要旨

理化学研究所（理研）情報基盤センターが、株式会社ExaScaler、株式会社PEZY Computingと共同で設置した液浸冷却スーパーコンピュータ「Shoubu（菖蒲）」が、2016年6月20日に発表された最新のスーパーコンピュータランキングの消費電力性能部門「Green500^[1]」において、世界第1位を獲得致しました。

菖蒲のGreen500における第1位獲得は三期連続で三回目となります。また、菖蒲は2016年4月にシステムボード類の全換装を行い、演算理論性能が2ペタフロップス級となっています。LINPACK性能^[2]で1ペタフロップスを超える大規模システムがGreen500で第1位を獲得したのは、これが初めてです。

理研、ExaScaler、PEZY Computingは、菖蒲の高性能化を目指した最適化作業を計画しています。また、応用分野での利用として、脳神経シミュレーションの研究や最適化問題の研究など幅広い分野で進めていく計画です。

理研 情報基盤センター 姫野龍太郎センター長のコメント

今回、Shoubu(菖蒲)が全系システムの電力性能比で非常に高い性能を示し、1ペタフロップを超え、Green500のトップを獲得したことをExaScaler、PEZY Computingとともに祝いたいと思います。今後、実際の応用分野で性能がどこまで発揮できるか、試して行くことを楽しみにしております。

ExaScaler、PEZY Computing両社の代表取締役、齊藤元章のコメント

理研情報基盤センター様に「Shoubu（菖蒲）」を設置させて頂いて10か月、ようやく電源に纏わる問題を解消してシステム全系での動作を得て、当初目標の１ペタフロップスを超える性能を維持しながら、高い消費電力を計測できて安堵しております。今後は、様々な実アプリケーションを動作させつつ、共同研究契約の趣旨に合致した運用と研究を進めさせて頂きたいと考えております。

計測方法と成果

理研とExaScaler、PEZY Computingは、今後のスーパーコンピューティングにおける2つの大きな柱であるメニーコアプロセッサと液浸冷却システムについて知見を深めるべく、2015年4月21日より共同研究契約を実施しています。これに基づき、理研情報基盤センターはExaScalerの最新の液浸冷却システム「ZettaScaler-1.6」を用いた5台の液浸槽からなる液浸冷却スーパーコンピュータ菖蒲を、2015年5月に設置しました。

今回の計測は、消費電力値の測定ルールが以前に比べて厳密になったため、以前の計測値より消費電力性能が1割程度悪くなると予測される状況で行われました。その結果、菖蒲は前回の計測値よりも性能低下を5％程度に留め、全系システムにおける1W当たりの消費電力性能値6.673 GFLOPS/Wを計測しました。この値が、最新のスーパーコンピュータランキングの消費電力性能部門である「Green500」において、世界第1位と認定されました。

これによって菖蒲は、Green500において

• LINPACK性能1ペタフロップスの演算処理性能、100kWの消費電力を超える大規模システムで初めての第1位獲得^※
• 3期（18か月）に渡る世界第1位の維持を初めて達成

したスーパーコンピュータとなりました。

今回の菖蒲の第1位獲得により、理研はGreen500において世界最多となる3回の世界第1位を獲得した機関となりました。更に、今回Green500に初登録し6.195 GFLOPS/Wの値で第2位を獲得した「Satsuki（皐月）」と合わせて、理研はGreen500の第1位と第2位のスーパーコンピュータを同時に有する初めての機関となりました。なお、皐月は理研戎崎計算宇宙物理研究室に設置されており、研究室のオフィス環境に設置されたスーパーコンピュータとしては初めてGreen500にランクインしました。

国別では、日本は米国の5回と並んで最多で第1位を獲得した国となります。

なお、菖蒲の全系システムである1,280個のPEZY Computingのメニーコアプロセッサ（PEZY-SCnp）を用いて567MHz駆動で計測された演算性能値（Rmax）の1.001ペタフロップスは、2016年6月20日に発表された最新のスーパーコンピュータランキングの絶対性能部門である「TOP500^[3]」において、世界第93位（国内11位）と認定されています。

※菖蒲は2016年4月にシステムボード類の全換装を行い、演算理論性能が2ペタフロップス級となっている。過去2度のGreen500における第一位獲得時はLINPACK性能が1ペタフロップス未満であった。

今後の期待

今回の計測実験により得られた計測結果は、今後のスーパーコンピューティング環境において特に重要となっている消費電力性能において、PEZY ComputingのメニーコアプロセッサとExaScalerの液浸冷却システムの組み合わせが大きな可能性と将来性を有していることを示しています。

理研は、ExaScaler、PEZY Computingとの共同研究契約に基づいて、更に高い消費電力性能値と演算性能値を実現するための最適化作業を計画しています。
応用分野での利用についても、脳神経シミュレーションの研究や最適化問題の研究など、幅広い分野で進めることを計画しています。6月8日に開催された理研シンポジウム「スーパーコンピュータHOKUSAIとShoubu、研究開発の最前線」では、「Shoubuで実現するネコ一匹分の人工小脳」と題して、菖蒲全系を用いて、ネコ一匹分の人工小脳をリアルタイムで処理することに成功した事例が発表されるなど、着実に応用利用への展開が進んでいます。

補足説明

• 1.

  Green500

  Green500は、世界で最も消費電力あたりの性能が良いスーパーコンピュータ・システムを上位500位までランク付けし、評価するプロジェクト。近年のグリーン化の潮流を受けて、2007年11月からTOP500リスト内のスパコンの電力性能（速度性能値 / 消費電力）をTOP500に合わせて半年ごとに発表している。今期からはTOP500と統合されて発表されます。

• 2.

  LINPACK性能

  米テネシー大学のJack J. Dongarra博士らが開発した、コンピュータの性能計測(ベンチマーク)プログラム。TOP500の標準ベンチマークとして採用されている。連立一次方程式の解を求めるプログラムで、主に浮動小数点演算の性能を計測することができる。

• 3.

  TOP500

  TOP500は、世界で最も高速なコンピュータシステムの上位500位までを定期的にランク付けし、評価するプロジェクト。1993年に発足し、スーパーコンピュータのリストを年2回（6月、11月）発表している。

発表者

理化学研究所 情報基盤センター
ユニットリーダー 黒川 原佳 （くろかわ もとよし）

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
Tel: 048-467-9272 / Fax: 048-462-4715

株式会社ExaScaler
取締役COO 斎藤 元章 （さいとう もとあき）
Tel: 03-5577-3835
info [at] exascaler.co.jp（※[at]は@に置き換えてください。）

株式会社PEZY Computing
マーケティング部 佐藤 路恵 （さとう みちえ）
Tel: 03-5577-3900
info [at] pezy.co.jp（※[at]は@に置き換えてください。）