量子コンピュータより高速な"非決定性万能チューリングマシン"は可能-英大
マンチェスター大学の研究チームは、DNAを利用することによって超高速で並列処理計算を行う新型コンピュータが実際に作製可能であるとする研究を発表した。量子コンピュータを使っても現実的な時間内に解くことができないと予想されている難問も短時間で解くことができると主張している。 こうしたコンピュータは、計算機科学の分野では「非決定性万能チューリングマシン(NUTM: non-deterministic universal Turing machine)」と呼ばれているものであり、理論的には以前から知られているが、実際の計算機が作製されたことはない。今回の研究も、NUTMの理論的な実現可能性を検討したものであり、すぐに実機の作製に取りかかれるわけではないが、DNAの自己複製能力を利用したDNAコンピュータとしてのNUTMの実現性や、その基本的な動作原理などを示した点で注目される。論文は、物理学とライ
COOL Chips 20 - 基調講演で語られた世界一のスパコン「太湖之光」(5) 世界一のスパコン「神威 太湖之光」のアプリケーション開発状況
Sunway TaihuLightのアプリケーション開発 Top500で1位の新しいスパコンが出来ると、それを使った大規模計算が行われ、その論文がGordon Bell賞を狙って投稿されるのが常である。TaihuLightの前に、中国は天河2号でTop500の1位になったのであるが、中国からGordon Bell賞候補の論文は出て来ず、中国の大規模アプリケーション開発の遅れを印象付けることになってしまった。 これに対して2016年6月のISC16でTaihuLightがTop500で1位になり、2016年11月のSC16では、6件のGordon Bell賞最終候補の内の半分の3件がTaihuLightを使った大規模計算の論文となり、その内の気象計算の論文がGordon Bell賞を受賞した。 この成果は、中国がアプリケーション開発でも急速に力を付け、世界のトップレベルに並んできたことを強く
COOL Chips 20 - 基調講演で語られた世界一のスパコン「太湖之光」(4) 世界一のスパコン「神威 太湖之光」のプログラミングモデル
TaihuLightのプログラミング TaihuLightのプログラミングモデルは、ノード間はMPIでノード内はOpenACC、あるいはAthreadと呼ぶライブラリで並列プログラムを書くというものである。MPIは超並列のスパコンのプログラミングではデファクトであり、ノード内はOpenACCではなくOpenMP4を使うとか、GPUであればOpenCLやCUDAを使うという手もあるが、TaihuLightのプログラミングモデルは標準的なものである。 なお、MPIは1つのMPEで1プロセスを動かしている。つまり、SW26010には4個のMPEがあるので、4つのMPIプロセスが動き、MPI的には4ノードになる。 OpenACCはGPUでも用いられているもので、CあるいはFortranのソースプログラムに並列化指示行を書き加えると、コンパイラが並列コードを生成してくれるというものである。 Taih
COOL Chips 20 - 基調講演で語られた世界一のスパコン「太湖之光」(3) 世界一のスパコン「神威 太湖之光」のハードウェア(2)
SW26010のアーキテクチャの1つの特徴が、IMPEである。次の図に示すように、IMPEはベクトル処理ユニットを持つプログラマブルなプロセサであり、オンチップネットワークとメインメモリの間に置かれている。 次の図に示すように、IMPEは、命令バッファと汎用レジスタファイル(GPR)と演算器からなるグループを複数持っており、演算器の後に、データシャッフルネットワークを持っている。シャッフルされたデータはGPRに書き戻されたり、メモリアクセスユニットを経由してメモリに送られる。 命令フェッチユニットは1個であり、複数の命令バッファがどのように使われているのかはよく分からないが、存在する位置からみて、メモリ内でのDMA転送や転置、疎行列の形式変換あるいはソートやマージのようなことをやるのではないかと思われる。
COOL Chips 20 - 基調講演で語られた世界一のスパコン「太湖之光」(2) 世界一のスパコン「神威 太湖之光」のハードウェア(1)
TaihuLightのハードウェア TaihuLightのプロセサを開発したのは、Shanghai High Performance IC Design Centerである。この開発プロジェクトは、10PFlops級のスパコンを作るためのアーキテクチャ研究ということで2006年に開始された。 最初の3年は、各種のアプリケーションの分析を行い、メニーコアのShenweiアーキテクチャの提案を行い、アーキテクチャや性能、プログラミングモデルのロードマップの策定を行った。その結果、作られたのが2011年に完成したSunway BlueLightに使われたSW1600プロセサである。そして、ロードマップに従って、2016年に完成したのがSunway TaihuLightスパコンとそれに使われたSW26010プロセサであるという。 Shenweiプロセサの開発の歴史。開発のスタートは2006年で、S
COOL Chips 20 - 基調講演で語られた世界一のスパコン「太湖之光」(1) 世界一のスパコン「神威 太湖之光」はなにが凄いのか?
