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2020年6月24日 (水)

富岳四十一京

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https://unbalance.xyz/fugaku-supercomputer/

 理化学研究所と富士通のスーパーコン「富岳」(写真1枚目)が、毎秒41京の計算をして世界最速となったが、おサルさんからは、葛飾北斎の「富岳三十六景」ならぬ「富岳四十一京(けい)」と言うと教わった。

 国立研究開発法人理研の「富岳」スパコンは神戸研究所に属し、前身の「京」スパコンを撤去した跡に設置された。理研の神戸研究所と言えば、STAP細胞事件でも有名だが、兵庫県西部の佐用町にある放射光研究センターも、世界最高性能の放射光で有名である。

 これらから、理研は関西の研究所との誤解を受けかねないが、実は埼玉県和光市に本拠があり、筑波・横浜・東京・仙台・名古屋など全国展開している大研究所である。

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building-pc.cocolog-nifty.com/map/2020/06/post-d5dc05.html

 第2図は、歴代トップスパコンの歴史を示す。「2位では駄目なんですか」と言われて名をはせた?「京」は2011年の1年間だけ1位となったが、その後は米国・中国にずっと首位を奪われ、やっと今回「富岳」が奪回した。ただ、これもせいぜい1年で、来年には中国と米国が「富岳」の2倍以上高速のスパコンの計画があるとか。

 日夜頑張っておられるコンピュータの開発者に敢えて失礼なことを言えば、スパコンの性能はもう技術というより、予算がいかにつくかにかかっているらしい。つまり、スパコンの性能は、簡単に言えばパソコンのボードを何枚並列に並べるかというような「力技」にかかっていると。勿論、多数並べれば超高速のバス技術や、メモリ・ファイルアクセス、冷却問題など、実際の難問は多いのは想像できるが。

 「富岳」も1100億円の国家予算を使ったものの、米中両国の威信をかけたスパコン開発競争から一歩引いて、速度よりむしろ使いかってや低消費電力などを目標にしていたらしい。ところが、コロナ騒ぎでその対策のため1年前倒しで実用したら、図らずも?米中を追い抜いてしまったのが真相らしいーー珍しいコロナのお陰。

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https://dempa-digital.com/article/50709

 第3表は「富岳」と「京」の比較である。CPUアーキテクチャで「富岳」はArmとあるが、これはソフトバンクの孫会長が、英国の設計会社ARM社を3兆円以上で買い、ソフトバンクの株価が下がったので有名となったアーキテクチャである。マイコンの命令の数を極端に少なくして、消費電力を減らし、今後大発展が予想されるIOT(Internet Of Things)の端末用マイコンの本命とされる。

 また、ARMは標準ソフトが載るので「京」と違って使いやすく、現に「富岳」の小型応用スパコンは幾台か既に出荷されて、商業ベースに乗せやすいとか。

 CPUの数を見ると、15万個以上とあるが、まさに15万台のPCを並べたに等しく、消費電力も「京」の約3倍である。「京」の消費電力は3万世帯分と言われたから、「富岳」は10万世帯30万人分で、一つの中都市なみである。ただ、昨秋の「富岳試作機」は、性能対消費電力部門で世界一となったそうだ。

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 写真4枚目は「富岳」が設置された建物ではなく、付属の熱源機械棟である。つまり、「富岳」の冷凍機や発電機が入っている。スパコンは発熱が凄いので、一般には空冷ではなく液冷も併用するので、冷却設備は巨大になるらしい。また、電力は商用電源を使うが、瞬停ではなく瞬低(雷などで電圧が下がる)に、これらの冷凍機やファイルシステムが弱いので自家発電機を持つ。「京」の場合は、2基のコジェネ・ガスタービン発電機があるとか。

 ところで、この電力消費量の多さは、大型の計算センターなどでは頭が痛い問題となる。例えば、暗号資産(仮想通貨)では、ブロックチェーン内の取引記録を台帳に追記するが、その承認が定期的に必要であり、承認にはデータの整合性と正確さが求められて膨大な計算量が必要になる。

 世界中の多数の計算センターがネット上で一斉に競争し、最初に解を得たセンターが暗号資産の分配褒章を貰う変わったシステム。計算にはマイニングマシンという、それこそ高速のPCボードを工場のラックに多数並べたような専用の超大型コンピュータを使うが、電気代が問題で中国など安い国にセンターを設置するらしい。

 グーグルなどのIT企業が保有する我々に関する大規模なデータ、今後、AIの発展でビッグデータを保管する巨大な容量の計算センターや、スパコンを上回る性能の量子コンピュータなどが普及すれば、ますます、コンピュータが電力を使うことになり、知能面だけでなくエネルギー消費面でも、人類はコンピュータに譲ることになるかも知れない。  

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