次世代スーパーコンピューティング・シンポジウム2009
全体討議「世界に誇る拠点を目指して」
座長：中央大学理工学部教授 土居範久

199319 /Ju93 n
19 /No94 v
19 /Ju94 n
19 /No95 v
19 /Ju95 n
19 /No96 v
19 /Ju96 n
19 /No97 v
19 /Ju97 n
19 /No98 v
19 /Ju98 n
19 /No99 v
19 /Ju99 n
20 /No00 v
20 /Ju00 n
20 /No01 v
20 /Ju01 n
20 /N o02 v
20 /Ju02 n
20 /No03 v
20 /Ju03 n
20 /No04 v
20 /Ju04 n
20 /No05 v
20 /Ju05 n
20 /No06 v
20 /Ju06 n20 /No07 v
20 /Ju07 n
20 /No08 v
20 /Ju08 n20 /No
09 v
/J
un

世界のHPCの動向（１）TOP500における国別シェア推移（1993-2009）

100%

90%

80%

60%

30%

20%

その他
英国
フランス
ドイツ
インド
中国

70%

日本

50%

40%

米国

10%

0%

世界のHPCの動向（２）France China India
5%
1% 0%

Other
19%

TOP500における国別シェア比較
US
44%

2002年6月

UK
7%

Germany
13%

Japan
11%
China
4%
France
5%

India
1%

Other
14%

日本はTOP500において、今や国別シェア6番目に…
アジア1位も中国に譲ってしまった。

2009年6月

UK
9%
Germany
6%

Japan
3%

US
58%

TOP500におけるトップ１０ランキングの変遷
平成20年6月

平成20年11月

平成21年6月
Linpack
演算性能（テラ順位

システム名称サイト

ベンダ

国名1,105

Linpack
演算性能（テラ1Roadrunner

ロスアラモス研

IBM米1,105

米

1,059

2

Jaguar

オークリッジ研

Cray

米

1,059

米

487

3

BlueGene/P

ユーリヒ総合研究機構

IBM

独825

米

478

4

Pleiades(Altix ICE8200)

エイメス研

SGI

米

487

米

450

5

BlueGene/Lローレンスリバモア研

IBM

米

478

Sun

米

433

6

Cray XT5 QuadCore

テネシー大学

Cray

米

463

ローレンスバークレー研

Cray

米

266

7

BlueGene/P

アルゴンヌ研

IBM

米

458

オークリッジ研

Cray

米

205

8Ranger

テキサス先進計算センター

Sun

米

433

Red Storm

サンディア研

Cray

米

204

9

BlueGene/P

ローレンスバークレー研

IBM

米

415

Dawning 5000A

上海超級計算中心

Dawning

中180

10 NovaScale R422-E2(SunBlade)

ユーリヒ総合研究機構

Bull(Sun)

独274

東大情報基盤センター

日立

日82

22 地球シミュレータ(ES2 )地球シミュレータセンター

NEC

日本

122

東工大学術国際情報センター NEC/SUN 日

77

28 FX1

宇宙航空研究開発機構

富士通

日本

110

日

76

40 RX200S5 Cluster

理研 情報基盤センター

富士通

日本

87.8

富士通

日

50

41 TSUBAME

東工大 学術国際情報センター

NEC/Sun 日本

87

自動車業界

IBM

日

43

42 T2Kオープンスパコン

東大情報基盤センター

日立

日本

82

地球シミュレータセンター

NEC

日

35

47 T2Kオープンスパコン

筑波大計算科学研究センター

Appro

日本

77

65 Hitachi SR16000 Model L2

核融合科学研究所

日立

日本

56

69 Sun Blade x6250

ヒトゲノム解析センター(東大医科研)

