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研究施設の現状と将来計画（分子研リポート 2009 より転載）

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計算科学研究センター

計算科学研究センターにおいては，２０００年度における計算科学研究センター化にともない，従来の共同利用に加えて，理論，方法論の開発等の研究以外にも，研究の場の提供，ネットワーク業務の支援，人材育成等の新たな業務に取り組んできているところであるが，２００９年度においても，次世代スーパーコンピュータプロジェクト支援，分子・物質シミュレーション中核拠点形成，ネットワーク管理室支援等をはじめとした様々な活動を展開してきている。上記プロジェクトについてはそれぞれの項に詳しく，ここでは共同利用に関する活動を中心に，特に設備の運用とセンターの将来構想の検討の必要性について述べる。
２０１０年２月現在の共同利用サービスを行っている計算機システムの概要を図と表に示す。本システムは，超高速分子シミュレータと高性能分子シミュレータから構成されている。前者は２００６年７月に導入し明大寺地区に設置され，後者は２００８年２月に更新されて山手地区に設置されている。
「超高速分子シミュレータ」，｢ 高性能分子シミュレータ ｣ は，いずれも量子化学，分子シミュレーション，固体電子論，反応動力学などの共同利用の多様な計算要求に応えうるための汎用性があるばかりでなく，ユーザーサイドの PC クラスタでは不可能な大規模計算を実行できる性能を有する。
まず，｢ 超高速分子シミュレータ ｣ は富士通の PrimeQuest と SGI の Altix4700 から構成される共有メモリ型スカラ計算機で，両サブシステムは同一体系の CPU（Intel Itanium2）および OS（Linux2.6）をもとに，バイナリ互換性を保って一体的に運用される。システム全体として総演算性能 8 Tflops で総メモリ容量 10 TByte 超である。
PrimeQuest サブシステムは，64 CPU コア /256 GB からなる SMP ノード 10 台で構成される。演算ノード間は 16GB/s のバンド幅で相互接続され，大規模な分子動力学計算などノード間をまたがる並列ジョブを高速で実行することができる。Altix4700 サブシステムは 2 ノード構成からなり，それぞれ 512 CPU コア /6 TB および 128 CPU コア /2 TBを有する NUMA 型の共有メモリシステムである。さらに本サブシステムには，磁気ディスク装置 SGI TP9700 がジョブ作業領域として提供され，実効容量 104 TB および総理論読み出し性能 12 GB/s を有するディスク I/O を実現する。
本サブシステムは大容量（最大 6 TB）の共有メモリおよび超高速ディスク I/O に特徴をもち，大規模で高精度な量子化学計算を可能とする。
一方，２００８年３月に導入された「高性能分子シミュレータ」は，演算サーバ，ファイルサーバ，フロントエンドサー
バおよびネットワーク装置から構成される。演算サーバは，日立製作所製の SR16000 であり，1 CPU コアあたり 18.8Gflops の演算性能を持ち，1 ノードが 32 CPU コアと 256 GByte メモリを有する共有メモリ型スカラ計算機である。理論総演算性能は 5.4 Tflops，総メモリ容量は 2.3 TByte であり，一時作業領域として 23 TByte のディスクを装備している。本演算サーバは，浮動点少数演算量が多い分子科学計算はもちろんのこと，高クロック周波数 CPU の強みを生かし，従来性能が出しにくかった整数演算や論理演算を多用するプログラムも性能を発揮することが期待される。ファイルサーバは，共同利用システム全体のホームディレクトリ等のサービスを行い，128 TByte のディスクを装備している。またバックアップ領域として 60 TByte のディスクも装備している。
さらに，２０１１年７月以降に「超高速分子シミュレータ」を更新するために，２０１０年１月に仕様策定委員会を設置し，導入に向けた手続きを開始した。
共同利用に関しては，２００９年度も 171 の研究グループにより，総数 683 名にもおよぶ利用者がこれらのシステムを日常的に利用しているが，システムの運用にあたり，世界をリードする計算科学研究を本センターから発信していくことができるよう，特に大規模ユーザのために施設利用Ｓを設定している。これに従い，審査により，２００９年度
は５件の利用グループに本システムを優先的に使用していただき，従来の共同利用の枠を超えた超大規模計算の環境

