富岳 (スーパーコンピュータ)

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富岳
稼働期間2021年 -
スポンサー文部科学省
運営者理化学研究所
所在地理化学研究所計算科学研究センター
アーキテクチャ
OS
メモリ32 GiB/ノード (HBM2)
ストレージ
  • 1.6 TB NVMe SSD/16ノード (第1階層)
  • 150 PB 共有ファイルシステム (第2階層)
  • クラウドストレージサービス (第3階層)
処理速度400+ PFLOPS (倍精度)
コスト1120億円
ランキングTOP500: 1, 2020年6月
ウェブサイトwww.r-ccs.riken.jp/jp/fugaku
出典Fugaku System Configuration
PRIMEHPC FX1000(「富岳」と同様の構造のHPC。SC19にて)
2018年 SC18での「富岳」のデモブース。「京後継、ARMエコシステムの最先端」と書かれている。

富岳(ふがく、英語: Fugaku)は、理化学研究所の後継となる、日本スーパーコンピュータである。

2014年に開発開始、2020年より試行運用中[1]、2021年(令和3年)に本格稼働予定。設置場所は兵庫県神戸市ポートアイランド理化学研究所計算科学研究センター。主要ベンダーは富士通[2]

2020年6月および11月のTOP500を含む4部門で1位となり[3][4][5]、2期連続の4冠としても世界初[4]となった。

名称[編集]

名称は2019年2月から4月まで公募を行い[6]、5月にポスト「京」ネーミング委員会により7案に絞られ、更に理化学研究所理事会議により「富岳」に決定された[7]。理化学研究所は「富岳」と決定した理由を以下と発表した。

「富岳」は"富士山"の異名で、富士山の高さがポスト「京」の性能の高さを表し、また富士山の裾野の広がりがポスト「京」のユーザーの拡がりを意味します。また"富士山"が海外の方々からの知名度も高く名称として相応しいこと、さらにはスーパーコンピュータの名称は山にちなんだ名称の潮流があること、また海外の方からも発音しやすいことから選考しました。 — 理化学研究所(2019年5月23日)[8]

なお富岳は京の最大100倍の性能を目指すことから、葛飾北斎の『富嶽百景』や太宰治の『富嶽百景』からの駄洒落(富岳100京)との説もある[9]

ハードウェア[編集]

富岳は富士通が開発したCPUであるA64FXを搭載している。このCPUは、フロントエンドをARMv8.2-Aベースに新たな拡張であるSVE(Scalable Vector Extension)を追加した[10] ものとして、バイナリレベルでARMとの互換がとられた一方、マイクロアーキテクチャは京でも使用された富士通製SPARC64の構造を踏襲している[11]。富岳は京の約100倍の性能と、世界最高水準の実用性を目指している[12]。富岳は富士通独自のTofu Interconnect Dを使用して結合された158,976個のA64FXを使用している[13]

ソフトウェア[編集]

富岳はIHK/McKernelという名前の軽量マルチカーネルオペレーティングシステムを使用している。このオペレーティングシステムはLinuxと軽量カーネルのMcKernelの両方を使用し、同時に並行して動作する。両方のカーネルが実行されるインフラストラクチャはInterface for Heterogeneous Kernels (IHK) と呼ばれる。高性能シミュレーションはMcKernelで実行され、Linuxは他の全てのPOSIX互換サービスで利用できる[14][15][16]

性能[編集]

2020年6月23日国際スーパーコンピュータ会議にて発表されたTOP500において1位となった。日本のスーパーコンピュータとしては、2011年6月・12月に京が1位となって以来9年ぶりである。

また、HPCG(High Performance Conjugate Gradient)、HPL-AI、Graph500の4部門においても世界1位を獲得し、4冠を達成した[17][18][19]。この他、消費電力当たりの性能ランキングのGreen500では9位となった[20]

コスト[編集]

2018年、日経新聞は、富岳のコストは1300億円 (10億米ドル)の費用がかかると報じた。[21]

他のシステムとの費用比較は、次項の表を参照。

比較[編集]

富岳は京の後継として、京の最大100倍の性能を目指して、構築費用 1300億円(国費 1100億円、民間 200億円)が投じられた。時期・用途・構成などは異なるが、他の主なスーパーコンピュータとの単純比較は下表の通り。

性能・費用比較表
システム名 運用開始年 運用終了年 性能
LINPACK
PFLOPS
費用
(億円)
消費電力
MW
TOP500順位 ベンダー CPU・GPU OS
El Capitan(開発中) 2023(予定) - 2000(理論値ピーク性能、予定) 643

(6億ドル)

40未満(予定) - HPEAMD EPYC(Zen 4)、Radeon Instinct Linux
Frontier(開発中) 2021(予定) - 1500(理論値ピーク性能、予定) 643

(6億ドル)

