社会問題の解決に活用することができる」と総括した。

富岳は、汎用CPUを搭載しながら、世界に

また、「日本のスーパーコンピュータポリシーは正しかったとすることができる。汎用性が高く、高いパフォーマンスを提供しただけでなく、アプリケーションも同時に研究開発を努力をしてきたことが大きな新型コロナウイルスの飛沫感染シミュレーション自動車の内燃機関の燃料噴射シミュレーションを生かしたもので、アプリケーションの研究開発を同時に行っていたので、今回の危機に迅速に対応することができた。アプリの開発まで、2〜3年待っている状況がされなかった」と述べた。

富岳の新型コロナウイルスへの貢献

また、「富岳の本格稼働時期は2021年度中を予定している。諸般の事情に応じて、より時期は言えないが、今後は、実際のアプリケーションの実行段階に入るだろう」と述べた。

富士通の信条直樹理事は「富士通が40年に渡って蓄積されたハードウェアからソフトウェアに至るスーパーコンピュータ技術の両方を結集して、巨大なシステムである富岳の実現に貢献してきた。シミュレーションとデータ解析両輪で社会問題を解決し、DXをサポートするインフラストラクチャの利用が拡大しており、富岳の世界最高速度の性能は高いシミュレーションとAI処理能力が必要なSociety 5.0の実現に貢献できる者が期待できる。富士通は、スーパーコンピュータが作り出す性能によって豊富して夢のある未来を世界中の人々に提供することを目的とする。デジタル時代を迎え、高いシミュレーション能力、AI処理能力を持つスーパーコンピュータは、さらに、様々な分野での活用が拡大信じている “とした。

富士通は、商用アプリケーションの拡大にも努めており、2020年10月からはPoyntingを提供しています。 2020年第4四半期からはLS-DYNAを提供する予定であり、継続的に構造解析と流動解析、電子などの工学分野での商用アプリケーションの研究開発を進めていることも示した。

商用アプリケーションの拡大

また、富士通は、富岳で採用した技術をグローバル事業に展開しており、富岳技術を活用したスーパーコンピュータ「PRIMEHPCFXシリーズ」を投入。 フランスのGENCI、ドイツレーゲンスブルク大学、米国サンディア国立研究所などに導入した実績も紹介した。 また、米国HP​​は富岳に搭載されたCPU」A64FX」を採用した商用スーパーコンピュータ「HPE Apollo80」を製品化。 ドイツライプニッツのスーパーコンピュータセンターと英国ブリストル大学、米国ロスアラモス国立研究所などに導入した実績があるという。

また、富士通は、スペインBarcelona Supercomputing Centerとの共同研究の実施、ドイツJülichSupercomputing Centreと英国EPCCに評価環境の提供などを実施しており、「A64FXのArmSVEを生かしたアプリケーションの評価とエコシステムの開発を進めている」と述べた。

富士通は、富岳の成果創出加速プログラムに東京医科歯科大と富士通研究所が共同で、「大規模なデータの分析と人工知能技術によるがんの起源と多様性の解明」に取り組んでいると発表している。

会見で理研計算科学研究センターフラッグシップ2020プロジェクト石川宏プロジェクトリーダーは、富岳の整備状況について説明した。 「2020年6月時点と比較して安定した稼動している。今回のベンチマークの測定作業も順調に終わった。しかし、富岳は正式運用のために継続して調整中であり、ハードウェア安定化およびシステムソフトウェアの安定化およびチューニングに取り組んでいる。

ソフトウェアの安定化は、ハードウェアの安定化の後に行うことになる。 9つの分野で、ターゲットアプリケーションも7分野の評価結果が出ており、目標としての性能以上の結果がある。 残りの2つの分野でも協力設計を進め、評価をしている段階である。富岳はまだ調整中だが、システムの一部を使用してCOVID-19課題、成果創出加速プログラム実施に利用課題の利用が開始されている」と報道した。

次期スーパーコンピュータは、新しい機械も念頭に、より柔軟性を

今回の会見で記者の質問に答えて形で次期スーパーコンピュータの概念についても言及した。

松岡センター長は「ベンチマークのためのチューニングをして富岳と富岳に用いた技術の限界を理解することができる。乾いたタオルを絞るもはや効率的にするというところまでしている。これは、将来の次世代スーパーコンピュータ、次世代テ菊グラフを作成するときどこに限界があるのか​​、どこを改善していくのかなどの指標になる。次のマシンがあればと、今回のベンチマークは意見に次いで世界を驚かせな成果に接続することができるだろう」とした。

また、「次のコンピュータをどのようにすべきかという形が少しずつ見え始めた。今回の4つのベンチマークの中で、次のシステムで最も重要なことは、HPCGだと考えている。ムーアの法則に表示された演算速度の進化が難しくなっている一方、多くのアプリケーションでデータを移動することが重視され、評価されるようになっている。また、AIも演算能力が重視されているが、汎用性を持った富岳アクセラレータを搭載したス – パコンピュータよりHPL-AIで高い性能を打ち出している。今は研究を進めながら、ホワイトペーパーの書き込みを開始し、それらによって次の姿を定めていくことになる」と語った。

また、「次世代スーパーコンピュータを富岳の拡張によって実現することは物理的に難しく、コスト的にも合わない次のマシンはかなり先になりますが、富岳を活用しながら、全く新しいシステムにするということも考えられる。富岳での学びは、汎用的な使用に集まったシステムを作成し、多くのアプリが動くことが重要であることを次のマシンは、富岳より汎用性を持っている一般的な用途にも対応できるものでなければして、そこに高い性能を両立させてはいけない。その観点からも、富岳を拡張する概念ではなく、新しいアイデアでなければならないと考えている “とした。

また、神戸新交通は11月17日、ポートライナーの理化学研究所の妨害を「京都コンピュータ前」で「計算科学センター」に変更すると発表した。 2021年6月に変更される予定である。

松岡センター長は「前後の駅が医療センター、神戸空港という連続の駅名である。協和富岳はスーパーコンピュータでは、一時代を構築だが駅名には寿命が短い。実際には、計算科学研究センターでたかったが、この逆周辺には、理研のほか神戸大学と兵庫県立大学などの計算科学機関と地元がある。持続性という点でも望ましい駅名である」と述べた。

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Omori Yoshiaki

ミュージックホリック。フードエバンジェリスト。学生。認定エクスプローラー。受賞歴のあるウェブエキスパート。」

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