富士通のHPCの取り組み
2018年2月16日
富士通株式会社

Copyright 2018 FUJITSU LIMITED40年にわたるHPCビジネスの実績
時代の最新技術を積極採用
日本を代表するICT企業として国家プロジェクトに貢献

1977～1980 1985 1990

19952005(1993/11, TOP500)

ゴードンベル賞獲得

C RIKENFX1SPARC Enterprise

VPP5000(1994,95,96)(2008/11,TOP500）

PRIMEPOWER HPC2500

VPP500PRIMERGY
BX400/900

AP3000

VPシリーズ
F230-75APUPRIMEHPCFX100

PRIMEQUESTVPP300/700

日本初のベクトル型スーパーコンピュータ提供 (1977)

PRIMEHPC
FX10

世界最高の実行効率を達成

世界最高のスケーラ
ビリティを実現 (2003)

NWT*1

ポスト「京」

2010

世界最速のベクトル
プロセッサ提供 (1999)

世界一の性能を実現*1) Numerical Wind Tunnel
航空宇宙技術研究所(現JAXA)様と富士通が共同で開発.

2000

AP1000

PCクラスタ型で日本一の性能を実現（2004/6,TOP500)*2

PRIMERGY
CX400/CX600

TCクラウドPRIMERGY RX200
HX600

ベクトルスカラ*2) 2003年度に理化学研究所様に導入.
日本産業技術大賞･文部科学大臣賞を理研様と富士通で共同受賞.

クラスタ
1

クラウド
Copyright 2018 FUJITSU LIMITED国家プロジェクトへの貢献
理化学研究所と富士通が共同で開発、科学/技術分野の多数のアプリが開発され稼動中
超大規模システムで世界最高の実行効率93.2%を実現 (Top500上位50位中,2017/11時点)
ゴードン・ベル賞の最高性能賞を2年連続で受賞(2011,2012)
Graph500で7期 1位 獲得！(2014/6, 2015/6,11, 2016/6,11, 2017/6,11)(*1)

文部科学省のポスト｢京｣開発プロジェクト
富士通は開発主体である理化学研究所と共同で基本設計/詳細設計を実施

ポスト「京」

2011

「京」開発
C

*2)アプリケーション作業部会及びコンピュータアーキテクチャ・コンパイラ・システムソフトウェア作業部会の共同による、今後開発すべきHPCシステムと体制の検討*3)将来のHPCIシステムのあり方の調査研究

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

「京」運用
HPCI戦略プログラム

RIKEN*1) 理化学研究所様と富士通が共同で開発. 「京」は理化学研究所の登録商標

2012

App.
review*2

FS
Projects*3
2

ポスト「京」開発
Copyright 2018 FUJITSU LIMITED

最新スパコンランキング (主要ベンチマーク)(2017/11時のランキング)

Sunway TaihuLight「京」(中国/2016年)(富士通/2011年)

申威(ShenWei)26010

SPARC64 VIIIfx(260core/1.45GHz/3.06TF)(8core/2.0GHz/128GF)

125.44 PFlops

11.28 PFlops(10,649,600core/40,960node)(705,024core/88,128node)

TOP500

1位

10位

最高速度

(93.02 PFlops,実行効率74.2%)(10.51 PFlops,
実行効率93.2%)

HPCG

5位

1位

産業利用・実アプリ処理速度(0.481 PFlops,実行効率0.4%)(0.603 PFlops,実行効率5.3%)

2位

1位(23756 GTEPS)(38621 GTEPS)

システム名プロセッサ
システム理論
ピーク性能(TOP500登録値)

Graph500
グラフ解析/ビッグデータ処理速度3

Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDポスト「京」開発~ARM 命令セットアーキテクチャの採用~