最大30(予定) - AMD, Nvidia EPYC(beyond Zen 2)、Radeon Instinct Linux
Aurora(開発中) 2021(予定) - 1000>(理論値ピーク性能、予定) 557

(5億ドル)以上[22]

13(予定) - Intel Xeon PhiXe Linux
LUMI(開発中)[23] 2021(予定) - 550(理論値ピーク性能、予定)

(1億6000万ドル)

- HPE AMD EPYC CPU, AMD Instinct GPU
富岳(開発中) 2021(予定) - 415 1300[21] 28.3[24] 2020年6月 1位 富士通 A64FX(ARM) Linux(RedHat)
Summit 2018 - 148 350

(3億2500万ドル)[25]

10.1[24] 2020年6月 2位

2018年6月~2019年11月1位

IBM POWER9, Tesla V100 Linux(RedHat)
Sierra 2018 - 94 7.4 [24] 2020年6月 3位

2018年11月~2019年11月2位

神威・太湖之光 2016 - 93 300

(約18億元)[26]

15.4[24] 2020年6月 4位

2016年6月~2017年11月1位

NRCPC Sunway SW26010 Linux(Raise)
2011 2019 10 1120[27] 12.7[28] 2011年6月~2011年11月 1位 富士通 SPARC 64 Linux

歴史[編集]

システム構成[編集]

主なシステム構成は以下の通り[38]

CPU[編集]

アーキテクチャ
Armv8.2-A SVE
コア
48 コア (計算用) + 4 コア (OS用)
メモリ
HBM2 32 GiB/ノード、1024 GB/s
インターコネクト
Tofu Interconnect D
入出力
PCIe Gen3
プロセス
7nm FinFET (TSMC)

ストレージ[編集]

第1階層
1.6 TB NVMe SSD/16ノード
第2階層
150 PB 共有ファイルシステム
第3階層
クラウドストレージサービス

プログラミング言語とライブラリ[編集]

コンパイラ
Fortran (Fortran 2008、Fortran 2018サブセット)
C11 (GNU及びClang拡張)
C++14及びC++17サブセット (GNU及びClang拡張)
OpenMP 4.5及びOpenMP 5.0サブセット
Java
並列プログラミング
XcalableMP
FPDPS
スクリプト言語
Python (NumPy及びSciPy)
Ruby
数学ライブラリ
BLASLAPACKScaLAPACK英語版、SSL II
Fujitsu SSL II
EigenEXA、Batched BLAS

システムソフトウェア[編集]

OS
Red Hat Enterprise Linux 8
McKernel

関連項目[編集]

脚注[編集]

