猛速で「地球」を計算しまくる
スーパーモデル養成研究所
text : 喜多充成 photo : 凸凹卍「世界がもし100人の村」だと考えてみる

その研究棟の 3 階から伸びる空中の渡ことで、60数億の人間が難解な問題を抱り廊下を通り、外壁を貫くようにスパコンえる現在の世界がいくらかは理解しやすく棟に入ると、ガラス越しに「ご神体」を見なる。このことは、複雑な事象の全体像を渡せるお立ち台に到着する。このスパコ把握するには、適切な縮尺を施した「モデン棟はビルでいうなら３階建てから４階建ル」が役に立つということをわれわれに教ての高さに相当する、かなり大きめの体育えてくれている。

館。屋根の上には避雷線が張り巡らされ、では、地球をもし10km四方のマス目に1階のフロアは空調関係の機器、2階のフ区切ってみたら何が見えてくるのだろうか。

ロアにスパコンやネットワークノード、スト2002 年 3 月から横浜で稼働を始めた世界レージのラックが設置されている。もちろ

最高速の汎用スパコン「地球シミュレータ」

ん、いっさい窓はない。

は、この問いに答えを出そうとしている。

まったく柱のない50×65ｍ、サッカー場の半分の面積にラックが整然と並べられて配線の総延長は2900km!

いるようすは、お立ち台から見る限り、静謐とした空間に見える。ラック上部にある動作状況を示すインジケーターがなけれ

190 +++ iNTERNET magazine +++「地球シミュレータ研究開発センター」は、ば、トランクルームにしか見えないところ。

横浜の住宅街の一角に新設された施設で、だが、階段を降り、重い鉄の扉を開けて研究棟と冷却施設棟、そして「スーパーコスパコンのあるフロアに入ると途端に空気ンピュータ棟」の3つの建物からで構成さが一変する。
「グォー、ゴー」と低くうなる風れている。警備兵や鉄条網といったモノ切り音が押し寄せてくるのである。

モノしさはないが、同センターの入り口に地球シミュレータは、プロセッサー間を当たる研究棟のロビーの内壁には、古来結ぶ配線の総延長が2900km、根室から与より荒ぶる自然の象徴とされてきた「風神

那国島の距離に匹敵するというお化けス雷神」が描かれおり、周囲にニラみをきかパコンだ。1つ1つのプロセッサーは、4000せている。

万トランジスタの規模で、これが5120個並

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列に結ばれている。メインメモリーは10テ

点演算を40兆回こなす能力という意味だ。

ラバイト、すなわち1万ギガバイト。全部で専用の計算機なら、この連載の第1回で取数万個におよぶであろう冷却ファンの発すり上げた分子動力学専用計算機「MD-る騒音が地響きのような振動となり、床かGRAPE」や、その本家筋にあたる重力多ら足を這い登ってくる……。お化けスパコ体問題専用計算機「GRAPE-6」が、より速ンとの対面は、実は決して心地よい体験でい計算速度を実現している。しかし、それはなかった。

らはあくまで特殊な問題に特化した計算機であり、地球シミュレータは数値核実験で最優秀仮想地球を選ぶオーディションも自動車の衝突実験でもこなせる汎用型の計算機だ。スピードがもっとも速く、計算の対象が地球であるということが、従来再び空中回廊を渡って研究棟に戻り、これを「お化けですよ」と表現した海洋科学違いといえる。

技術センター横浜研究所の大塚清さん（地「実際に稼働を始めて、実効値でピーク

球シミュレータセンター研究交流・教育グの 7 割近い数字が出せた。間違いない範

ループリーダー）に話を聞いた。

囲で見積もって2割程度と見ていたため、「たとえば、深い海底には地球規模の冷期待の3.5倍という計算スピードを手にしたい水の流れがあるといわれています。こたことになる。うれしい誤算でした」の流れがもし止まったら、地球はどうなる

このお化けスパコンの登場で、従来よりか。こういうことは実験できないので、計も地球を細かく刻み、より多くの計算パワ算シミュレーションに頼るしかない」

ーを必要とする精度の高いシミュレーショ

地球シミュレータが想定するのは10kmンをこなせるようになったわけだが、なぜ四方のマス目で区切られた地球だ。人間それが必要だったかについては、こんなの尺度からすればかなり大きいマス目のよ理由もある。

うに思えるが、地球の表面積は約5億1000「スパコンは、どこの国も国家プロジェ万平方km。マス目の数はざっと510万にもクトとして進めなければ立ちゆかなくなっなる。しかもこのマス目を垂直方向にも何てきているんです。なかでも、先端的な数層かに分けて考える必要があるから、仮値シミュレーションを行なう際、性能的に想地球を構成するジグゾーパズルのピース優位にあるベクトルプロセッサーは、ビジの数は500万どころでは済まない。

