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
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、日本スーパーコンピュータである。

理化学研究所の後継として、2014年に開発開始、2020年より試行運用中[1]、2021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月のTOP500を含む4部門で1位となった[3]

名称[編集]

名称は2019年2月から4月まで公募を行い[4]、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[5]。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)[6]

なお富岳は京の最大100倍の性能を目指すことから、太宰治の『富嶽百景』からの駄洒落(富岳100京)との説もある[7]

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[8] 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[9]。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[10]。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[11]

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[12][13][14]

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[15][16]。この他、消費電力当たりの性能ランキングのGreen500では4位となった[17]

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。[18]

2020年6月、ニューヨークタイムズは米国で予定されている富岳の性能を超えるエクサ級のスパコンのコストは、最大でも6億ドルであるのに対して、10億ドルを超える富岳のコストを高額な支出と表現した[19]。また、ローレンスバークレー国立研究所のHorst Simonは、オークリッジ国立研究所ローレンス・リバモア国立研究所で予定されているアメリカ合衆国エネルギー省のスパコンと、中華人民共和国で開発中のエクサ級スパコンを考えると、富岳が世界最速のスーパーコンピューターとして長く続くことはないと発言した[19]

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(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(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>(予定) 557

(5億ドル)以上[20]

13(予定) - Intel Xeon PhiXe Linux
富岳(開発中) 2021(予定) - 415 1300[18] 28.3[21] 2020年6月 1位 富士通 A64FX(ARM) Linux(RedHat)
Summit 2018 - 148 350[22] 10.1[21] 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 [21] 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[23] 15.4[21] 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[24] 12.7[25] 2011年6月~2011年11月 1位 富士通 SPARC 64 Linux

歴史[編集]

  • 2018年
  • 2019年
    • 4月15日、富士通は理研との間でハードウェアの製造、出荷、設置の正式契約(製造開始)を発表[26]
    • 5月23日に名称を「富岳」に決定したことを発表した[27]
    • 8月27日に富岳のロゴマークが公開された[28]。ロゴマークのデザインは、「『富岳』の性能の高さとユーザーの拡がりを表現」しているとされる[28]
    • 9月17日 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[29]が富岳に合わせて改正され、第二条第四項に云う特定高速電子計算機施設として指定される。[30]
    • 11月、同月発表のGreen500において、富岳の試作機が世界1位を獲得した[31][32][33]
    • 12月2日富士通ITプロダクツから最初の筐体6台が出荷開始[34]
  • 2020年
    • 4月7日、理化学研究所は、整備中であり試行ではあるが、富岳をCOVID-19の性質の解明、治療薬となりえる物質の探索などに利用する方針を発表した[1]
    • 5月13日、富岳のすべての筐体の搬入が完了[35]
    • 6月23日 TOP500、HPCG、HPL-AIにおいて世界第1位を獲得したことを発表[11]

システム構成[編集]

詳細はFugaku System Configuration及びスーパーコンピュータ「富岳」開発概要を参照:

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

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 2020/6/23 0:00 (2020/6/23 5:32更新) - 日本経済新聞 (日経電子版)
  4. ^ 「富岳」ニュース -1.名称公募-
  5. ^ 「富岳」ニュース -2.名称決定-
  6. ^ ポスト「京」の名称 「富岳(ふがく)」に決定 -世界トップクラスのスーパーコンピュータであること等で選考-
  7. ^ その名は「富岳」!日本はスパコンで再び世界一を目指す
  8. ^ 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。
  9. ^ 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。
  10. ^ “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。 
  11. ^ 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。 
  12. ^ Outline of the Development of the Supercomputer Fugaku”. RIKEN Center for Computational Science. 2020年6月23日閲覧。
  13. ^ McKernel”. RIKEN. 2020年6月23日閲覧。
  14. ^ mckernel - GitHub
  15. ^ 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。
  16. ^ 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。
  17. ^ 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
  18. ^ a b お値段1300億円のポスト「京」、IT業界は今度こそ生かせるか
  19. ^ a b https://www.nytimes.com/2020/06/22/technology/japanese-supercomputer-fugaku-tops-american-chinese-machines.html
  20. ^ 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
  21. ^ a b c d TOP500 LIST - JUNE 2020
  22. ^ 3億2500万ドルスパコン「TOP500」、IBM製「Summit」で米が中国を抜き首位に返り咲き
  23. ^ 開発費 約18億元 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
  24. ^ 「2位じゃダメ」のスパコン京、見納め 6年超す長寿で
  25. ^ TOP500 LIST - November 2011
  26. ^ 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。
  27. ^ 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。
  28. ^ 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。
  29. ^ 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 (平成十八年文部科学省令第二十八号)
  30. ^ 文部科学省令第十六号 官報令和二年9月17日号外115号
  31. ^ 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。
  32. ^ November 2019”. TOP500.org (2019年11月). 2019年11月20日閲覧。
  33. ^ 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。
  34. ^ “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。 
  35. ^ 「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。
  36. ^ 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。 (PDF)
  37. ^ 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。 (PDF)

外部リンク[編集]