NECのこれまでのHPCの取り組みと今後の展望
2021年12月9日
NECAIプラットフォーム事業部© NEC Corporation 2021

上席事業統括泓宏優自己紹介泓 宏優(フチ ヒロマサ)
NEC AIプラットフォーム事業部 上席事業統括 入社以来メインフレーム端末やIAサーバのプロダクトマーケティングを担当
 研究機関やデータセンター事業者向けプラットフォーム
ソリューションの新規立ち上げを経験
 平成27年からNECフィールディング株式会社に出向しソリューション事業を担当
実は2001年PCCC設立時に
 令和元年よりベクトル型スパコン初代普及部会長を拝命して「SX-Aurora TSUBASA」含むHPC事業を担当
いました、、、、その節はお世話になりました！
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目次
1. NECのHPC事業の歩み

2. 最近見えてきたHPCの新しいビジネス
3. これからの展望

1. NECのスーパーコンピュータ事業の歩み
今までの38年

NECのスパコン事業は技術力で世界を変えてきました

S X - 2 か ら 始 ま り 歴 代 地 球 シ ミ ュ レ ー タ へ 。 NE C の ベ ク ト ル 型 ス パ コ ン は 世 界 を 圧 倒 し て き ま し た 。
2001年にはIAサーバによるPCクラスタ事業にも参入して現在に至ります。
その積み重ねたノウハウと既成概念にとらわれない柔軟性、世の中を先んじる観点と成果への情熱で、これからも「価値」を生み出し進化し続けます。

気候変動研究に注目が集まる

エコ意識の高まり・政権交代

スパコン高速化競争

1980

日米スパコン貿易摩擦

1990
計算資源の高効率化

2000
Express5800/
Parallel PC Cluster
発売

世界最速

データ爆発

ビッグデータ、AIに注目が集まる2010

計算リソース不足

2020

2030

AI高速化機能
SX-9→ SX-Aurora TSUBASA
実効性能世界No.1
SX-ACE
エコ設計
シミュレーション特化

5期連続
TOP500首位

実効性能
世界No.1
活用分野拡大小型化低消費電力化

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SX-2

地球シミュレータ

SX-Aurora TSUBASA

世界に技術の日本を知らしめ
ハイテク競争を起こした100年後の地球を可視化し人類の環境意識を変えたスパコンのカタチを変え活用先のすそ野を拡げるNECのべクトル型スパコン「SX-Aurora TSUBASA」とは・・
NECのスパコン技術を凝縮したPCI-Express型アクセラレータです
スパコン SXシリーズ 1983年～

2018年3月~

x86汎用サーバ(Linux)向けに
PCI Express拡張カード化

ベクトルエンジンを
X86汎用サーバ
拡張カードスロットに搭載

エッジ用途や手元設置小型化
ベクトルエンジン

多機能
高性能用途

・目的にあわせて自由にカスタマイズ
・お手元スパコンからセンターマシンとして用途が拡大
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2.最近見えてきたHPCの新しいビジネス

HPCはエッジから集まる膨大なデータを高速に処理することで新たな価値を創出する重要な技術

セキュリティ

人の動き

気象予測

医療

教育

HPC技術を活用した超高速エンジン

膨大なデータ9© NEC Corporation 2021

購買工場

高速データ処理による価値の創出
計算パワーの拡大によってより正確な未来を予測し新たな価値を創出

商品レコメンド

AI最適化

災害リスク

個々人の嗜好に応じた複雑なサービスをリアルタイムに計算し、その時々にあった最適な内容を推薦

熟練の人手に頼ってきた業務をAIにより最適解を高速に算出

防災や減災のため、災害発生時の影響をすばやく、多様なパターンでシミュレーションする

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社会価値の共創（例）
河川計画や防災に強みを持つ三井共同建設コンサルタント様とNECのベクトル型ス
パコン(=AIアクセラレータ)によるブレークスルー
雨量・地形データを活用した河川氾濫の被害最小化

三井共同建設コンサルタント様
・自治体の避難予測に貢献
・リアルタイム予測システム開発
・全国版氾濫分析モデルの構築

安心・安全十分な避難時間の確保

NEC

高速・高精度・AIアクセラレータによる計算高速化

6時間先まで予測拡大・アプリケーションのチューニング
（最適化）

リーズナブル・カード型のスパコンをクラウド提供

運用コスト50％低減

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スパコン技術を活用した社会価値の共創例
パートナー様のデータ分析力および社会価値創出力とNECが地球シミュレータで培ったスパコン技術の組み合わせにより高速・高精度な河川氾濫予測を共創。
三井共同建設コンサルタント様 河川氾濫予測ソリューション

河川氾濫予測従来の洪水予測
河川流量を計算する。氾濫後は予測できない。

地域の人々が安全に納得して避難できるために必要な予測。
30分毎に6時間先を予測するために超高速な計算力が必要となる。

SX-Aurora TSUBASAによる大規模データの高速処理が河川氾濫の6時間前に避難勧告の発令を可能に
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雨量・地形データで河川氾濫を予測、命の危険を防ぐ
支流の想定外の氾濫により被害が拡大しないようデータで中小河川の氾濫を予測。
いち早く住民に伝え、十分な避難時間の確保を実現。
リアルタイムに降雨データを解析 6時間先の氾濫予測

