「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
平成20年度第２回公募説明会
スーパーコンピューティングキャンパスグリッド基盤システム
東京工業大学
学術国際情報センター
センター長 渡辺 治
特任准教授 西川武志
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平成２０年度 第２回公募日程
８月１日(金) 第２回公募 受付開始
８月４日(月) 第２回公募 説明会
９月５日(月) 第１回公募 受付締め切り（当日必着）
９月８日(月)〜１２日(金) 第２回公募 一次審査
９月２２日(月)〜２６日(金) 第２回公募二次審査
９月２９日(月) 第２回公募 採択通知、利用手続き開始
１０月 １日(火) 第１回公募 利用開始

2先端研究施設
共用イノベーション創出事業
大学、独立行政法人等の研究機関が保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の創出が目的
平成19年度から文部科学省が新たに開始
本事業を通じて、産学官の研究者による戦略的かつ効率的な研究開発や、研究機関や研究分野を越えた横断的な研究開発活動を推進することにより、 継続的 に産学官の知の融合によるイノベーションを加速していくことを目指します。
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共用ナビ
http://kyoyonavi.mext.go.jp/

共用イノベーション創出事業の総合的な案内、他施設の紹介、各種情報提供
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「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】
採択機関・研究施設
北海道大学
創成科学共同研究機構
オープンファシリティ

同位体顕微鏡システム北海道

筑波大学
研究基盤総合センター 応用加速器
部門

東北大学

マルチタンデム
茨城県
静電加速器システム

エネルギー安全科学国際研究センター

先端的経年損傷計測・評価
宮城県と破壊制御システム

高エネルギー加速器研究機構
物質構造科学研究所

日本原子力研究開発機構
信州大学

放射光科学研究施設

高崎量子応用研究所

イオン照射研究施設等（TIARA等）
群馬県

カーボン科学研究所

ナノカーボン・デバイス
試作・評価装置群 長野県

茨城県

東京理科大学
総合研究機構
赤外自由電子レーザー 研究セン
ター

千葉県
赤外自由電子レーザー

名古屋大学
エコトピア科学研究所

東京大学 ※１

100万ボルト 電子顕微鏡施設
愛知県

情報基盤センター

全国共同利用施設
スーパーコンピューターシステム群
東京都、他

九州大学
中央分析センター

東京工業大学 ※１

先端材料分析機器
福岡県

学術国際情報センター

スーパーコンピューティング
キャンパスグリッド基盤システ
東京都
ム（TSUBAME)

理化学研究所 ※２

京都大学

横浜研究所
ゲノム科学総合研究センター

静岡大学

エネルギー理工学研究所
附属エネルギー 複合機構研究センター

複合ビーム材料照射装置（DuET）及びマルチスケール
材料評価基盤設備（MUSTER）京都府

大阪大学

創造科学技術大学院
浜松ものづくりコア実験室

NMR基盤施設先端光マザープロセス
静岡県
複合計測設備神奈川県

横浜市立大学 ※２

海洋研究開発機構

レーザーエネルギー 学研究セン
ター

横浜研究所
計算システム計画・運用部

激光XⅡ号をはじめとする
大阪府
高強度レーザー装置群

地球シミュレータ

神奈川県

大学院国際総合科学研究科
分体超分子科学専攻

NMR装置

神奈川県

合計１７件

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※１及び※２はそれぞれ連携して実施『みんなのスパコン』TSUBAMEによるペタスケールへの飛翔

事業概要
提供資源: TSUBAME スーパコンピュータ
2007年11月時点TOP500四連続日本No.1
103TFlops/22TByte RAM, 1.6PByte Diskx86PCクラスタとの高い連続性
戦略分野利用推進：48,960ノード時間/課題「計算化学手法による創薬技術の開発」（継続、既存５件）「大規模流体－構造連成解析技術の開発」 （継続、既存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」(新設２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」(新設３件)

新規利用拡大：5,760ノード時間/課題
これまでTSUBAMEでやったことが無い分野の課題
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東工大事業の特徴• 企業のパソコン・クラスタ上の所有ソフトがそのまま、数十倍の速度や規模で動作
単にCPUパワーだけでなく、メモリ・ストレージ・ネットワークも• 消耗品、旅費等は利用者の実費負担• 数千CPUのスパコンを、既存シミュレーション利用者以外(ICT、金融、流通、サービス業界等)にも開放
例：クライアント１万台問題解決研究への資源提供、
1,024CPUコアで、900時間分（戦略分野） 90時間分（新規利用拡大）

Perl Java7東京工業大学 学術国際情報センター TSUBAME Grid Cluster
TSUBAME Grid Cluster

Sun Fire X4600

総合演算性能:CPU: AMD Opteron(Dual-Core)5,240CPU / 10,480Core
メモリ: 21.4TB
演算性能 : 50TFlops(Peak)38.18TFlops(Linpack)

655 nodes

103TFlops(Peak)
56.43TFlops(Linpack)

