米エネルギー省オークリッジ国立研究所は月曜日、20ペタフロップスのスーパーコンピュータ「タイタン」の導入を完了した。同研究所は、このスーパーコンピュータにより、世界最速のコンピュータを作る競争で米国が中国や日本に対して優位に立つことを期待している。
テネシー州のORNL施設に設置されたこのスーパーコンピュータは、毎秒2万兆回の計算処理能力を備えています。このスーパーコンピュータは、2009年に導入された前身のスーパーコンピュータ「Jaguar」の10倍以上の速度を誇ります。Jaguarは2010年6月まで世界最速のスーパーコンピュータとされていましたが、数ヶ月後に天津の国家スーパーコンピュータセンターに設置された中国のスーパーコンピュータ「Tianhe-1A」にその座を奪われました。
Titanの導入は、世界最速スーパーコンピュータ500台をリストアップしたTop500の発表からわずか数週間前に行われました。今年6月に発表されたTop500リストで最速だったスーパーコンピュータは、カリフォルニア州リバモアにあるローレンス・リバモア国立研究所に米国エネルギー省が導入したIBM BlueGene/Qシステム、Sequoiaでした。
グローバル競争
「アメリカの競争力は、世界安全保障と国家安全保障の観点から非常に重要です」と、ORNLのコンピューティングおよび計算科学部門の副所長、ジェフリー・ニコルズ氏はインタビューで述べた。「このハイテク分野で競争力を持つことは、私たちが解決しようとしている科学的ソリューションが競争力を持ち、これらの問題解決において必要な最先端に立つために、極めて重要です。」
ニコルズ氏は、日本や中国などの国は、トップ5に入るスーパーコンピュータを保有し、急速に計算能力を強化していると述べた。しかし、米国は利用可能な計算能力をより効果的に活用して、国内の主要な科学課題のいくつかを解決しているとニコルズ氏は述べた。
「オークリッジ研究所を見れば、私たちが提供できるのは、これらのマシンを大規模に活用できるアプリケーション開発者がいることです。中国にはそれができません。彼らの経済開発モデルは、ハードウェアを現場に設置し、人々が来てマシンの使用料を支払い、科学研究を行うというものです」とニコルズ氏は述べた。
ORNLは科学者からの提案を歓迎しており、毎年40件のプロジェクトが研究所の計算施設の利用に選ばれています。提案は科学専門家による実力評価に基づいて選定されますが、リソースの無駄を省くため、アプリケーションの拡張性も考慮されます。Titanを利用する科学者は使用料を支払う必要はありません。
ニコルズ氏は、計算能力の向上により知識の発見が促進され、より現実的なシミュレーションや実験が可能になると述べ、タイタンは生物科学、気候、エネルギー、宇宙などの研究分野で米国を助けるだろうと付け加えた。
例えば、ORNLは中性子科学の研究を行っており、これには排出量の低減と効率向上を実現する燃焼エンジンの開発が含まれます。これらの実験は国の経済、環境、そして国家安全保障に関連しており、Titanのような高速スーパーコンピュータがこの分野の研究をより迅速に進めているとニコルズ氏は述べています。
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タイタスのスペック
TitanはCray XK7スーパーコンピュータで、18,688基のAdvanced Micro Devices製16コアOpteron 6274 CPUと18,688基のNvidia Tesla K20 GPU（グラフィックス・プロセッシング・ユニット）を搭載しています。グラフィックス・プロセッサは一部の科学技術・数学アプリケーションの実行速度を向上させますが、CPUはシリアル処理に適しています。NvidiaのTesla製品ライン担当最高技術責任者であるスティーブ・スコット氏は、「CPUとGPUの計算能力を組み合わせることで、スーパーコンピュータは最も電力効率の高い方法で結果を出すことができます」と述べています。
Titanは、Jaguarと同じサイズの200台のサーバーキャビネットに組み込まれています。ORNLは、より高速で電力効率の高い16コアCPUと最新のグラフィックプロセッサに移行することでアップグレードしました。Titanは700TBのメモリを搭載しています。
タイタンは約9メガワットの電力を消費し、スーパーコンピュータの稼働にかかるエネルギーコストは年間最大1,000万ドルに達する可能性があるとニコルズ氏は述べた。エネルギー省は、高度な研究プログラムが必要であることを認識しているため、このコストを負担する用意があるとニコルズ氏は述べた。
スーパーコンピューターの次のマイルストーンは、2018年までにエクサフロップス（約1000ペタフロップス）の性能に到達することだ。ORNLは3年から4年ごとにスーパーコンピューターをアップグレードしており、ニコルズ氏は2016年にタイタンのメジャーアップグレードを予定している。同氏はまた、エクサフロップスシステムが2020年までにORNLに導入されることを期待しているが、確実なことは何もないと付け加えた。
「2020年のエクサスケールマシン、あるいは2016年のマシンの導入を検討する必要があります。ベンダーとこれらのマシンについて話し合いを始める必要があります」とニコルズ氏は述べた。
アガム・シャーはIDGニュースサービスでPC、タブレット、サーバー、チップ、半導体を担当しています。Twitterで@agamshをフォローしてください。アガムのメールアドレスは[email protected]です。