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研究施設の現状と将来計画− 28 −

を提供している。また，近年，共同利用における利用者の数が増加傾向にある。このことは，計算科学研究センターが分子科学分野や物性科学分野において，極めて重要な役割を担っており，特色のある計算機資源とソフトウエアーを提供していることを示している。
計算科学研究センターは，国家基幹技術の一つとして位置づけられている次世代スーパーコンピュータプロジェクトの中で，ナノサイエンスに関わるアプリケーション開発という重要な役割の一端を担っており，分子科学に関わる計算科学研究のナショナルセンターとでもいうべき分野拠点として，活動を展開している。
この中で，昨年度は計算科学研究センターワークショップとして，分子科学，物性科学，計算機科学の分野の研究者が集まり，「大規模並列分子シミュレーションの最前線」をテーマとしたワークショップを開催した。また，次世代スーパーコンピュータについては，センターユーザーをはじめとした理論・計算分子科学研究コミュニティの主だった先生方により委員会が組織され，計算科学研究センターの位置づけ，果たすべき役割等について検討がなされた。
その中での計算科学研究センターに期待されている重要なアクティビティの大筋は以下の通りである。
(1) 神戸に設置される次世代スーパーコンピュータの共用に際して，理論・計算分子科学研究領域を含め，計算科学研究センターがナノサイエンス分野，分子科学分野の分野拠点として機能していくこと，つまり神戸センターが計算機の運用に対して責任を持つ一方で，分子研は分野の研究に対して責任を持ち，研究をリードし，取りまとめを行っていくこと。
(2) このため，分子科学研究所に理論・計算ナノサイエンス特別研究センターを設置し，計算科学研究に加えてソフト開発を含めたライブラリの整備や研究支援活動を行っていくこと。

平成２１年度システム構成高性能分子シミュレータシステム
演算サーバシステム
型番：HITACHI SR16000 モデル
ＯＳ：AIX
CPUCore 数：288（32CPUCore × 9 ノード）
総理論性能：5.4TFLOPS
総メモリ容量：2.3TB（256GB × 9 ノード）
ディスク容量：23TB（/work）
ファイルサーバシステム
型番：HITACHI EP8000/550Q（2 ノード）
ＯＳ：AIX
総メモリ容量：64GB（32GB × 2 ノード）
ディスク容量：120TB（/home（37.4TB），/week（20.0TB），/save（37.4TB））
60TB（バックアップ用）
フロントエンドサーバ
型番：HITACHI EP8000/550Q（2 ノード）
ＯＳ：AIX
総メモリ容量：64GB（32GB × 2 ノード）
高速ネットワーク装置
型番：Alaxala AX6708S

研究施設の現状と将来計画 297− 29 −

超高速分子シミュレータシステム
蜜結合演算サーバサブシステム
型番：富士通PRIMEQUEST

ＯＳ：Linux
CPUCore 数：640（64CPUCore × 10 ノード）
総理論性能：4.096TFLOPS（409.6GFLOPS × 10 ノード）
総メモリ容量：2.56TB（256GB × 10 ノード）
ディスク容量：800GB × 10 ノード（/work）：8TB（/week）
高速 I/O サーバサブシステム
型番：SGI Altix4700
ＯＳ：Linux
CPUCore 数：640（128CPUCore ＋ 512CPUCore）
総理論性能：4.096TFLOPS（819.2GFLOPS ＋ 3276.9GFLOPS）（6.4GFLOPS/CPUCore）
総メモリ容量：8TB（2TB ＋ 6TB）
ディスク容量：114TB（/work）
高速ネットワーク装置
型番：Catalyst 6504

システム構成図298

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