 スーパーコンピュータ向けに進化してきた命令セットアーキテクチャ
 実績のあるマイクロアーキテクチャ
 コンパイラのコード生成技術

 アプリの効率的実行を追求した命令セットアーキテクチャ
 オープンなアーキテクチャ
 モバイル⇒サーバ⇒HPCへ
拡大中

SIMD命令セットアーキテクチャ”SVE”
 HPC拡張命令”SVE(Scalable Vector Extension)”の策定に“Lead partner”として参画
 ARM SVEをポスト「京」向けCPUに実装 マイクロアーキテクチャの継続強化と展開*) SIMD(Single Instruction Multiple Data):1つの命令を同時に複数のデータに適用し、並列に処理するCPU技術
4

Copyright 2018 FUJITSU LIMITED富士通のHPCプラットフォーム
お客様のニーズに合わせたHPCソリューションを提供
 独自CPU搭載のスーパーコンピュータとPCクラスタをラインナップ
 シングルシステムイメージ運用を実現するシステムソフトの開発・提供
 高性能、高可用性、高信頼性の実現© RIKEN

K computer
Co-developed with RIKENPRIMEHPC FX10

Departmental

Post-K
Under Development
w/ RIKEN

x86 Cluster

High-end
Divisional

PRIMEHPC FX100

CPUとインターコネクトを独自開発し高いスケーラビリティを実現

RX2530/RX2540

CX400

TCクラウドPRIMERGYによるPCクラスタで最新のCPU、アクセラレータに対応

CX600

Workgroup5

Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDAI

AI Bridging Cloud Infrastructure

2018年稼働

産学官連携によるAI研究開発・実証を推進する世界最大級のAIスパコンCustomer : 産業技術総合研究所 様

性能 550 ペタフロップス※

 国の重点戦略 AIの中核3拠点の一つ。人工知能技術の社会実装を目指すためのオープンイノベーションプラットフォームとして活用

X1,088

 富士通研究所におけるAI向けソフ
トウェア高速化技術を活用

主な構成：
FUJITSU Server PRIMERGY CX2570 M4 x 1,088- インテル® Xeon® Gold プロセッサー x 2,176- GPUコンピューティングカード NVIDIA® Tesla® V100 x 4,352※AI分野で重要視される半精度浮動小数点演算の理論ピーク性能。従来のシミュレーション分野などで主に用いられる倍精度浮動小数点演算では37ペタフロップスの性能を有す
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Copyright 2018 FUJITSU LIMITED先端科学

スーパーコンピュータシステム

国内トップクラスの性能を実現するスーパーコンピュータシステム
Customer :九州大学 様

性能 10 ペタフロップス

 大規模プライベートクラウド環境と計算サーバを高速ファイルシステムを介して連携運用するシステム(国内スーパーコンピュータ初)
 従来の科学技術シミュレーションだ
けではなく、AI、ビッグデータ、データサイエンスなど、より幅広いニーズに対応する超大規模計算環境

X2,292

主な構成：
FUJITSU Server PRIMERGY CX2550/2560 M4 x 2,000- インテル® Xeon® Gold プロセッサー x 4,000

FUJITSU Server PRIMERGY CX2570 M4 x 128- インテル® Xeon® Gold プロセッサー x 256- GPUコンピューティングカード NVIDIA® Tesla® P100 x 512
他

7Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDFUJITSU Server PRIMERGY
CX2570 M4 / CX400 M4Overview

Air cooling /Liquid cooling for SXM2Usage Scenarios





Half-width 2U server node
Up to 2x CX2570 M4 per CX400 M4 chassis
2x Intel® Xeon® Processor Scalable Family16 DIMMs per node (up to 2,048 GB DDR4 memory)
2x GPU (PCIe) or 4x GPU (SXM2 with LC)

1x DynamicLoM OCP + 1x PCIe slot (Gen3 x16)
2x 1GbE (Mgmt. LAN / Onboard NIC)
Up to 6x 2.5” SAS/SATA (thereof 2x PCIe)
Internal Boot Devices: 1x mirrored USB / 2x M.2slots (PCIe/SAS)

8Copyright 2018 FUJITSU LIMITED 8 x GPU / 2U

 Virtualized Desktop
Infrastructures
 High Performance andTechnical ComputingTCクラウド HPC用途に特化したクラウドサービス
 富士通が長年培ってきたスパコンの技術をクラウドで利用できます
日額従量ライセンス

