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スーパーコンピューティング能力の格差拡大

スーパーコンピューティング能力の格差拡大
スーパーコンピューティング能力の格差拡大

最新の高性能コンピュータTop500リストによると、スーパーコンピューティングの能力は少数のマシンに集中しつつある。リスト管理者たちは、この傾向をどう解釈すべきか確信を持てていない。

最新のスーパーコンピュータランキングの上位17位は、リスト上のスーパーコンピューティング能力の半分、つまり250ペタフロップス/秒(1秒あたり400兆回の計算)以上を生み出していると、世界で最も強力なスーパーコンピュータを2年に1度ランキングするTop500の主催者であるエリック・ストロマイヤー氏が、SC2013スーパーコンピュータ会議の火曜日の夜のパネルで述べた。

単独で第1位を獲得した中国の天河2号システムは、33.86ペタフロップス(1秒あたり4000兆回の計算)を達成した。

「ここ数年、リストは上位層に偏重する傾向が顕著になっています」とストロマイアー氏は述べた。「過去5年間で、パフォーマンス能力が大規模センターに劇的に集中するようになりました。」

混乱を招く傾向

しかし、Top500の主催者たちは、この傾向がスーパーコンピューティング全体にとって悪い兆候なのかどうか確信が持てない。これはスーパーコンピューティング全体の衰退を示唆しているのだろうか、それともスーパーコンピューティングの調査能力が少数の政府機関や大企業に集中していることを示しているのだろうか。

「それが実際に何を意味するのかは分かりません」と、トップ500の主催者の一人であるローレンス・バークレー国立研究所のホルスト・サイモン氏は述べた。「しかし、傾向を示し、議論することは重要です。」

ストロマイアー氏が「異常」と呼んだこの傾向の深刻さを特徴づけるために、彼はジニ係数と呼ばれる統計的分散の指標を用いた。これは、ある資源の分配を順位付けするものである。国家の富の分配を測るためにしばしば用いられるジニ係数は、資源がすべての保有者に均等に分配されている0から、ある者がすべての資源を保有している1までの範囲をとる。

サイモン氏は、このリストのジニ係数は0.6とかなり高いと指摘した。比較のために、トップ500のスーパーコンピューターが一つの国だとしたら、その国の富の分配は、今日のほとんどの国を除けば、計算能力の格差がさらに大きくなるだろう。サイモン氏は冗談めかしてこれを「スーパーコンピューティングの金持ちがさらに金持ちになる現象」と呼んだ。

指標をさらに詳しく分析したところ、ストロマイヤー氏は政府と産業界の購買習慣に大きな違いは見られないことを発見した。両社とも中規模システムの購入を減らし、より小規模で大規模なシステムの構築に注力している。

この傾向は、大規模システムの減少に伴い、高性能コンピュータの運用に精通した管理者やエンジニアの数が徐々に減少する可能性があるため、問題となる可能性があります。一方で、大規模システムのほとんどが、例えば国内の大学の研究者全員など、複数のユーザーによって共有されていることを考えると、問題にはならないかもしれません。

パネルの聴衆の一人、オーストラリア連邦科学産業研究機構(CSIRO)の研究科学者アルフレッド・ウルヘル氏は、原因は別の要因にある可能性があると述べた。

非参加者

彼が知る限り、政府機関や産業界の多くの組織が、自社のシステムがそれほど高い順位にランクインできないことを承知の上で、Top500への参加を辞退している。中国のような国やIBMのような企業は、リストの上位にランクインすることで好意的な宣伝効果を得ることができる。しかし、リストの下位に位置するような企業にとっては、リスト入りすることのメリットは努力に見合わないかもしれない。

この点では、自主的な Top500 に選出されるにはスーパーコンピュータで実行する必要がある、時には手間のかかる Linpack ベンチマークが役に立たない。

たとえば、現在のリストで 17 ペタフロップス/秒で 3 位にランクされている、米国エネルギー省ローレンス・リバモア国立研究所の Sequoia マシンは、結果を得るために Linpack を 23 時間以上実行しなければならなかったと、リストのキュレーターの 1 人であり、Linpack の共同作成者でもあるジャック・ドンガラ氏は指摘している。

ジャック・ドンガラジョアブ・ジャクソン
ジャック・ドンガラ

その夜、ドンガラ氏は、1970年代に開発されたLinpackはもはやスーパーコンピュータの性能を評価するための最良の指標ではないと示唆した。彼は、自身も開発に携わった高性能共役勾配(HPCG)と呼ばれる新しい指標の活用を主張した。

「1990年代には、Linpackのパフォーマンスは、高性能システムで実行されるアプリケーションの種類とより相関していました。しかし、時が経つにつれて、その相関関係は変化しました。現在では、ベンチマークが報告する値とアプリケーションから得られる値の間に不一致が生じています」とドンガラ氏は述べた。

それでもなお、会議参加者の多くは、LinpackによるTop500ランキングが依然として有効だと考えている。CSIROのウルヘル氏は、同組織が依然としてこのリストを綿密に研究しているのは、Linpackランキングのためというよりは、エネルギー企業など、どの業界がスーパーコンピュータを活用しているかを把握し、オーストラリアがこれらの分野で競争力を維持できているかを確認するためだと述べた。

Otpoo

Health writer and researcher with expertise in evidence-based medicine and healthcare information.