新型コロナウイルス（COVID-19）感染拡⼤防⽌に向けた
スーパーコンピュータの運⽤と対策
前田 光教 1), 中張 遼太郎 1), 宮嵜 洋 1), 塙 敏博 2), 中島 研吾 2)
1) 東京大学 情報システム部情報基盤課

2) 東京大学 情報基盤センター
maeda@cc.u-tokyo.ac.jp

Operation and measure of Supercomputer to prevent the spread of the
COVID-19.
Mitsunori Maeda 1), Ryotaro Nakahari 1), Hiroshi Miyazaki 1),
Toshihiro Hanawa 2), Kengo Nakajima 2)
1) Information Technology Group, Information Systems Department, The University of Tokyo
2) Information Technology Center, The University of Tokyo
概要
東京大学情報基盤センターでは、現在も続く新型コロナウイルス感染症（COVID-19）感染拡大防止に向けた対策を実施している。スーパーコンピュータ運用に関わる教職員ならびに保守員が可能な限り安定したサービスの提供に向け、取り得る対策について報告するとともに現状を報告する。

1

同 HPC 基盤施設[3]が導入したメニーコア型大規模

はじめにスーパーコンピュータシステム（Oakforest-PACS

東京大学情報基盤センター（以下、本センター

スーパーコンピュータシステム）[4]の合計 3 シスとする）では、現在、データ解析・シミュレーショ

テムを運用している。これら 3 システムの利用者

ン融合スーパーコンピュータシステム（Reedbush

は東京大学内だけでなく、他の大学・公共研究機

スーパーコンピュータシステム）[1]、大規模超並列関など数多くの機関、ならびに、企業所属の方か

スーパーコンピュータシステム（Oakbridge-CX ス

ら利用されている。本稿では、現在も続く新型コ[2]ーパーコンピュータシステム） 、および筑波大学

ロナウイルス感染症（COVID-19）感染拡大防止に向けた対策（以下、本防止対策とする）を実施しな
計算科学研究センターと共同で運営する最先端共
表 1 新型コロナウイルス感染拡大防止のための東京大学の活動制限指針（抜粋）
レベル

総合

0

通常

0.5

一部制限

研究活動

感染拡大に最大限の配慮をして、研究活動を行うことができます。

授業（講義・演習・実習）

感染拡大に最大限の配慮をして、対面授業、演習・実習を制限しつつ、オンライン
講義を中心に授業を行います。

1

制限-小

研究活動は続行できますが、感染拡大に最大限の配慮をしつつ、学生・研究員・研究スタッフ

オンライン講義のみ（研究室関係者）は現場での滞在時間を減らし、可能な場合は自宅で作業することを検討する必要があります。
2

制限-中

現在進行中の実験・研究を継続するために必要最小限の研究室関係者のみの立ち入りが許可さ

オンライン講義のみれます。立ち入る研究室関係者は現場での滞在時間を減らすとともに、それ以外の研究室関係者は自宅での作業となります。
3

制限-大以下の研究スタッフ（事情によっては大学院生・研究員も可）の研究室への立ち入りが許可さ

オンライン講義のみれます。
１）中止することにより大きな研究の損失を被ることになる、長期間にわたって継続している
実験を遂行中の研究スタッフ
２）進行中の実験を終了あるいは中断する業務に関わる研究スタッフ
３）生物の世話、液体窒素の補充、冷凍庫修理など研究材料の維持あるいはサーバーの維持のために一時的に入室する研究スタッフ
4

