大象传媒

コ?デザインで生み出すトップレベル性能

私たちが日常的に使っているパソコンを、高性能にして数万台つなげたものが、
スーパーコンピュータ（スパコン）。そう言われると単纯そうですが、
より高性能にする技术と、より高速に动かすためのつなぎ方こそが「スーパー」の真髄です。
さまざまな工夫で、幅広い科学技术计算に役立つ唯一无二のスパコン开発に挑みます。

远くて近いスパコンの世界

　谁もが日常的にパソコンを扱う时代ですが、スパコンとなると话は别。特别な研究をする人のための特别な装置だと考えがちです。でも基本原理は普通のパソコンと同じ。ただし、计算をするために特化された计算机を数百?数万台もつなげて、复数の仕事を手分けして一斉に行います。そうして普通のパソコンでは何年もかかるような计算を1日で解いてしまうのが、「スーパー」たる所以です。
　実は多くの人が、スパコンを知らず知らずのうちに利用しています。その一つ、身近になった础滨（人工知能）は、膨大なデータからそれらの関係性をあらかじめ学习し、问いに対して、その中から最も近い関係性と推论した情报を返します。この学习と推论を担っているのがスパコンです。
　计算机をたくさんつなぐほど性能は上がりますが、仕事を分担する计算机同士が通信すると、それだけ余计な仕事や时间が生じます。ですから、解きたい问题に応じて、计算时间と通信时间とのバランスを考えなくてはなりません。しかも、そのバランスはスパコンによって异なります。一言にスパコンといっても、それぞれの特徴があるのです。

これからの主役は骋笔鲍

　パソコンの中枢は颁笔鲍（中央演算処理装置）で、この他にゲームなどのグラフィックを扱うことに特化したプロセッサとして骋笔鲍（画像演算装置）が搭载されています。一方、スパコンでは、この计算性能が高い骋笔鲍を、演算加速装置として画像以外の计算処理にも使います。础滨を高速化するにも、もはや骋笔鲍は不可欠の存在です。2020年に登场した国内最高性能のスパコン「富岳」に骋笔鲍は使われていませんから、スパコン开発のスピードがわずか数年间でどんどん加速していることが分かります。
　筑波大の计算科学研究センターに、2022年12月に新しく设置されたスパコン「ペガサス」は、高性能の骋笔鲍120个が120台の计算机に搭载され、最先端のネットワークで接続されています。また、电源を切ってもデータが消えない不挥発性メモリを使っているのも特徴です。このような骋笔鲍と不挥発性メモリの両方を备えたスパコンは世界で唯一。サイズ的にはかなりコンパクトですが、巨大なデータを扱う科学技术计算や础滨分野の研究を强力に后押しすると期待されています。

键は「コ?デザイン」

　とはいえ、単にハードウェアの性能を上げれば良いというわけではありません。计算すべき课题があって初めて、その力が発挥されますから、ユーザーのニーズを踏まえることが重要です。つまり、スパコン开発には、それを作る人と使う人とが协働して设计する「コ?デザイン」の体制が欠かせません。ユーザーがどんな计算をしたいのか、ハードウェアにどんな特徴があるのかを互いに理解した上で、最适なスパコンの使い方について知恵を绞ることで、トップレベルの性能が得られます。
　筑波大では、スパコン开発とそれを使った研究の両方の机能が一つのセンターに共存しており、コ?デザインを実现できる环境が整っています。日本では9つの国立大学がスパコンセンターを持っていますが、このような研究体制を持っているのはここだけ。このことも、世界的に认められる研究力の高さにつながっています。

ユニークなスパコンセンターとして

　筑波大は、后発で比较的小规模なスパコンセンターだからこそ、ペガサスやその先代のシグナスなど、オリジナリティのある、ちょっと「尖った」ユニークなスパコンの提供を意识しています。全国の研究者に开かれた共同利用?共同研究拠点になっており、利用者の半分以上は学外の研究グループ。このセンターのスパコンを名指しで利用したい研究テーマは多く、学内の研究者であっても、审査に通らなければ使うことはできません。
　今やスパコンはあらゆる分野に必要なツールとなりました。ただ、高性能になるほど、それを动かすための电力も必要で、计算速度だけでなく省エネ性能も重要なスペックになります。実质的には数年程度で世代交代するスパコン本体を、できるだけ安価に作ることも求められます。たくさんの条件をクリアしながら优れた成果を出し続ける。そのプレッシャーをエネルギーに変えて、スパコンの理想形を追い続けます。