Sun

日本

54

78 T2Kオープンスパコン

京大学術情報メディアセンター

富士通

日本

50

93 SGI Altix ICE 8200

物質材料研究機構

SGI

日本

42Linpack
国名 演算性能（テラ順位

システム名称サイト

ベンダ

国名米

1,026

1Roadrunner

ロスアラモス研IBM米ローレンスリバモア研

IBM

米

478

2Jaguar

オークリッジ研

Cray

アルゴンヌ研

IBM

米

450

3Pleiades

エイメス研

SGI

テキサス大先端計算センター

Sun

米

326

4BlueGene/Lローレンスリバモア研IBMオークリッジ研

Cray

米

205

5BlueGene/P

アルゴンヌ研IBM

BlueGene/P

ユーリヒ総合研究機構

IBM

独

180

6Ranger

テキサス先進計算センター

7

Altix ICE 8200

ニューメキシコ計算応用センター

SGI

米

133

7Franklin

8BL460c

タタ計算研究所

HP

インド

132

8Jaguar

9BlueGene/P

コンピュータ開発・資源研究所

IBM

仏

112

910

Altix ICE 8200EX

トータル科学技術センター

SGI

仏

106

10

東大情報基盤センター

日立

日

82

27 T2Kオープンスパコン(東大)

Appro

日7629

東工大学術国際情報センター NEC/SUN 日

67

32 T2Kオープンスパコン（筑波大） 筑波大計算科学研究センター

Appro

34 T2Kオープンスパコン(京大)

京大学術情報メディアセンター 富士通日50

51 T2Kオープンスパコン（京大）

京大学術情報メディアセンター

49

地球シミュレータセンター

日

3562

BladeCenter HS21 Cluster74

地球シミュレータ

順位

システム名称

サイト

ベンダ

1

Roadrunner

ロスアラモス研IBM

2

BlueGene/L

3

BlueGene/P

4Ranger

5

Jaguar

6

16 T2Kオープンスパコン(東大)20 T2Kオープンスパコン(筑波大) 筑波大計算科学研究センター
24TSUBAME

地球シミュレータ

NECTSUBAME（注）「Ｌｉｎｐａｃｋ（リンパック）」
主に中央演算処理装置（ＣＰＵ）の計算性能を比較する目的で作られたベンチマークのうち、最も広く用いられているもの。
大規模な線形方程式（連立一次方程式）の演算の回数を計測する。ジャック・ドンガラ博士（テネシー大学）が提唱した。
但し、総合的にスパコンの評価を行うには、 「Ｌｉｎｐａｃｋ」での連立一次方程式におけるＣＰＵの性能だけでなく、扱えるデータの規模、データの転送速度等について、台風の進路や集中豪雨の予測、自動車の衝突解析といった複雑な現象のシミュレーションを用いて評価する必要がある。

世界のスパコンTOP500における日本のスーパーコンピュータの順位（TOP500の100位まで）
平成21年6月現在

22

地球シミュレータ(ES2 )地球シミュレータセンター

Linpack
理論演算性導入企業 演算性能能(テラ実行効率FLOPS)(テラFLOPS)NEC
122.4
131.1 93.38%

28

FX1

宇宙航空研究開発機構

富士通

110.6

121.3

91.19%

40

RX200S5 Cluster

理研 情報基盤センター

富士通

87.9

96.8

90.83%

41TSUBAME

東工大 学術国際情報センタ

NEC/Sun

87.0

163.2

53.32%

42

T2Kオープンスパコン

東大情報基盤センター

日立

83.0

113.1

73.40%

47

T2Kオープンスパコン

筑波大計算科学研究センター

Appro

77.3

95.4

81.02%

65

Hitachi SR16000 Model L2

核融合科学研究所

日立

56.7

77.0

73.57%

69

Sun Blade x6250

ヒトゲノム解析センター(東大医科研) Sun

54.2

69.1

78.43%

78

T2Kオープンスパコン

京大学術情報メディアセンター

富士通

50.5

61.2

82.49%93

SGI Altix ICE 8200

物質材料研究機構

SGI

42.7

45.9

93.06%

TOP500
順位

システム名称導入機関

人材育成に関する最近の動向• 大学の新研究科設置– 神戸大学システム情報学研究科（平成22年4月設置予定）– 兵庫県立大学先端計算科学研究科（平成23年4月設置予定）• 筑波大学大学院で「計算物理学デュアルディグリー（計算物理学の博士後期課程大学院生がコンピュータサイエンスの博士前期課程を履修、計算科学を系統的に学ぶ）」が始まる。
• 次世代スーパーコンピュータ戦略委員会（文科省）
において、「次世代スパコンを念頭においた人材育成のあり方」についてとりまとめ。
教育関係者等による教育プログラムの具体的内容を検討する会を発足予定。
• 社会人向けのセミナー等の増加［※理化学研究所調べ］