構内活動の

大学機能の最低限の維持のために、専攻長など組織代表者の許可の下で、生物の世話、液体窒原則禁止

素の補充、冷凍庫修理、サーバー保持などを目的に、一時的に入室する研究スタッフのみの立
ち入りが可能です。

オンライン講義のみ

がら、スーパーコンピュータを安定してサービス

制限-中に当たるレベル 2 が示され、研究を継続す提供するための取組みを報告する。

るための必要最小限の関係者のみの入構に制限されることとなった。また、授業のすべてでオンラ

2 本防止対策の流れ

イン講義のみとされた。スーパーコンピュータにおいても必要最小限の人員を配置するのみとなっ

2.1 はじまり2020 年 3 月、東京大学総長より政府の緊急対応たが、サービス提供は縮小することなく継続して策の発表を受けたメッセージが公表され、新型コ提供を行った。ただし、講習会をオンラインのみ

ロナウイルス感染症対策のタスクフォースが立ちとし、大規模 HPC チャレンジなど公募型プロジェ

上がり、年度末・年度始め行事の簡素化や授業のクトの募集を停止している。

オンライン化推進などが示された。

2.4 緊急事態宣言を受けて本学活動制限指針公表の数日後には、政府によ

2.2 業務継続の策定
同 3 月から 4 月にかけて、4 月上旬に公表される緊急事態宣言予告と東京都の緊急事態措置案がる本防止対策のための東京大学の活動制限指針発表されたため、制限-大に当たるレベル 3 に引き（以下、本学活動制限指針とする）（表 1）の活動上げられた。研究を損なわぬよう一時的な人員の制限レベルに応じ、各部局で在宅勤務（いわゆる入構のみとなり、スーパーコンピュータにおいて三密を避けること）を想定した業務継続の具体策

は、教職員ならびに保守員のすべてが在宅勤務と策定が行われた。スーパーコンピュータにおいてなった。幸い、サービスを継続するための作業のは、表 2 に示す具体策を提示し、以降それに沿っ多くはリモートで実施可能であるが、機器障害にて、教職員ならびに保守員の体制を変更し、サーおいては現地作業が必要であるため、独自の保守

ビス提供の影響を最小限にするための方策を協体制について保守業者と協議した（表 3）。その結議・実施した。

果、最小限の人員（2-3 名）、決められた時間（4 時

2.3 本学活動制限指針の開始間）内において実施し、それを超えた対応の場合

同 4 月上旬に、本学活動制限指針が公表され、に縮退を行う方針とした。

表 2 スーパーコンピュータの業務継続
レベル

総合

0

通常

0.5

一部制限

・ほぼ通常とおりの勤務形態、家庭の都合等必要に応じて試行した在宅勤務などで対応。
・スパコンサービスはほぼ通常運用。保守は人数を減らして対応する。
・検温（平熱+0,8℃で自宅待機）、時差出勤の励行。
・感染拡大防止のため、検温、手洗、うがい、消毒をこまめに、十分な睡眠・規則正しい生活を心がける。
・会議はできるだけオンライン開催。会議室は窓を開けて、2m 以上離れて座る。
・講習会は中止、説明会はオンライン開催。

1

制限-小

・原則シフト制による交代勤務や在宅勤務とする。
・出勤者においても時差出勤などを適用し、感染防止に十分注意を払う。
・スパコンサービスはほぼ通常運用。保守は必要最小限で対応する。
・柏、浅野キャンパスに通勤経路と業務に応じて勤務場所を分散。
・会議は原則オンライン開催。会議室は窓を開けて、2m 以上離れて座る。
・講習会、説明会はオンライン開催。
・在宅勤務（リモート対応）できるよう作業環境の整備。可能ならば在宅勤務。

2

制限-中

・原則必要最低限の業務のみ対応のための出勤とする。
・原則として在宅勤務ができない業務のみ出勤可能とする。
・スパコンサービスは継続。最小限の保守員で対応。
・原則リモート対応。リモートでできない業務は出勤を許可する。
・柏、浅野キャンパスのどちらかが閉鎖の場合は他方で対応。