ClearSpeed CSX600 SIMD accelerator
総演算性能 : 53TFlops(Peak)TSUBAME導入システム 29TFlops
分子動力学アクセラレータ 24TFlops

648 slots
100ギガビット級ネットワーク装置

4x10Gbps(片方向)InfiniBand Network Voltaire ISR 9288 ×8

24x1Gbps(片方向)SX-8i:porting

Internet

SuperTitanet
SINET340GpbsJGN2
10GbpsWIDE
10Gbps
APAN
1Gbps

・・・
42台

・・・
20台
Sun Fire X4500
高度研究用大規模ストレッジ基盤
総物理容量： 0.5PB

500GB
48disks

500GB
48disks

Sun Fire X4500
物理容量: 1PB

総計 ペタバイト級ストレッジサーバ
1.6PB
総物理容量： 1.1PB

NEC iStorage
S1800AT
物理容量: 100TB

8TSUBAMEを使うメリット- 企業の標準的x86計算資源とTSUBAMEの比較 CPUコア
企業

Network

1Gbps
2~4（ノード）
32~128（ジョブ） 32Gbps

TSUBA 16 （ノード）ME
1920 （ジョブ）Network
1Gbps
数十倍規模

20Gbps
2.5TbpsRAM

Disk(容量、速度）

2~8GB
128GB

500GB, 50MB/s
10TB(NAS), 100MB/s

32~128GB
3840GB

120TB, 3GB/s
120TB, 3GB/s

Disk

20Gbps RAM

120TB

128GB
2GB

500
GB

9本事業での企業HPC利用のライフサイクル確立
x86クラスタアーキテク
チャ：企業の日常利用との連続性

イノベーション
自立事業

本事業

企業内
seeds
申請書p.5TSUBAME
企業内計算機プログラム移植・独自事業化が容易
企業による事業化
高速ネットワーク機器、大容量メモリ利用による低コスト化
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【戦略分野事例】「 計算化学手法による創薬技術の開発」• 従来手法の10〜100倍も大きな系を扱い、分子の規模を拡大したり、計算精度を向上したりして生体物質解析の質の向上を図る課題• 大規模計算化学手法で得た結果をデータベース化する等、新薬をより安価に、高速に、安全に開発する技術を開発する課題• Gaussian, GAMESS, NWChem, UTChem利用可• 例：FMO法による巨大タンパクと薬剤分子のドッキ
ング解析

【戦略分野事例】「大規模流体-構造連成解析技術の開発」• 東工大矢部教授等によって開発・発展されたCIP法やその他東工大教員が先端的に研究を進めている
数値計算手法、これらの最先端の流体解析手法と構造計算を連成させる大規模流体−構造連成解析に取り組む課題等• これまでになされたことの無い大規模流体または大規模構造解析に取り組む課題等• 例：ポンプ、ガスタービン、ビルと風の相互作用などの流体−構造連成問題に対する大規模数値解析

【戦略分野事例】「シミュレーションによるナノ材料・加工・デバイス開発」• 「物性・機能発現指向のシミュレーション・デザイン技術」、「革新的ナノ計測・加工技術」としての「シミュレーションによるナノ材料・加工・デバイス開発」技術の確立を目的とする課題を募
集• 文部科学省 先端研究施設共用イノベーション創出事業 ナノテクノロジーネットワークプログラム、東京工業大学量子ナノエレクトロニクス研究センター「電子ビームによるナノ構造造形・観察支援」で造形したり観察したりする構造に関連するシミュレーション提案も募集• その他、実験と連携、あるいは実験や加工に先行するナノ技術関連シミュレーション課題も募集【戦略分野事例】
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••

社会の抱えているリスクを軽減する研究開発
国民の利便性を向上させ、質の高い生活を実現するための研究開発– 防災、テロ対策・治安対策、都市再生・生活環境、ストックマネジメント、国土の管理・保全、交通・輸送システム、ユニバーサルデザイン等、国民生活を支える基盤的分野で、豊かで安全・安心、快適な社会を実現する研究開発を推進する課題を募集•社会基盤のリスク管理シミュレーションにおいて、これまで利用することが少なかったHPCインフラを提供– 大規模化、詳細化、適用範囲の拡大を目的とする課題を募集– 利用可能な計算資源量の制約から簡略化されたり、適用を見送られてきたりしてきた手法をHPCインフラにより詳細化、適用を図る課題を募集•例–––––

金融資産ポートフォリオのリスク評価
自然災害リスク評価
巨大地震発生時の経済リスク管理・避難誘導・支援ロジスティク立案
交通渋滞防止新型インフルエンザの感染大流行防止

新規利用拡大課題
これまでTSUBAMEでなされたことが無い課題を募集• 次世代ネットワークアプリケーション– クライアント１万台問題の解決法の開発• 第2、第3のGoogle開発試験プラットフォーム