横浜にて開催されたIEEE主催のプロセサ関係の国際会議「COOL Chips 20」において、中国の無錫スーパーコンピューティングセンター(National Supercomputing Center in Wuxi)のHaohuan Fu氏が、Top500 1位の「神威 太湖之光(Sunway TaihuLight)スパコン」に関する基調講演を行った。 太湖之光システムについては、Top500の1位として華々しく登場した2016年6月のISC、Gordon Bell賞を獲得した2016年11月のSCでも発表が行われたが、今回のCOOL Chipsでの発表は、多くの新しい情報が含まれた興味深いものであった。 次の中国の地図で右端に近い河口に面しているのが上海で、そこからほど近い大きな湖が太湖で、その太湖のほとりにあるのが無錫市である。 Sunway TaihuLightは、太湖のほとりにあ
スパコン基板丸ごと水没、安価な冷却技術実証へ : 科学・ＩＴ : 読売新聞（YOMIURI ONLINE）
コンピューターの頭脳である中央演算処理装置（ＣＰＵ）などの基板を丸ごと水に２年間沈め、正常に作動するかを確かめる実験を、国立情報学研究所（東京）が始めた。 ＣＰＵと水を樹脂で遮断し、大量に発熱するスーパーコンピューター（スパコン）を安上がりに冷やす、革新的な技術の実証が目的という。 数万個のＣＰＵをつなぐスパコンは、計算の際に大量に発熱し、故障の原因になる。現在はファンや空調を使って空気で冷やす「空冷式」が主流だが、冷やすための電力が、計算に使う電力の３～４割に上るのが難点。このためフッ素化合物を含む液体や油などにＣＰＵを漬けて熱を除く「液冷式」の研究も進んでいる。 国立情報学研究所の 鯉渕道紘 （ こいぶちみちひろ ） 准教授らは、ＣＰＵなどを載せた基板や配線を樹脂でコーティングした上で水に浸す技術を開発した。過去の実験では水道水で約３か月間、さびたり、ショートしたりすることなく機能した
スパコン、「国費削減の努力」の指摘まで 河野版仕分け：朝日新聞デジタル
税金のむだ遣いを検証する政府の「行政事業レビュー」の２日目が１２日、開かれた。民主党政権の「事業仕分け」の対象になったスーパーコンピューターのほか、地方創生、原発関連の事業について有識者が検証した。だが、「国費削減の努力」といった指摘にとどまり、実際に削減されるのかどうかわからない事業もあった。 スーパーコンピューター（スパコン）をめぐる検証では、従来の「京（けい）」の次世代機を開発する文部科学省の事業が対象になった。「京」の開発は民主党政権の２００９年の事業仕分けで、蓮舫参院議員が「２位じゃダメなのか」と指摘したが、安倍晋三首相が１３年に視察した際に、「やっぱり世界一を目指さないとダメ」と発言していた。 だが、河野太郎・行政改革相は１０月の就任後、「『１位が１台』と『２位が１０台』、どっちが有効か」と繰り返し、文科省を批判。１２日の検証でも、有識者が「費用に見合う成果が期待できるか、わか
核融合科学研究所、総合理論演算性能2.62PFLOPSの新スパコンシステムを稼働
核融合科学研究所(核融合研)は6月1日、スーパーコンピュータシステム「プラズマシミュレータ」を、従来システム比で8倍以上の演算性能を有するシステムへと更新し、同日より稼働を開始したと発表した。 今回更新したプラズマシミュレータには、富士通のスーパーコンピュータ「PRIMEHPCFX100」を採用、システム全体として総合理論演算性能2.62PFLOPSの性能を実現した。これは、昨年11月に発表された「TOP500 Supercomputer Sites」において、日本に設置されているスーパーコンピュータの中で3番目の演算性能に相当し、従来のシステムと比較して8倍以上の性能向上となる。 主記憶容量はシステム全体で81TBを実装しており、同研究所で利用される大容量メモリを必要とするプログラムに対しても、最適な計算環境を実現できるという。また、大規模シミュレーションで生成される膨大な数値データに対