1時間先

雨水が流入

3時間先 1ｍ 程度の浸水

6時間先 2ｍ 以上の浸水拡大

数百GBにおよぶ降雨・地形データを120ｍ × 100ｍ のメッシュで予測するために数百万回の計算を10分以内に完了。
利用データ：降雨予測・地形データ（オープンデータ）
分析ツール： RRIモデル全国版（オープン×独自開発）
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3. 今後の展望
これからの10年

今後NECのHPC事業が提供したい社会価値
豊かに循環する自然環境

しなやかに動き続ける社会

未来を信じられる暮らし

世界を可視化し地球として健全な循環を意識することで自然と人の共存を目指します。

世の中の技術やデータをつなぎ合わせ社会の効率化最適化を図ることで優しい社会の実現と持続を目指します。

個人の履歴や人々の情報から生き生きと暮らす方法を解き明かし自分らしい生活の実現を目指します。

シミュレーション

量子コンピューティング

AI・ビッグデータ

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ベクトルコンピュータを利用したNEC独自開発アニーリングミ
ドルウェアを製品化し様々な現実社会の最適化に貢献
共創サービスイメージアニーリングマシンの特徴
 アニーリング処理に適した独自開発のアルゴリズムとベクトルコンピュータ※1により超高速に処理技術の確認

実証企画

検証

評価・運用

 従来のシミュレーテッド・アニーリングシステム比300倍以上 10万量子ビット相当の※2

アニーリングマシン
アニーリングソフト

大規模な組合せ最適化問題に対応

ミドルウェア/OS ビッグデータ/AIソフトウェアと連携したアプリケーションを容易に開発可能
ベクトルコンピュータ※１※２

スーパーコンピュータとして商品化済みのSX-Aurora TSUBASAを利用NEC調べ。100都市巡回セールスマン問題において従来アルゴリズム（シミュレーテッドアニーリング）をXeonプロセッサで実行した場合と比較© NEC Corporation 2021

ハードウェアAI領域では大規模データ分析基盤を高速化
AI領域ではデータ分析作業の再試行回数増により全体計算の8割を占めるため「データ準備」と「モデル設計」をSX-Aurora TSUBASAで最大10倍高速化
データ収集

データ準備

モデル設計

Trial and error

Trial and error

運用

Apache Spark
フレームワーク

HW

Spark SQL

MLlib

SX-Aurora TSUBASA/Vector Engine
1. 性能に関する説明：TPC-HのQ16でScale 20(20GBデータ）の評価で、対GPGPU比で最大13.5倍の性能を達成
2. TPC-Hに関する注意事項：性能評価リストベースの検証ではなく業界標準クエリの自社性能評価用にTPC-Hを利用

AI/ビッグデータ解析をより大規模かつ最新データで利用可能
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Python/Sparkで開発したAIや業務アプリを超高速で賢く
AIやビッグデータ分析のPythonプログラムからアークテクチャを意識することなくベクトルエンジンで高速処理
12080

既存のコードやアプリケーションそのまま動く！

100倍最大-------- --- ------- ---------Start-------------------------------------------------------------------Stop

以上の高速化
最初と最後を指定するだけ！

ベクトルエンジン
で超高速処理Linuxx86
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ベクトルエンジン

0

Spark x86

Frovedis x86

Frovedis Aurora

AI/BD領域におけるSX-Aurora TSUBASAの技術的優位性

コアあたりの性能/コアあたりメモリ性能

SX-Aurora TSUBASAは、統計的機械学習とディープラーニングの一部に技術的優位性があります。
SX-Aurora TSUBASAの活用に適した領域

統計的機械学習 ロジスティック回帰
 特異値分解 クラスタリング

ベクトルプロセッサ LSTM
 RNN
 CNN

汎用CPU

GPU

ディープラーニング
ピーク演算性能

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マルチアクセラレータ環境への取り組み
 AI関連に強いDeep Learning独自技術を持つGraphcore社と協業
 NVIDIA GPUとも組み合わせ、NECならではの幅広い提案が可能 GraphcoreのIPUは画像認識・言語処理領域においてDeep Learning処理でGPGPU比で2～10倍の性能
 Graphcore社とはHPC領域含め既にパートナー契約を締結完了し近々製品化予定

IPU

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クラウド上のアプリに超高速演算力を提供するサービスを計画中
AWS等クラウド上のアプリから直接利用可能なアクセラレータクラウドを目指します
防災減災システム

レコメンデー
ション

配車計画
最適化

社会価値

お客様アプリ
お客様のアプリ

お客様アプリ
お客様のアプリ

お客様アプリ
お客様のアプリAWS や Azure
膨大なデータ・計算処理
A社

B社

C社

D社

NEC SX-Aurora TSUBASA PaaS(仮)21© NEC Corporation 2021ご清聴ありがとうございました

AIプラットフォーム事業部
SX-Aurora TSUBASAグループ
info@hpc.jp.nec.com

製品Web
https://jpn.nec.com/hpc/sxauroratsubasa/

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