3

制限-大

・原則すべての職員が在宅勤務を行う。
・例外として以下の業務を行う職員が短時間出勤することを許可するが、より多くの業務を中断、休止する。
・学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点としてサービスを提供しなければならない業務
・本学のネットワーク・業務システムの維持のために必要な業務・スパコンサービスは継続。保守業者と協議の上、最小限の保守員で短時間対応。
・原則リモート対応。システムの維持のために最小限の対応をするが、維持不可となった場合にはサービス停止する。
・柏、浅野キャンパスのどちらかが閉鎖の場合は他方で対応。

4

構内活動の

・原則すべての職員が在宅勤務を行う。

原則禁止

・在宅処理できない業務は原則中断、休止する。
・例外として以下の業務を行う職員が短時間出勤することを許可する
・学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点としてサービスを提供しなければならない業務
・本学のネットワーク・業務システムの維持のために必要な業務・スパコンサービスは継続。保守業者と協議の上、最小限の保守員で短時間対応。
・原則リモート対応。システムの維持のために最小限の対応をするが、維持不可となった場合にはサービス停止する。
・柏、浅野キャンパスのどちらかが閉鎖の場合は他方で対応。

表 3 活動制限時の保守体制
レベル

総合

0

通常

- Society5.0 に相応しい事務体制を確立するとともに、インクルーシブで働き易い職場を実現- 業務に応じたテレワークシステム、時差出勤の確立- 基本的に 0.5 と大きくは変わらないが、オンサイト作業時間の条件等を若干緩和

0.5

一部制限

- ほぼ普段通り（コロナ以前）の勤務可能であるが、social distance を保つ、時差出勤・在宅勤務可能- 平日のオンサイト作業可能、一人あたり 1 日あたり 4 時間まで（4 時間の中で適宜休憩）- 他の人に引き継ぐことによって 4 時間より長い作業を実施することも可能（同じ人が 4 時間を超えて継続して作業することは不可）- 事前に一週間分の作業予定、実施日時、担当者名をセンターへ届け出る

1

制限-小

・月末保守：通常通り
・HW 保守：人数を減らして対応
・SW 保守：可能であれば在宅勤務
・HPC チャレンジ：実施- シフト制による出勤可能：シフト表は予めスパコンチームへ提出- オンサイト作業は週 4 回まで、一人あたり 4 時間を週 4 回まで（4 時間の中で適宜休憩）- 他の人に引き継ぐことによって 4 時間より長い作業（最大 8 時間）を実施することも可能（同じ人が 4 時間を超えて継続して作業することは不可）- 事前に一週間分の作業予定、実施日時、担当者名をセンターへ届け出る

2

制限-中

・月末保守：通常通り、最小限の人数で対応
・HW 保守：最小限の人数で対応、ベストエフォート
・SW 保守：原則在宅勤務
・HPC チャレンジ：実施しない- オンサイト作業は週 3 回まで、一人あたり 4 時間を週 3 回まで（4 時間の中で適宜休憩）- 他の人に引き継ぐことによって 4 時間より長い作業（最大 8 時間）を実施することも可能（同じ人が 4 時間を超えて継続して作業することは不可）- 事前に一週間分の作業予定、実施日時、担当者名をセンターへ届け出る

3

制限-大

・月末保守：
運用影響の大きい機器（DDN、OPA 等）の障害対応保守。オンサイト 3 名程度
ソフト保守は重大障害、セキュリティアップデートに限定し、原則遠隔保守とし、リブートの必要性は事前に確認する
・HW 保守：現地作業は条件のもとに実施、運用継続困難時は停止
・SW 保守：在宅勤務
・HPC チャレンジ：実施しない- 現地作業は一度に 4 時間程度（リブートなし）、2～3 名で実施する。頻度は 2 回/週- 重量物を取り扱う作業は実施しない（1 名でできる作業までとする）- 作業する人同士の接触は事前に確認して極力減らす- 入構前日までに、現地作業予定（時間帯、所属等）を ML へ申告する- 保守時にはオンライン会議を立ち上げる（緊急時の対応判断等に備える）- ノード故障等の対応で時間不足の場合、縮退運転（ノード数減等）を許容する- ノード故障は、regular キューを維持する（debug 等から削り、regular に充てる）- 運用継続困難な事象遭遇時は遠隔で停止（物理スイッチ、コンセント操作は行わない範囲）- 設備障害(電源、水冷設備)は条件次第で、運用継続困難時は停止