人材育成に関する最近の動向●社会人向けセミナー等の増加• 社会人向けセミナーの新規開催– 「HPC産業利用スクール」• 主催：スーパーコンピューティング技術産業応用協議会、東京大学生産技術研究所革新的シミュレーション研究センター、東京大学情報基盤センター、海洋研究開発機構– 「社会人向け実践スクール」• 主催：（財）計算科学振興財団、大学院GP「大学連合による計算科学の最先端人材育成」• 社会人参加者の増– プログラミングの講習会において、社会人の受講者が増加（４０名定員、昨年度0から14名へ、今年度はおよそ2/3が社会人）（東大の例）［※理化学研究所調べ］

次世代スーパーコンピュータ戦略分野◎ 次世代スーパーコンピュータで、社会的・学術的に大きなブレークスルーが期待できる分野を厳選◎ 当該分野の利用を重点的・優先的に実施◎ 夏頃までに各戦略分野の研究開発を牽引する「戦略機関」を公募

分野１分野２
分野３分野４
分野５

予測する生命科学・医療および創薬基盤
予測する生命科学・医療および創薬基盤
ゲノム・タンパク質から細胞・臓器・全身にわたる生命現象を統合的に理解することにより、疾ゲノム・タンパク質から細胞・臓器・全身にわたる生命現象を統合的に理解することにより、疾病メカニズムの解明と予測をおこなう。医療や創薬プロセスの高度化への寄与も期待される。
病メカニズムの解明と予測をおこなう。医療や創薬プロセスの高度化への寄与も期待される。

新物質・エネルギー創成
新物質・エネルギー創成
物質を原子・電子レベルから総合的に理解することにより、新機能性分子や電子物質を原子・電子レベルから総合的に理解することにより、新機能性分子や電子デバイス、更には各種電池やバイオマスなどの新規エネルギーの開発を目指す。
デバイス、更には各種電池やバイオマスなどの新規エネルギーの開発を目指す。

防災・減災に資する地球変動予測
防災・減災に資する地球変動予測
高精度の気候変動シミュレーションにより地球温暖化に伴う影響予測や集中豪雨の予測

高精度の気候変動シミュレーションにより地球温暖化に伴う影響予測や集中豪雨の予測を行う。また、地震・津波について、これらが建造物に与える被害をも考慮した予測を行う。
を行う。また、地震・津波について、これらが建造物に与える被害をも考慮した予測を行う。

次世代ものづくり
次世代ものづくり
先端的要素技術の創成～組み合わせ最適化～丸ごとあるがまま性能評価・寿命予測というプロ先端的要素技術の創成～組み合わせ最適化～丸ごとあるがまま性能評価・寿命予測というプロ
セス全体を、シミュレーション主導でシームレスに行う、新しいものづくりプロセスの開発を行う。
セス全体を、シミュレーション主導でシームレスに行う、新しいものづくりプロセスの開発を行う。

物質と宇宙の起源と構造
物質と宇宙の起源と構造
物質の究極的微細構造から星・銀河の誕生と進化の全プロセスの解明まで、極微の素粒物質の究極的微細構造から星・銀河の誕生と進化の全プロセスの解明まで、極微の素粒子から宇宙全体に至る基礎科学を融合し、物質と宇宙の起源と構造を統合的に理解する。
子から宇宙全体に至る基礎科学を融合し、物質と宇宙の起源と構造を統合的に理解する。

各分野で期待される成果の例
予測する生命科学・予測する生命科学・
医療および創薬基盤
医療および創薬基盤

新デバイスとエネルギーの開発

新薬の開発
ゲノム

全身

タンパク質

組織，臓器細胞

防災・減災に資する
防災・減災に資する
地球変動予測地球変動予測新物質・エネルギー創成
新物質・エネルギー創成

生体分子から細胞、臓器、全身にわたる多階層の生命現象を予測し、副作用のない革新的な医薬品が開発できる。

新物質・新現象の探索を基盤とし、次世代電子デバイス開発の指針を与え、クリーンエネルギーの生成の高効率化に資する。

多階層の生命現象

次世代ものづくり
次世代ものづくり

設計プロセスの革新
独創的要素技術の創造、組合せ最適化、丸ごと性能評価を可能とし、ものづくりプロセスの革新とイノベーション創出に資する。

非定常空力・振動連成解析による、低空気抵抗、低揺動車の開発

台風の進路や集中豪雨の予測
全球雲解像
モデルにより台風の進路や集中豪雨の高精度予測が可能となり、効果的な防災・減災対策に資す
NICAMによる全球3.5kmシミュレーションる。