安心サポートSTREAMSCRYU/Tetra

ヘルプデスクサービス

さまざまな分野に対応60種類以上のアプリが動作

ものづくり（ＣＡＥ、材料開発） ・ ライフサイエンス（創薬）・

構造解析

HPC Portal

Poynting

SCIGRESSLS-DYNA

電磁界解析

SaaS

社会インフラ（ＡＩ画像解析）

流体解析

計算化学

WEB GUIを提供

高性能 解析プラットフォーム

高速リモートデスクトップ

PaaS

プレポストもクラウドで可能

お客様環境

スタンダードクラス

ハイパフォーマンスクラス

あらかじめ用意されている計算環境を従量制（時間/日単位/月単位）で利用するサービス

お客様専用にカスタマイズした計算環境を月額固定の費用で利用するサービス

計算サーバ 1ノード 1時間～

拘束期間2年以上

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Copyright 2018 FUJITSU LIMITED新技術への取り組み
 液浸冷却システム
 DLU
 デジタルアニーラ

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Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDHPCプラットフォームの課題「消費電力」 「設置密度」 「設置場所」
消費電力の増大冷却ファン・空調・GPUなど消費電力が増加
高密度な設置が厳しい
サーバの発熱が大きく高密度化が難しい
設置場所を選ぶ
空調機・断熱機構を完備した専用施設が必要
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Copyright 2018 FUJITSU LIMITED

“液浸” が解決
半分の設置スペースと電力で、ICT機器を配備可能
冷却ファ
ン

空冷

ファンレス・空調レスにより電力40％削減

IT機器
電力デバイス

設備機器
電力

エアコン+
チラー

40%減
液浸デバイス
チラー
ＣＤＵ

冷却能力が高く、高密度設置可能
スペース削減50%以上

空冷ラック：＜10kw/ラック

液浸システム：＞60kw/ラックコンテナへの設置も可能

簡素な施設でも設置可能(オフィス、コンテナ等)
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Copyright 2018 FUJITSU LIMITED

製造業

衝突解析シミュレーションシステム

液浸冷却システムを用いたPCクラスタCustomer :日本自動車研究所 様 自動車安全試験規格の策定に用いる衝突解析シミュレーションシステムとして導入

 省電力性(消費電力量最大40%削減)で利用電力削減に貢献
 高い静粛性と設置スペース削減等の特長で設置場所の自由度が高く、将来幅広い業界へ展開予定
液浸状態で冷却されるサーバ

13Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDコンピュータの今とこれから 富士通の取り組み

出展：『富士通研究所 会社案内（2017年6月発行）』

 DLU(Deep Learning Unit) 18年～
 デジタルアニーラ 18年～
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Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDDeep Learning処理向けプロセッサ

スパコン「京」の開発技術を投入

DLU

TM

(Deep Learning Unit)

DLUの特長 Deep Learning用独自アーキテクチャ
 徹底した省電力設計➔ 目標: 他社比約10倍の電力あたり性能
 大規模並列：スパコンのインタコネクト技術適用➔大規模ニューラルネットワーク処理が可能

FUJITSU CONFIDENTIAL

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写真はイメージであり、実物とは異なります

提供 2018年度～

Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDTM

DLU ロードマップメインフレーム/UNIXサーバ/スパコン用プロセッサと同様、複数世代にわたってDLU開発を継続していきます。

第一世代

FY2018•アクセラレータ•ホストCPU要•PCIバス経由

第二世代•ホストCPU一体•DLU間直接網大規模ニューラルネットワーク

将来•脳に近いモデル•非ノイマン型
ニューロコンピュー
ティング

Future* Subject to change without notice16

Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDコンピュータの今とこれから

脳型コンピュータ
量子コンピュータ

汎用コンピュータ

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Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDコンピュータの今とこれから

脳型コンピュータ

汎用コンピュータ

DigitalQuantum
Computing

量子コンピュータ

量子に着想を得た全く新しいアーキテクチャ

デジタルアニーラ

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Copyright 2018 FUJITSU LIMITEDCopyright 2018 FUJITSU LIMITED