4

構内活動の

・月末保守：

原則禁止

運用影響の大きい機器（DDN、OPA 等）の障害対応も原則遠隔のみ、協議する
ソフト保守は重大障害、セキュリティアップデートに限定し、原則遠隔保守とし、リブートの必要な作業は行わない
・HW 保守：原則なし、運用継続困難時は停止
・SW 保守：在宅勤務
・HPC チャレンジ：実施しない- 保守時にはオンライン会議を立ち上げる- ノード故障等の際は、縮退運転（ノード数減など）を許容する- ノード故障は、regular キューを維持する（debug 等から削り、regular に充てる）- 運用継続困難な事象遭遇時は遠隔で停止（物理スイッチ、コンセント操作は行わない範囲）- 設備障害(電源、水冷設備)は条件次第で、運用継続困難時は停止

2.5 本学活動制限指針引き下げに向けた対策

教職員においては、項 2.5 で策定された対策に沿同 6 月、
東京大学総長より、“With-Corona”“Post-って勤務体制を整備し、スーパーコンピュータにCorona”の新しい大学の創造に向けて方針が公表

おいてはレベル 2 に相当する対策を継続することされ、具体的なレベル引き下げ期間を設けて、今とし、感染拡大防止を強固にすることとした。

後の本学活動制限指針引き下げに向けた対策を各

2.7 “With-Corona”

部局で策定した。業務継続の策定と順を逆にする

同 7 月上旬には 0.5 に引き下げられ、数年にわものであるが、感染拡大防止策が盛り込まれた。

たる“With-Corona”を想定し在宅勤務の比率を以2.6 緊急事態宣言の解除

前の 70%を目標に体制を構築している。スーパー

同 6 月中旬、すべての都道府県の非常事態宣言

コンピュータにおいては、レベル 1 相当、一部レが解除され、本学活動制限指針も制限-小に当たる

ベル 2 相当の対策とした。教職員ならびに保守員

レベル 1 まで引き下げられた。これにより研究活の在宅勤務の比率を高め、シフト制による交代勤

動も復旧するが、感染拡大防止に最大限配慮する

務と在宅勤務を継続し、現地作業の伴うハードウ

ため入構者の管理体制が整備され、学生においてェア保守等は最小限の人数で対応するなど、通勤も課外活動を含めキャンパス入構は制限された。

時、キャンパス内での感染拡大防止に取り組んでいる。レベル 2 相当として、大規模 HPC チャレン

3 件採択された。また、当該課題に対して優先キュジの募集見合わせなどを継続している。

ーを設定するなど、成果創出への期間を短縮する

学外者の入構に関し、本学が定める他に本センなどの試みを行っている。
HPCI では、「新型コロナウイルス感染症対応のターでも定める手続きを依頼している。
・入構者情報の事前連絡研究」を支援するため、HPCI スーパーコンピュー・入構者ごとに入構届の作成

タ資源を無償で提供することについての報道発表

・入構者の訪問先記録フォームへの記入[7]

その他、消毒液、マスク、手袋を事務室とスパコンられるなど、記憶に新しいところである。

が行われ、その後の成果もメディアに取り上げ室に準備し、毎日ドアノブや指紋認証端末を消毒

10 月 15 日に第 9 回 JCAHPC セミナー（第 4 回しており、現在のところ本センターに関わる教職

OFP 利活用報告会）「人類と地球を護るスーパーコ員ならびに保守員から感染者は出ていない。

ンピューティング」が開催[6]され、本課題についても途中経過が報告される。

3 新型コロナウイルス感染症対応 HPCI
臨時公募課題理化学研究所では、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