物質と宇宙の起源と構造
物質と宇宙の起源と構造物質の起源と宇宙の構造形成
ビッグバンに始まる宇宙において、極微の素粒子から元素合成、そして星・銀河形成に至る物質と宇宙の起源と構造を統一的に解明する。

資料提供： 大阪大学、理化学研究所、分子科学研究所、東京大学、海洋研究開発機構、東京大学生産技術研究所、筑波大学他

次世代スパコンを中核とした利用研究と体制（拠点全体のあり方）
１．機構、戦略機関、登録機関の協働により、世界最高水準の科学的成果を達成
２．地球温暖化など人類共通の課題解決と、我が国の国際競争力強化への貢献
３．次世代スパコンを中核とした研究開発、産業利用、人材育成等の機能形成
４．利用者にとって使いやすく、優れた成果の創出につながる仕組みづくり
５．拠点が核となり、全国の産学の関係機関と連携を図り、より重層的な機能を形成【一般的利用】【戦略的利用】

戦略分野

戦略分
野

戦略 戦略
分野 分野 一般利用

産業
利用

戦略分野

計算科学研究機構

教育
利用

分野融合
共通基盤
運用・高度化

登録機関
利用者選定
利用者支援

ナショナル・リーダーシップ（ペタコン）

ナショナルインフラストラクチャ（研究機関、大学）

エンタープライズ（企業、研究室）《我が国の計算機利用の重層構造》【設置者利用】

計算科学研究機構の組織体制
企画戦略部門・・・拠点一体運営のための中枢部門として、事務部門とは独立して置く
オールジャパンでの拠点の運営方針の企画・立案、オールジャパン（大学、関係機関）の体制構築や連携の推進、戦略的な広報、アウトリーチの推進、国際協力・交流の推進など

計算科学部門(12チーム）・・・理論、モデリング、手法等の高度化○量子系計算科学研究Gr. ： 原子核生成、反応・触媒設計、機能性材料、ナノデバイスデザイン、タンパク質酵素反応等の研究高度化○粒子系計算科学研究Gr. ： 宇宙の構造形成、タンパク質ダイナミクス、超軽量材料開発、ドラッグデザイン、ウイルス機能等の研究高度化○連続系計算科学研究Gr. ： 次世代自動車、血流、地球規模気候変動、巨大地震時危機管理、異常気候変動等の研究高度化○複合系計算科学研究Gr. ： 太陽電池、蓄電池、燃料電池、次世代交通システム、災害予測避難誘導、核融合、細胞、人体等の研究高度化○離散系計算科学研究Gr. ： ゲノム、社会現象・経済予測、セキュリティー、感染症・ウイルス感染予測等の研究の高度化○戦略機関との共同研究型グループを複数設定

計算機科学部門（８チーム）・・・基盤ウェア等の開発・高度化、次々世代スパコンの開発研究○基盤ソフトウェア研究開発Gr. ： 並列システムソフトウエア研究開発、並列ミドルウエア研究開発○高性能プログラミング環境研究開発Gr. ： 並列言語コンパイラ研究開発、並列プログラム環境研究開発○並列アルゴリズム・応用数理研究開発Gr. ： 並列アルゴリズム研究開発、性能チューニングシステム研究開発、並列可視化研究開発○アーキテクチュア研究開発Gr. ：並列計算システム研究開発、高性能プロセッサー研究開発

運用技術部門・・・計算機の運用○オペレーションGr. ： システム管理・運用、ハードウェア保守・解析、実システムソフトウェア保守・維持○システム高度化Gr. ： 高速システム適合技術、アプリ性能予測○ユーザー利用高度化Gr. ：ユーザー情報活用解析、利用高度化ニーズ解析【組織編成のポイント 】

