「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１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
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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/

3「先端研究施設共用イノベーション創出事業」【「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】
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

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『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 Disk
x86PCクラスタとの高い連続性
戦略分野利用推進：１２％ （57600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4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」(新設認可待ち)「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」(新設認可待ち)

新規利用拡大：１％（5760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 Java63

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
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

総合演算性能: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

4x10Gbps(片方向)100ギガビット級ネットワーク装置

InfiniBand Network Voltaire ISR 9288 ×8

SX-8i:porting

24x1Gbps(片方向)Internet

SuperTitanet
SINET340GpbsJGN210Gbps
WIDE
10Gbps
APAN
1Gbps

・・・
42台

・・・
20台

500GB
48disks

Sun Fire X4500

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

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
S1800AT7

物理容量: 100TB

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

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

RAM120TB

128GB
2GB

500
GB

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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

TSUBAME
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

申請書p.59【戦略分野事例】「 計算化学手法による創薬技術の開発」• 従来法の１０倍以上も大きな系を扱えるフ
ラグメント分子軌道法やQM/MM法の活用
TSUBAMEにより創薬対象の巨大系を扱えるようになる。
フラグメント分子軌道法による膜タンパク分子（2万原子超) の高精度電子状態計算
企業による事業化先行例
QM/MM法による光物性計算
東工大バイオ櫻井実教授,富士通等
http://pr.fujitsu.com/jp/news/2005/10/6.html 10
申請書pp.9-10

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【戦略分野事例】「大規模流体-構造連成解析技術の開発」• 東工大矢部教授等開発のCIP法系の活用
既存流体力学手法では解析できなかった気液固相共存系に対し、特別なモデル化無しに統一的に取り扱え高精度計算が可能
気体液体統一直接シミュレーション
プランと配管損傷予測

水素-空気乱流予混合燃焼
未燃

既燃
TSUBAMEの計算力に
より３次元化（高精度化）

新型原子炉
設計
申請書pp.11-12

2D

3D

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新産業の企業ユーザ獲得へ
金融、流通、サービス業等へのアプローチ• 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

非既存HPC、新世代HPC用途
市場規模は既存HPCの何十倍にも12
申請書p.136

外部企業利用者獲得への広報活動
公募に先駆けての広報活動を実施• 各種広告サービスの利用
研究者層：学会誌の表4
研究者層：学会誌の表4、カタログ同封サービス
経営者層：ビジネス紙（雑誌、新聞）に記事掲載
経営者層：ビジネス紙（雑誌、新聞）に記事掲載• 有望企業への直接訪問
施設共用技術指導研究員と共用リエゾン員の協調により、本事業の利用提案
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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ヶ月前• 年間予定採択件数：16件– 戦略分野利用推進10（既存5、新規5）+新規利用拡大6（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.147

実施体制②
企業向け利用支援• 企業向けの高いセキュリティレベル– SSHによるログイン環境– 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）– 東工大内の通常サポートとは独立したサポート体制• 「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• 東工大産学連携本部による研究者とのマッチング
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申請書p.15実施体制③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（私です）• 共用促進リエゾン：（兼任、私です）• 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.158

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する自信があります。
• 企業へ向けたHPCの人材育成を行う学内のグローバルCOEプログラムとも連携します。
• アジア一の計算資源を増強し継続的に提供する計画を東工大は持っています。
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平成２０年度 第１回公募日程
２月 ４日(月) 第1回公募 受付開始
２月 ８日(金) 第１回公募 説明会
３月 ７日(金) 第１回公募 受付締め切り（当日必着）
３月10日(月)~１４(金) 一次審査
３月１７日(月)~２１(金) 二次審査
３月２４日(月) 第１回公募 採択通知、利用手続き開始
４月 １日(火) 第１回公募 利用開始

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応募にあたって••••••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• 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21

応募にあたって• 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22

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応募にあたって• 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23

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• 東工大との共同研究契約の締結

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利用終了後
• 成果報告書（Ａ４にて１~２ページ）
一般公開されます。

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