本センターのスーパーコンピュータは、HPCI的な試行的利用[8]を公募しており、スーパーコン（革新的ハイパフォーマンス・コンピューティン

ピュータ「富岳（ふがく）」の資源提供を行っていグ・インフラ） に資源を供出している。4 月初旬、る。実施された 5 課題のうち 3 課題は Oakforest-

HPCI 運営代表機関である一般財団法人高度情報

PACS と Oakbridge-CX も使用している。

[5]

科学技術研究機構（RIST）より新型コロナウイル

また、これらの試みとは別に、日本医療研究開ス感染症対応研究課題の臨時募集を行う旨の調査発機構（AMED）の支援のもとに、理化学研究所、があった。本学としても、人類と地球が直面する

星薬科大学が HPCI システム産業利用課題におい未曾有の危機への解決に向けて貢献すべく、以下て、Oakforest-PACS を利用した研究を実施しておの資源を提供することとした。

り、COVID-19 の治療薬設計に有用なウイルスタ

・Oakforest-PACS（OFP） 300 ノード年

ンパク質と治療薬候補化合物の相互作用について

・Oakbridge-CX（OBCX） 120 ノード年

得 ら れ た デ ー タ 群 を 「 FMO デ ー タ ベ ー ス（FMODB）」として公開し、世界中の創薬研究者

その結果、表 4 のとおり Oakforest-PACS を使用が自由に利用できるようになっている[9]。

する課題が 3 件、Oakbridge-CX を使用する課題が

表 4 新型コロナウイルス感染症対応 HPCI 臨時課題募集

選定課題一覧（抜粋）

研究課題
課題番号

利用研究課題名

配分ノード
所属機関名

国名

立教大学理学部

日本

利用計算機施設名

代表者名

hp200146

新型コロナウイルスの主要プロテア

望月 祐志

ーゼに関するフラグメント分子軌道

時間数

化学科

計算
hp200148

COVID-19

Oakforest-

HPC 基盤施設

PACS

100,000
ノード時間(JCAHPC)

計算機解析による SARS-CoV-2 増殖阻

星野 忠次

害化合物の探索
hp200149

最先端共同

治 療 の 候 補 薬 :千葉大学・薬学

日本

研究院
久田 俊明

chloroquine、hydroxychloroquine、

株 式 会 社 UT-

日本Heart 研究所

azithromycin の催不整脈リスクの評

東京大学情報Oakbridge-

基盤センター

CX

最先端共同

Oakforest-

HPC 基盤施設

PACS

34,560
ノード時間
336,000
ノード時間(JCAHPC)

価ならびにその低減策に関する研究
hp200153

新型コロナウィルス表面のタンパク杉田 有治

質動的構造予測

理化学研究所・

日本

杉田理論分子科学研究室

hp200154

室内環境におけるウイルス飛沫感染

坪倉 誠の予測とその対策：富岳大規模解析

OakforestPACS

350,000
ノード時間(JCAHPC)神戸大学大学院

日本

システム情報学に向けたケーススタディ
hp200157

最先端共同
HPC 基盤施設
東京大学情報Oakbridge-

基盤センター

CX

東京大学情報Oakbridge-

基盤センター

CX

172,800
ノード時間

研究科

Spreading of polydisperse droplets

Marco

Okinawa

in a turbulent puff of saturated

EdoardoInstituteofexhaled air

Rosti

ScienceandTechnology
Graduate
University

日本

110,400
ノード時間

学分野での割合が約 22%、全体では約 2.7%であっ

4 利用統計た。本学スパコンの大口利用者は物理・工学系と4.1 ノード利用率

いうこともあり、全体では COVID-19 による影響があったと言えず、HPCI による COVID-19 の課題が集中的に行われことで、関連分野の利用増がみえる程度と判断する。むしろ、項 4.1 のノード利用率からも、年度初めの利用時間の落ち込みがなく、研究は順調に進められているとみることができる。
また、データ科学・データ同化分野の割合が上昇
しているのは、項 4.1 で紹介したゲリラ豪雨予報のリアルタイム実証実験によるものである。