[脚注の使い方]
  1. ^ a b 新型コロナウイルス対策を目的としたスーパーコンピュータ「富岳」の優先的な試行的利用について | 理化学研究所”. www.riken.jp. 2020年4月7日閲覧。
  2. ^ スーパーコンピュータ「富岳」プロジェクト”. 理化学研究所. 2019年5月25日閲覧。
  3. ^ 日本のスパコン「富岳」、8年半ぶり世界一奪還”. 日本経済新聞 (2020年6月23日). 2020年10月28日閲覧。
  4. ^ a b c 日本のスパコン「富岳」世界ランキング1位、世界初の2期連続4冠”. QEEE. INTLOOP株式会社 (2020年11月17日). 2020年12月20日閲覧。
  5. ^ 株式会社インプレス (2020年11月17日). “富岳は、主要なスパコンベンチのすべてで1位を獲得することが重要”. PC Watch. 2020年12月20日閲覧。
  6. ^ 「富岳」ニュース -1.名称公募-”. 理化学研究所 計算科学研究センター. 2020年10月28日閲覧。
  7. ^ 「富岳」ニュース -2.名称決定-”. 理化学研究所 計算科学研究センター. 2020年10月28日閲覧。
  8. ^ a b ポスト「京」の名称 「富岳(ふがく)」に決定”. 理化学研究所 (2019年5月23日). 2019年5月25日閲覧。
  9. ^ その名は「富岳」!日本はスパコンで再び世界一を目指す”. ニュースイッチ (2019年5月24日). 2020年10月28日閲覧。
  10. ^ ポスト「京」のCPUの仕様を公表”. 富士通 (2018年8月22日). 2019年5月25日閲覧。
  11. ^ ポスト「京」のプロセッサ「A64FX」はArmベースながら異彩放つ重厚系” (日本語). MONOist. 2020年6月25日閲覧。
  12. ^ “スパコン「京」後継機は「富岳」 計算性能100倍、21年稼働”. 毎日新聞. (2019年5月23日). https://mainichi.jp/articles/20190523/k00/00m/040/149000c 2019年5月30日閲覧。 
  13. ^ a b Cutress, Dr Ian (2020年6月22日). “New #1 Supercomputer: Fujitsu’s Fugaku and A64FX take Arm to the Top with 415 PetaFLOPs”. www.anandtech.com. https://www.anandtech.com/show/15869/new-1-supercomputer-fujitsus-fugaku-and-a64fx-take-arm-to-the-top-with-415-petaflops 2020年6月22日閲覧。 
  14. ^ Outline of the Development of the Supercomputer Fugaku”. RIKEN Center for Computational Science. 2020年6月23日閲覧。
  15. ^ McKernel”. RIKEN. 2020年6月23日閲覧。
  16. ^ mckernel - GitHub
  17. ^ 2020年6月版TOP500 - 日本のスパコン「富岳」が4冠を達成” (日本語). マイナビニュース (2020年6月23日). 2020年6月22日閲覧。
  18. ^ スーパーコンピュータ「富岳」TOP500、HPCG、HPL-AI、Graph500において世界第1位を獲得” (日本語). 理化学研究所 (2020年6月23日). 2020年6月23日閲覧。
  19. ^ 2位でもよかったスパコン「富岳」 利用者目線で世界4冠”. SankeiBiz (2020年7月15日). 2020年7月15日閲覧。
  20. ^ 井上輝一 (2020年6月23日). “Preferred Networksがスパコン省電力ランキング「Green500」で世界1位 「富岳」と合わせて日本勢がトップ独占”. ITmedia NEWS. 2020年10月28日閲覧。
  21. ^ a b 竹居智久 (2018年9月14日). “お値段1300億円のポスト「京」、IT業界は今度こそ生かせるか”. 日経クロステック. 2020年10月28日閲覧。
  22. ^ 佐藤岳大 (2019年3月20日). “米エネルギー省、Intelの新GPU「Xe」採用の“エクサスケール”スパコンを導入”. PC Watch. 2020年10月28日閲覧。
  23. ^ 劉尭 (2020年10月23日). “HPE、AMD次世代EPYC採用の世界最速級スパコンを受注”. PC Watch. 2020年10月28日閲覧。
  24. ^ a b c d TOP500 List - June 2020”. TOP500.org (2020年6月). 2020年10月28日閲覧。
  25. ^ Shankland, Stephen (2018年6月26日). “スパコン「TOP500」、IBM製「Summit」で米が中国を抜き首位に返り咲き”. ZDNet Japan. 2020年10月28日閲覧。
  26. ^ 伊本貴士 (2020年6月24日). “頂上極めた「富岳」の次の挑戦、日本が強い分野の開発に生かせるか”. 日経クロステック. 2020年10月28日閲覧。
  27. ^ 田中誠士 (2019年8月5日). “「2位じゃダメ」のスパコン京、見納め 6年超す長寿で”. 朝日新聞デジタル. 2020年10月28日閲覧。
  28. ^ TOP500 List - November 2011”. TOP500.org (2011年11月). 2020年10月28日閲覧。
  29. ^ a b ポスト「京」の製造を開始”. 富士通 (2019年4月15日). 2019年5月25日閲覧。
  30. ^ a b スーパーコンピュータ「富岳」ロゴマークを決定 | 理化学研究所”. www.riken.jp. 2019年9月29日閲覧。
  31. ^ 特定先端大型研究施設の共用の促進に関する法律施行規則”. 総務省. 2020年10月28日閲覧。
  32. ^ 文部科学省令第十六号”. 国立印刷局. 2020年10月28日閲覧。
  33. ^ 中村真司 (2019年11月19日). “国産スパコン「富岳」のプロトタイプが消費電力性能ランキングで世界1位に”. PC Watch. 2019年11月20日閲覧。
  34. ^ November 2019”. TOP500.org (2019年11月). 2019年11月20日閲覧。
  35. ^ スーパーコンピュータ「富岳」のプロトタイプがGreen500で世界1位を獲得”. 理化学研究所 (2019年11月18日). 2019年11月20日閲覧。
  36. ^ “スパコン「富岳」、速さより使い勝手 富士通が出荷開始”. 日本経済新聞社. (2019年12月2日). https://www.nikkei.com/article/DGXMZO52878440S9A201C1TJ2000/ 2020年6月17日閲覧。 
  37. ^ 「富岳」の筐体搬入が完了しました”. 理化学研究所計算科学研究センター (2020年5月13日). 2020年5月14日閲覧。
  38. ^ Fugaku System Configuration及びスーパーコンピュータ「富岳」開発概要
  39. ^ スーパーコンピュータ「富岳」型スパコンの導入を決定 ~シミュレーション・人工知能研究を推進~”. 名古屋大学 (2020年2月3日). 2020年6月23日閲覧。
  40. ^ スーパーコンピュータ「不老」運用開始 ~スーパーコンピュータ「富岳」型システムの世界初運用~”. 名古屋大学 (2020年7月1日). 2020年7月2日閲覧。

外部リンク[編集]