ネスにもなりにくい。世界的にもスパコン

地球シミュレータ構想が動き出した1996にかかわるメーカーの数も減ってきている年の段階で「現在最速のスパコンの 1000んです。そのため、国家プロジェクトがメ倍の計算速度が必要となる」とされていたーカーを引っ張っていくカタチでないと、のも、ピース数がこれほど膨大なパズル技術の継承が行われなくなってしまう」

を、「実用的な時間」のうちに解かなけれ

192 +++ iNTERNET magazine +++の大型スパコンや特種な専用計算機とのこのスパコン「地球シミュレータ」は、文ばならなかったからだ。

部科学省が所管する 3 つの機関が共同で「最近のパソコンとの比較をよく聞かれすすめているプロジェクト「地球フロンティるのですが、『25万台分です』と言っても答ア研究システム」の一角をなすものだ。こ

えになりませんよね（笑）
。このスパコンでのプロジェクトは、観測衛星や海洋調査船１週間かかる計算をパソコンにやらせるとなどを用いてより詳細にデータを収集する2500年かかるとかいっていますが」「観測システム」と、より精度の高いシミュ地球シミュレータのピーク計算速度は40レーションモデルの研究を行なう「プロセテラフロップス。これは1秒間に浮動小数ス研究」、そしてこの「シミュレータ開発」

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初期値のないシミュレーション
地球観測衛星などでデータ量は爆発的に増えたが、それでも「特定時刻における全地球上の気候データ」は存在しない。つまり「初期値がない」というのが、ほかのシミュレーションと異なる、気候変動シミュレーションの難しいところ。異なる時刻の初期値を組み合わせた「アンサンブル予測」や、測定誤差の影響をできる限り排除する「データ同化」などに、膨大な計算パワーが必要となる。画面は、3月に同センターから報道発表された動画の一部。
平均的な海面の温度分布に、時系列で変化する風向風速データを与えてドライブし、その変化を可視化したもの。いわば、シミュレータの「慣らし運転」に相当する。この作業を十分に行ってからでないと本格的なシミュレーションにとりかかれない。

25日9時

台風の進路予測も高精度に
現在の天気予報では、台風の到達範囲を円で示す進路予

24日21時報が用いられているが、これをピンポイントで予報できる高精度の数値予測も同シミュレータのターゲットの1つ。シミュレータは、数値モデルの精度向上や気候変動予測などサイエンスを主目的とするが、実際の生活に密着した事象、たとえば、航空事故を招く突発的な下降気流「ダウンバースト」の予測や、タンカー座礁にともなう流出油の漂着予測など、生活に直接かかわる事象でも成果を目指す。

が三位一体となって進められるものだ。
「プージ。この地球シミュレータセンターは、そロセス」はプログラムのコードであり、「観ういう意味合いも持っているのだった。

測」はデータの値。そしてこれらを呑み込

現時点では、大気の循環モデルと海洋んで演算するのが「シミュレータ」の役割

水の循環モデルを別々に走らせているが、である。どれほどの精度のデータが必要

現実にはその相互の作用も気候に大きくか、どのプログラムが求める結果を出せる影響を与えている。そのため、これらを組のか、これらは、実際にシミュレータで計み合わせて使わなければならないが、な算させてみないとわからないことも多い。

らばどう組み合わせるか。さらに「固体地シミュレータは単に計算という仕事を請け球」すなわち地核やマントルの動きまでも負うだけでなく、観測やモデルに高い要求地球シミュレータに反映させようというプ水準を突きつける役割も果たしうるのだ。

ロジェクトも動き始めている。

「まだ完全なモデルは登場していませ

400億円以上の国家予算を投じて設立さん。モデルごとに得手不得手があったりすれた同センター。費用の膨大さもあり、まる状況です。いずれ『これは優れたシミュたハードウェアの進歩のスピードも速い。

レーションモデルだ』というものが完成すれそうした環境が、ここにかかわる研究者たば、みな開発をやめてしまうでしょう。そちに、一刻も早い目に見える「結果」を出れを使えばいいのだから」すことを求めている。ダイアルを回すだけ世界中の科学者が手間暇かけて磨き上で未来の気候を予言できるような「スーパげた「モデル」を一同に会して競い合わせ、ーモデル」に向け、大きなステップが踏みスーパーモデルを選び出す華やかなステ出されているのである。

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研究所データ
海洋科学技術センター 横浜研究所
地球シミュレータセンター
所在地：神奈川県横浜市金沢区昭和町3173-25
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