4 まとめ

図 1 ノード利用率 Oakforest-PACS
Oakforest-PACS における 2020 年 8 月までの利

2011 年の東日本大震災のような災害とは違い用率を、昨年度（2019 年度）、一昨年度（2018 年

突発的な事象ではないため、時間が限られるとし度）に重ねた比較図（図 1）を紹介する。

ても、想定できる最大限の対策ができたことが、

例年年度明けは演算時間が減少し、年度末に向

最小限のサービス低下に留め、利用者には十分な

けて増加する傾向があり、2020 年度もその傾向にサービスを提供できたと考える。また、利用者に沿って推移していることがうかがえる。7 月から 9

おいても同様に対策を練り、研究・学業への影響

月は「30 秒ごとに更新するゲリラ豪雨予報～首を最小限に抑えることができており、スーパーコ

都圏でのリアルタイム実証実験を開始～」[10]を実ンピュータ利用も順調に進んでいると判断してい施（7 月は予備的利用）したため、利用率上昇がみる。

られる。また、2019 年度 4-6 月は、特定ユーザが本センターでは、従前よりリモート作業や遠隔利用率を押し上げた特殊例であることを確認して会議などの、昨今のテレワークに近い環境を積極いる。現時点で COVID-19 の影響あることを判断的に実施し、ノウハウがあったことから、大きなできないが、今後計画遅れを取り戻すような動き

支障なく在宅勤務によるサービス運用が可能であがあれば、急激な伸びとなって現れると思われるった点もある。

ため、注視する必要がある。
4.2 研究分野別統計
同様に Oakforest-PACS における 2019 年度とまだ数年は続くであろう”With-Corona”においてこそ、研究継続のみならず、創薬などのスーパ
ーコンピュータ利活用への拡大が期待される。

2020 年度（2020 年 9 月末現在）の研究分野別統計（図 2）を紹介する。COVID-19 に関する課題は生
物化学・生体力学分野に分類している。
2020 年 9 月末現在、COVID-19 に関すると思われる研究の利用時間について、生物化学・生体力
凡例

図 2 研究分野別比率 Oakforest-PACS

参考文献[1] Reedbush スーパーコンピュータシステム
https://www.cc.u-tokyo.ac.jp/supercomputer/reedbush/service/※Reedbush-U は 2020 年 6 月にサービス停止[2] Oakbridge-CX スーパーコンピュータシステム
https://www.cc.u-tokyo.ac.jp/supercomputer/obcx/service/[3] 最先端共同 HPC 基盤施設 (JCAHPC)
http://jcahpc.jp/[4] Oakforest-PACS スーパーコンピュータシス
テム
https://www.cc.utokyo.ac.jp/supercomputer/ofp/service/[5] HPCI 革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ
https://www.hpci-office.jp/[6] 第 9 回 JCAHPC セミナー（第 4 回 OFP 利活
用報告会）「人類と地球を護るスーパーコンピューティング」
http://jcahpc.jp/event/seminar9.html[7] プレスリリース 「新型コロナウイルス感染症
対応の研究」を支援するため HPCI スーパーコンピュータ資源を無償で提供
https://www.hpcioffice.jp/materials/press_20200407.pdf[8] 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
https://www.riken.jp/pr/news/2020/20200407_1[9] プレスリリース「新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の治療薬設計に役立つウイルス
タンパク質と治療薬候補化合物の相互作用データを公開」
https://www.amed.go.jp/news/release_2020041702.html[10] 30 秒ごとに更新するゲリラ豪雨予報 ～首都圏でのリアルタイム実証実験を開始～
https://announce.cc.utokyo.ac.jp/announce/A01051.html