「地球シミュレータ」 能力１０倍に NHKニュース
自然災害の予測や再現を行うスーパーコンピューター「地球シミュレータ」が、これまでの１０倍の計算能力を持つ新型に更新されました。 今後、地球温暖化の影響やいわゆる「スーパー台風」の予測などでこれまで以上に精度が向上すると期待されます。 新しいコンピューターは計算能力が１秒間におよそ１３００兆回と、従来の１０倍となり、「京」には及ばないものの、地球科学の計算に特化したスーパーコンピューターとして期待されています。 ２５日は名古屋大学の坪木和久教授が死者・行方不明者が５０００人余りに上った昭和３４年の伊勢湾台風や、ことし３月に南太平洋のバヌアツを襲ったサイクロンについて、強度や進路を再現したシミュレーションの結果などを紹介しました。 坪木教授によりますと、これまでは難しかったいわゆる「スーパー台風」の発達過程なども今回、正確に再現できたということで、将来の日本へ影響の予測にも応用できるということ
海洋研究開発機構、スパコン「京」で台風発生の2週間予報が可能なことを実証
独立行政法人 海洋研究開発機構(JAMSTEC)は1月21日、全球雲システム解像モデル「NICAM」をスーパーコンピューター「京」で多数のシミュレーションを実施し、約2週間先の台風発生予測が可能であることを実証したと発表した。 これはJAMSTECと東京大学大気海洋研究所との共同研究の成果。全球雲システム解像モデルは地球全体での雲の発生や消滅、雲の中で雨や雪が生じて落下する挙動を物理計算する気象モデルで、超高解像度モデルは870m～3.5km メッシュを用いる。 研究チームは、2004年8月1日から8月31日までの気象データを元にしたNICAMの超解像モデルによるシミュレーションを、開始日を1日ずつずらした31本の予測を行った。その結果、弱くて短寿命だった台風11号と14号の再現は難しかったものの、他の6つの台風は約2週間前から再現することに成功した。 台風の発生は、北半球夏季季節内振動(
世界一のスパコン、凄さは処理速度だけじゃない！・・・電力消費量も桁ハズレ＝中国メディア （サーチナ） - Yahoo!ニュース
世界一のスパコン、凄さは処理速度だけじゃない！・・・電力消費量も桁ハズレ＝中国メディア サーチナ 7月7日(月)3時55分配信 先日発表された世界のスーパーコンピューター（スパコン）ランキングで３連覇を達成した中国のスパコン「天河２号」。その処理速度は世界一だが、年間の電力消費量もトップクラスのようだ。香港メディア・成報の報道を新浪網が大陸向けに伝えた。 記事は、処理速度の上昇が競われる現在のスパコン開発業界が「一方で技術的なネックに直面している状況」であるとし、その問題点について論じた。 まず取り上げたのが「エネルギー制御の難しさ」。ここで、「天河２号」の年間電力消費額が１億元（約１６億４５００万円）、フルパワー運用された場合は１億５０００万元（約２５億６７００万円）に達すると紹介した。今後さらに規模の大きなスパコンを運用するには専用の原子力発電所からの電力供給が必要になるレベルであ
“ポスト京”スパコン開発費計上 １００倍の性能…巻き返しに期待 （産経新聞） - Yahoo!ニュース