・共用施設を核としたオールジャパン体制での構築・運営において、主導的な役割を果たすため、事務部門とは独立して企画戦略部門を設置。
・計算科学部門と計算機科学部門では、重要なテーマについて、目標を決めて実施。数理科学とも十分に連携。
・プロジェクトを設定する等により、計算科学と計算機科学の両部門間及び部門内で連携して取り組む。
・２つの部門には部門長を置かない。機構長が各グループを総括。

計算科学研究機構と関係機関の役割分担
国（戦略委員会）:
共用の基本的な方針、実施計画の認可（設置者理研及び登録機関）
戦略分野・目標、計算資源等リソース配分の考え方等の検討・決定
新たな戦略分野の提案等

戦略目標
連携推進会議戦略機関

・戦略分野における世界最高・戦略分野における世界最高水準の研究成果の創出
水準の研究成果の創出
・当該分野の研究をけん引す
・当該分野の研究をけん引する拠点の形成
る拠点の形成・次世代スパコンと他の計算・次世代スパコンと他の計算資源の効率的な利用資源の効率的な利用
・人材育成
・人材育成
・人的ネットワークの形成（研・人的ネットワークの形成（研究会、セミナー等の開催）
究会、セミナー等の開催）
・研究成果の普及
・研究成果の普及
・分野を超えた取組の推進
・分野を超えた取組の推進（機構と協力）（機構と協力）

一般的利用連携・協力

連携・協力

研究、人材育成等

技術、知見の提供

登録機関

利用者支援

大学、産業界関係機関間の連絡調整
関係機関間の連絡調整

・利用者選定業務（課題・利用者選定業務（課題選定、計算リソース配分、選定、計算リソース配分、業務の代行スペース配分）
スペース配分）
代行に必要・利用者支援業務（利用・利用者支援業務（利用なマシンタイ者への情報提供、利用者への情報提供、利用ムの提供、に関する相談・アプリに関する相談・アプリ
スペースのケーションのチューニン
ケーションのチューニン
貸与
グなど利用支援等）
グなど利用支援等）
・研究成果の公開や理・研究成果の公開や理
解増進活動
解増進活動
・ソフトウェアの管理と・ソフトウェアの管理とデータベース化
データベース化計算科学研究機構

・次世代スーパーコンピュータを維持管理、・次世代スーパーコンピュータを維持管理、高度化し、効果的かつ効率的に利用者に高度化し、効果的かつ効率的に利用者に供す
供す・共通基盤的な研究開発、分野融合研究、・共通基盤的な研究開発、分野融合研究、将来重要となる領域の開拓を行い、計算科
将来重要となる領域の開拓を行い、計算科
学及び計算機科学を先導学及び計算機科学を先導・理論研究者・実験研究者との密接な連携・理論研究者・実験研究者との密接な連携
・将来の計算科学技術を担う人材を育成
・将来の計算科学技術を担う人材を育成
・計算科学技術全体の戦略構想
・計算科学技術全体の戦略構想
・計算科学技術のコミュニティーの強化に貢・計算科学技術のコミュニティーの強化に貢献
献・産学の関係機関の協働を支援
・産学の関係機関の協働を支援
・国際研究拠点を構築
・国際研究拠点を構築
・戦略機関や登録機関からなる連携推進会
・戦略機関や登録機関からなる連携推進会
議の設置事務局
議の設置事務局・利用者懇談会の設置支援と連携・協力
・利用者懇談会の設置支援と連携・協力
産学連携のコーディネートに関して、関係機関・団体と連携して実施する。

計算科学研究機構のかたち（イメージ）
米 国

欧州
PRACEコンソーシアムのユーリッヒ研究センター等

オークリッジ国立研究所、イリノイ大学、ローレンス・バー
クレー大学等

予測する生命科学・医療及び創薬基盤

計算科学研究機構
防災・減災に資する
地球変動予測新物質・エネルギー
創成

大学情報基盤センター群

産業応用協議会、計算科学振興財団

計算機科学

企業

計算科学
次世代ものづくり

物質と宇宙の起源と構造

利用者懇談会
大学、研究所等

人材交流、技術協力