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研究室
システムアーキテクチャ研究室

次世代スーパーコンピュータ開発支援室(平成28年度まで)

背景

次世代スーパーコンピュータ開発支援室では、「次世代スーパーコンピュータのための基盤要素技術の研究開発」をテーマとして、日々需要が高まりつつある高性能スーパーコンピュータ(以下、スパコン)に向けた革新的な要素技術の研究開発を進めています。
現在、新世代のスパコンとして、ペタフロップス級の1,000倍の能力を持つ、エクサフロップス(100京演算/秒)級のスパコン(以下、エクサスパコン)の研究開発が世界中で展開されており、日本でも平成26年度から本格的な開発が始まろうとしています。このようなスパコン開発では、高性能化、低消費電力、低故障率をはじめとする多くの困難な技術課題が浮き彫りになっており、今までに無い新しい発想に基づく基盤要素技術が求められています。また、このような大規模システムが持つ性能を十分に発揮させるには、今まで以上に洗練されたプログラムの最適化技術や高度な通信処理技術が重要になっています。

具体的には、最近のCPUは多数のコアを搭載し、さらに各コアは複数の演算器を持っていますが、これらのコアや演算器を遊休させることなく効率良く動作させるためには、まだまだ人手によるプログラムのチューニングが必須となっています。また、スパコンは数万から数十万台の計算ノード(CPUやメモリからなる処理要素)間で相互に通信を行いながら処理を進めます。インターコネクトはこの通信を効率良く行うスパコン専用のネットワークであり、通信性能の良し悪しはシステム全体の性能に大きな影響を与えます。したがって、円滑な通信が行えるように、インターコネクトにおける通信経路や通信タイミングの緻密な最適化もこれからのスパコンにとって今まで以上に重要となっています。
このような背景のもと、エクサスパコンの実現と活用に重きを置き、研究領域を以下のように定め、それぞれの領域でキーテクノロジとなる基盤技術の研究開発や技術課題についての調査検討を行っています。

活動概要

上記のような背景のもと、エクサスパコンの実現と活用に重きを置き、研究領域を定め、それぞれの領域でキーテクノロジとなる基盤技術の研究開発や、技術課題についての調査検討を行っています。
(領域1)次世代の先進的アプリケーションの最適化に関する研究開発

  • アプリケーションの動的最適化技術
  • ビッグデータ分析によるプログラム高速化技術
  • 量子化学計算プログラムの実行性能解析

(領域2)次世代システムの高性能化に関する研究開発

  • 高性能インターコネクト通信技術の開発
  • スパコン資源のプロビジョニング技術の開発

(領域3)エクサフロップス級スーパーコンピュータに向けた基盤要素技術の研究開発

  • エクサフロップス級スーパーコンピュータに向けた技術課題の調査検討
  • エクサスケールノードアーキテクチャの設計空間探索ツールの開発
  • HPC向けSIMDアーキテクチャの最適化に関する研究