2-6 先端研究施設共用促進事業『みんなのスパコン』TSUBAME によるペタスケールへの飛翔
学術国際情報センター

センター長

渡辺治

学術国際情報センター

副センター長青木尊之

学術国際情報センター

特任准教授

西川武志

学術国際情報センター

特任准教授

渡邊寿雄

2-6-1【事業概要】
平成１９年度から文部科学省が新たに開始した委託事業「先端研究施設共用イノベーシ
ョン創出事業」【産業戦略利用】は、大学、独立行政法人等の研究機関が有する先端的な研究施設・機器の共用を進め、 イノベーションにつながる成果を創出することを目指し、当初平成２３年度末まで実施される予定であったが平成２０年度末で終了となり平成２１年度からは補助事業に移管した。本学学術国際情報センターが平成１９年７月１日から採択された「先端研究施設共用イノベーション創出事業」【産業戦略利用】“『みんなのスパコン』TSUBAME によるペタスケールへの飛翔”は同一の事業名で先端研究施設共用促進事業として平成２１年度も実施した。
平成２１年度の課題採択件数は１５件（戦略分野利用推進課題１０件、新規利用拡大課
題５件）であり、実施件数は２９件（戦略分野利用推進課題２４件、新規利用拡大課題５件、平成２０年度からの継続課題９件、平成１９年度からの継続課題５件）であった。
平成２１年１月末には平成１９年度採択２２機関に対して、文部科学省による共用体制整備状況評価が実施された。平成２２年２月末に評価結果が公表され、本事業は最高の評点（区分４）と判断された。この評点は評価を受けた２２機関のうち、本事業を含め３機関だけが得た評価であり、スーパーコンピュータ利用機関では本事業だけであった。本事業の評価結果に寄せられたコメントは以下の通りであった。
「HPC の分野や産業界で注目されている GPGPU をアクセラレータとした我が国最高級の性能をもつ GPU ハイブリッドスパコンを産業利用に提供し、これまで研究会や講習会の開催、共用促進リエゾンなどの活動により４１件の課題を選定し、着実な成果をあげていることは高く評価できる。また、課題募集・選定・評価の体制や利用支援・利用者確保の体制も整備されていること、さらに今後の利用拡大や有償化の計画も評価できる。
今後、GPU と汎用 CPU の混合利用技術を産業界に普及させていく積極的な活動が求められるとともに、ハイブリッドスパコンを効率的に使う課題を優先的に受け入れるなど、センターの特徴を生かす活動が求められる。そのためにも、他機関(地球シミュレータや七大学)との連携が必要である。」（なお評価結果の詳細については以下の URL を参照のこと。
http://www.mext.go.jp/b_menu/boshu/detail/1290895.htm ）53

2-6-2 【事業実施と成果】【課題採択】
平成２１年度は４つの戦略分野利用推進課題（以下、戦略利用）のうち「計算化学手法による創薬技術の開発（以下、計算創薬）」１件、「大規模流体－構造連成解析技術の開発（以下、流体構造）」１件、「シミュレーションによるナノ材料・加工・デバイス開発（以下、ナノシム）」６件、「社会基盤のリスク管理シミュレーションへの HPC 応用技術の開発（以下、基盤リスク）」２件を採択し、戦略課題合計１０件を採択した。新規利用拡大課題（以下、新規拡大）は５件を採択し、当初目標の採択件数１５程度の目標を達成する採択数となった。表１に平成２１年度の課題採択・実施状況を示す。
表１

平成２１年度の課題採択・実施状況
平成１９年度
採択件数

平成２０年度
採択件数

平成２１年度
採択件数

平成２１年度
実施件数

戦略利用「計算創薬」

４

１

１６（５）

戦略利用「流体構造」

１０

１２（１）

戦略利用「ナノシム」

設定無４

６１０（４）

戦略利用「基盤リスク」

設定無

４

２６（４）

６６５５（０）１１

１５

１５２９（１４）

種別

新規利用拡大小計（）内は内数で前年度からの継続課題【課題実施】TSUBAME が１年間に提供可能な計算資源（１口２,８８０ノード時間換算で１,９１６口）の約１２％（２３８口）を課題選定評価委員会の審査結果に応じて合計２９件のトライアルユース課題に配分した。１口は有償利用課題の補助に、１口は共用促進事業推進室での利用課題支援（動作検証等）のために配分した。
平成２１年度は年度開始当初より各実施課題が順調に配分計算資源を消費し、平成２２年３月２日時点で９５％の利用率を達成した。これは、前年度からの継続課題が１４件あったことと、学内需要繁忙期をトライアルユース課題の利用休止期間（１２月中旬～平成２２年２月中旬）と設定し、計画的な利用を呼び掛けたことによるものである。
【広報活動】
広報活動では、事業広報のブース出展、蔵前ジャーナルへの広告掲載、成果報告会等を実施した。
事業広報のブース出展を、日本コンピュータ化学会 2009 春季年会、2009 年秋季 第 70回応用物理学会学術講演会（富山大）、日本機械学会 2009 年度年次大会（岩手大）
、第３回