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申請書p.13

実施体制（１）
利用課題の公募・選定・評価• 年２回公募：４・１０月の利用開始の２〜３ヶ月前• 年間予定採択件数：16件→19件に増加予定– 戦略分野利用推進12件（既存5件、新規7件[5件採択済]）+新規利用拡大7（配分資源に余裕があれば、追加随時公募実施予定）• 課題選定委員会による公平な公募審査– 分野に通じた東工大教員・研究員– 産学官連携部門教職員– 将来は外部や競合しない本事業利用者からも

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申請書p.14

実施体制（２）
企業向け利用支援：高いセキュリティの確保• SSHによるログイン環境、ジョブ名、ユーザー名を隠蔽する
ジョブ管理• 東工大内の通常サポートとは独立したサポート体制（tracシス
テム）• 学内と分離したファイルシステム（/ihome, /iwork）• 利用者群毎の専用の仮想計算機ログイン環境の提供も可能（有償）• 独立したファイルシステム（ペタバイト級Diskにより可能）も提供可能（有償）17
申請書p.15

利用課題のJob名とuserは隠蔽• 誰が何をやっているかが漏れません

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トラッキングシステムによるサポート• 各利用課題毎に独立したtracページ

19物理的に隔離したサーバラック• 利用者群毎の専用の仮想計算機ログイン環境（有償）• 独立ファイルシステ
ムの提供（有償）

遠隔監視装
置付き、４
パーティションセキュリ
ティラック：
個別に鍵をかけ、開閉を遠隔監視

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実施体制（３）企業向け利用支援：手厚い支援
採択前• 施設共用技術指導研究員による提案支援– 応募を検討する企業の現場までヒアリングに参ります。
• 東工大教員・研究者とのマッチング– 東工大産学連携本部経由、GSIC直接• 「みんなのスパコン」利用者間交流の促進– 東工大で運営の「みんなのスパコン」SNSへの招待
採択後• TSUBAMEの使い方から、シリアル高速化、並列化の相談に乗ります。
– 施設共用技術指導研究員による支援、TSUBAME運用SEによる支援、東工大教員・研究者による支援と幅広く対応します。

•申請書p.15

東工大教員・研究者とのマッチング– 利用課題での利用後に発生した問題解決のために役立つ東工大教員・研究者を紹介します。
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支援例• 全くバッチキューシステムを使ったことが無かった利用者に対するオンサイトでの利用指導• 大規模並列化によるボトルネックの発見方法およびデータ配布方法の改善指導• 異なるアーキテクチャによる計算精度の際に関する技術指導• 異なるMPI実装での実行支援
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実施体制（４）
本事業人員体制• 施設共用技術指導研究員：１名– 特任准教授 西川武志

• 共用促進リエゾン：（西川兼任）• 施設共用技術指導支援員：１名– 質問受付窓口、アカウント発行、利用者サポート• 事務支援要員：１名

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申請書p.15

応募にあたって（１）
••
•
•
•
•
•

利用課題申請書
利用課題名（邦文、英文）
利用課題責任者
利用課題従事者
利用課題内容課題種別（戦略分野or新規利用拡大）
利用課題概要（採択時、公開されます。）

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応募にあたって（２）• どのような国家的・社会的課題に対応した技術課題の解決に資するものか• 利用課題の社会的意義について• 利用課題の経済波及効果について• イノベーション創出への貢献について• 平和利用であるか• 公序良俗に反していないか• 文部科学省「生命倫理・安全に対する取組」に適合しているか• 人権および利益保護への配慮を行っているか25

応募にあたって（３）• 人権および利益保護への配慮を行っているか• 利用課題を実施するために必要な人員および予算の確保について（利用課題に従事する人数、各自の経験、必要なソフトウェアのライセンス取得状況、費用について、特に具体的に記述してください。）• 将来的な有償利用への移行の見込みについて• 試作までに必要とする計算資源量の見積りについて• 製品化までに必要とする計算資源量の見積りについて26

応募にあたって（４）• ビジネスプランについて• 利用するコンピュータプログラムについて• 利用課題の基礎となる査読付公刊論文の有無について• 利用課題の基礎となる知的財産権の有無について• 実施計画• 将来計画27

応募のメリット• 有償利用制度の利用資格が得られます。

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採択にあたって• 利用規則、細則、条件を守るという覚書の提出をお願いします。
– 常識的な契約条項です。

• 東工大との共同研究契約の締結をお願いします。
– 産学連携本部が窓口となります。
– 契約書のひな形を提供しますが、協議により修正可能です。
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利用終了後• 成果報告書（Ａ４にて２ページ程度）一般公開されます。
• 成果報告会へのご協力参考）平成１９年度利用課題利用成果報告シンポジウム

http://www.gsic.titech.ac.jp/innovation/H20SympoTop.html
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まとめ• 大学としての特色である、研究と教育を担う組織の知識と経験を活かして本事業に取り組みます。
• 戦略分野、新規利用拡大、共にイノベーションを創出する環境を提供します。

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