政府が２４日に閣議決定した平成２６年度予算案には、理化学研究所計算科学研究機構（神戸市）にあるスーパーコンピューター「京」の１００倍の性能を持つ次世代スパコンの開発費が初めて盛り込まれた。京は世界のスパコン性能ランキングで一時トップに立ったが、開発競争の激化とともに現在は４位に後退している。“ポスト京”は、京がある神戸の施設に設置される可能性が高いとみられ、関西から始まる巻き返しに期待が高まっている。 理研計算科学研究機構の平尾公彦機構長は２４日、「京の開発で培った経験と、計算機科学の国際的な拠点として得た知見をもとに、全力を挙げて（次世代スパコンの）開発に取り組む」とコメントした。 次世代スパコンの開発費には１２億円の予算が計上された。２６年度に基本設計をした上で、仕様を検討、２７年度に試作と詳細設計を始め、３０年度には製造に乗り出す見通しだ。京を手掛けた理研が主体となって開発にあた
理研、「京」を使って超巨大行列の固有値を1時間で計算することに成功
理化学研究所(理研)は12月5日、大規模コンピュータシミュレーションや、ビッグデータにおけるデータ相関関係の解析などに必要な行列の固有値を高速で計算できるソフトウェア「EigenExa(アイゲンエクサ)」を開発し、スーパーコンピュータ(スパコン)「京」にて100万×100万の行列での固有値計算を行った結果、従来は1週間程度必要だと考えられていた計算を、1時間で計算することに成功したと発表した。 同成果は、理研計算科学研究機構 大規模並列数値計算技術研究チームの今村俊幸チームリーダーらによるもの。 行列の固有値計算(行列の対角化)は、半導体設計や未知の性質を持つ材料の開発、新薬設計などのための大規模なコンピュータシミュレーションや、ビッグデータにおけるデータ相関関係の解析などで必ず使用される計算法であり、中でもコンピュータシミュレーションで行われる行列の固有値計算の大部分は、行列の左上から右
東工大、省エネ性能世界一を獲得したスパコン「TSUBAME-KFC」の全容を公開
東京工業大学(東工大)は11月25日、同大の次世代スーパーコンピュータ(スパコン)「TSUBAME 3.0」の実現に向けた要素技術の研究などを行うスパコン「TSUBAME-KFC(Kepler Fluid Cooling)」が、スパコンの電力性能(速度性能値/消費電力)を測るランキングである「The Green 500 List」、ならびにビッグデータ処理の省エネルギー性を競う「The Green Graph 500 List」のビッグデータ部門の2013年11月版で世界1位を獲得したことを受け、同大大岡山キャンパスにて、TSUBAME-KFCに用いられている技術の説明を行った。 2016年の稼働が計画されている次世代スパコン「TSUBAME 3.0」では、初代の「TSUBAME1.0」と比べて電力性能比1000倍の実現が目標となっている。TSUBAME-KFCは、そうした電力あたりの性能
スパコン最大の学会「SC13」に見る先端技術(1) SC13 - スパコン最大の学会が今年も開幕
スーパーコンピュータ(スパコン)分野最大の学会である「SC」の開催地は毎年移動し、2013年の今年はコロラド州デンバーのColorado Convention Centerでの開催である。2013年10月頭の時点で米国政府の予算が承認されておらず、国立研究所からのSC13への出席者が影響を受けるのではないかと心配されたが、議会で当面の妥協が成立したので、大きな影響はなさそうである。
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COOL Chips 20 - 基調講演で語られた世界一のスパコン「太湖之光」(6) 世界一のスパコン「神威 太湖之光」のディープラーニング
純中国産スパコン「神威太湖之光」が世界スパコンランキングで1位 ～DEC Alphaの流れを汲む260コアの独自RISCプロセッサ。天河二号の2.75倍の性能
理研が創薬スパコン たんぱく質解析性能、「京」の100倍 - 日本経済新聞
東工大スパコン「TSUBAME-KFC」が省エネ性能ランキングで2冠！