54

分子科学討論会 2009（名大）、日本応用数理学会 2009 年度年会（阪大）、第 22 回計算力学講演会（金沢大）、日本コンピュータ化学会 2009 秋季年会（東北大）、第 23 回分子シミュレーション討論会（名古屋）、第２３回数値流体力学シンポジウム（仙台）、2010 年ハイパ
フォーマンスコンピューティングと計算科学シンポジウム（HPCS2010）（工学院大）、日本物理学会第 65 回年次大会（岡山大）、2010 年春季第 57 回応用物理学関係連合講演会（東海大）、日本化学会第 90 春季年会(2010)（近畿大）、日本薬学会第１３０年会（岡山）において行った。また東京大学の事業「先端的大規模計算シミュレーションプログラム利用サービス」と連携し、当該事業がブース出展を行った第８回産学官連携推進会議（京都）やイノベーションジャパン２００９（東京）で出展協力を行った。
蔵前ジャーナルへの広告掲載は 2009 春号（No.1012）、2009 初夏号（No.1013）、2009盛夏号（No.1014）、2009 秋号（No.1015）、2009 冬号（No.1016）に出稿した。
成果報告会として平成２１年６月２５日（木）に約１００名の出席者を得てシンポジウムを開催し、関係者からの説明を行うとともに平成２０年採択の戦略利用と新規拡大からそれぞれ１件ずつ計算資源利用量首位の課題に利用報告を行って貰った。シンポジウムの模様とともに終了課題の報告書は事業 Web ならびに文科省共用ナビに掲載し公開した。
【利用者支援】利用者が社内で日常的に利用している OS、コンパイラ、並列ライブラリ等の開発・利用環境と TSUBAME の環境との差異に由来する問題を解消するため施設共用技術指導研究員等によるプログラム開発、チューニング、並列化等の指導、支援を行った。
一例として、民間企業内で行った数十～百数十並列程度では問題にならなかったことが、TSUBAME での数百～千を超える並列計算ではエラーとなり、データの配置や通信に必要となるバッファメモリ容量等の改善によって問題が解決された。他の例では TSUBAME では収束判定が正常に行われない計算条件やモデル選択の設定を変更するよう指導し問題を解決した。また別の例では、電子状態理論に基づくアプリケーションにおいて、設定したモデルが不適切であることを指摘し問題を解決した。
【プロジェクトの総合的推進】
昨年度設置された外部利用ワーキンググループがもととなり、平成２１年４月から共同利用専門委員会が設置され、本事業を含む共同利用体制の整備等の検討・審議がされることとなった。また共用促進事業推進室が設置され、本事業に関する業務を担当することとなった。これにより共用促進事業推進室が利用規程や規則および様式の整備、事業運営計画策定等を行い、共同利用専門委員会での承認を受け、事業を実施する体制が整備された。
平成２１年７月２８日から本事業における有償利用サービスを開始し、同時にTSUBAME の共同利用も開始した。
従前は採択課題毎に共同利用契約を個別に締結していたが、利用約款を定めたことで約55款の遵守と言う手続きに変更し、採択企業と東工大の両方における事務コストを軽減した。
計算資源配分においては平成１９年度、平成２０年度の反省を踏まえて、学内繁忙期となる１２月中旬から２月中旬まで本事業による計算ジョブのバッチキューでの実行休止期間とした。利用実績進捗に応じて、ほぼ毎月配分見直しを実施し、平成２２年３月２日時
点で９５％の利用率を達成した。
課題選定評価委員会は、平成２２年度から１名増員し５４名となった。

表２ 平成２１年度採択課題一覧
表２−１

戦略利用「計算化学手法による創薬技術の開発」

申請課題名

会社名

拡張アンサンブルシミュレーションによるタンパク 武田薬品工業株式会社 医薬質とリガンドの結合構造予測法の開発研究本部 探索研究センター
表２−２

戦略利用「大規模流体－構造連成解析技術の開発」

申請課題名

会社名

流体構造連成シミュレーションによるターボ機械流 株式会社 荏原製作所 開発統体関連振動解析技術の実用化
括部 技術開発室
表２−３

戦略利用「シミュレーションによるナノ材料・加工・デバイス開発」

申請課題名

会社名

遷移金属錯体触媒を用いたカップリング反応メカニ 住友化学株式会社 有機合成
ズムの理論研究研究所
機能性有機分子の安定性に関する最適化設計の研究 太陽誘電株式会社 開発研究所
技術企画統括部
排ガス浄化触媒材料開発における第一原理シミュレ 日産自動車株式会社ーション
酸化物分散強化鋼の密度汎関数理論による界面エネ 株式会社コベルコ科研
ルギー計算
リチウムイオン二次電池正極の材料設計
アドバンスソフト株式会社
鋼材強化に資する微細析出物成長の計算機シミュレ 新日本製鐵（株）
ーション
表２−４

戦略利用「社会基盤のリスク管理シミュレーションへの HPC 応用技術の開発」

申請課題名

会社名

淡水レンズ再現・予測計算ツールの整備株式会社 計算力学研究センタ
ー第二技術部
アジアモンスーン地域の津波・高潮メガリスクに関 日本工営株式会社
する防災シミュレーション56

表２−５

新規利用拡大申請課題名

会社名

複数車体の移動を考慮した電着塗装シミュレーショ 株式会社 ディライトン技術の開発
素反応過程を考慮した燃焼のシミュレーション技術 株式会社 爆発研究所の開発
新概念による大規模並列電磁界解析技術研究
ソニー 株式会社
One to One データマイニングシステムの開発と評価 ソフィア総合研究所株式会社
進化的映像符号化の高度並列シミュレーション

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NTT サイバースペース研究所