みずほリサーチ＆テクノロジーズ技報 Vol.2 No.1

第 3 の科学，研究開発など雑感
技術・事業開発本部兼サイエンスソリューション部

業務推進役

池田 基久
1 半導体の進化と計算性能

3 多様化するニーズへの対応「ムーアの法則」を以前ほど聞かなくなった．ムー

我々が会員であるスーパーコンピューティング技

アの法則は，1965 年にゴードン・ムーアが発表した

術産業応用協議会（産応協）の 2021 年度提言 1)にお「半導体のトランジスタ集積率は 18 ヶ月で 2 倍にないて，専用機開発を要望する声がある．筆者は，提言る」という法則である．半導体のトランジスタ集積率取り纏めに携わったことから，提言書に至る過程では，法則に則ったペースで進化していたが，2010 年この考え方に触れている．専用機と言う考え方は，以代後半になるとそのペースは鈍化し，同時にクロッ前より根強くあるが，近年の AI，機械学習の進展にク周波数の鈍化も見られるようになった．

伴う，専用機（専用チップ）開発が盛んなこともあり，半導体の進化は，社会に大きな変化をもたらしてスパコン「富岳」のような大規模並列を主とするものいる事は今更言うまでもないが，計算性能も飛躍的だけでは，流体，構造，AI・機械学習，分子計算や複進化を遂げ，科学計算をはじめとする多くのソフト合的な計算など多様化するニーズに対応できないのウエアが高速に動作するという恩恵を受けてきた．

ではないかといった考え方がベースになっている．

一方で GPU に代表される新たなデバイスの進化や大規模並列を主とするスパコンの他，専用機上で量子コンピュータの出現により，計算機環境は新た将来的なニーズを先取りしたアプリケーションを研な局面を迎えたようにも思える．

究開発し，その成果を企業が利用することで産業競争力の強化を実現したいという考え方である．量子コンピュータもその延長線上にあるのではないかと

2 第３の科学の多様化と転換考えられる．量子コンピュータも万能ではなく，得手，我々は 50 年近く「第 3 の科学」と呼ばれる科学計不得手がある．専用計算機を超高速ネットワークな算，数値シミュレーションなどの計算科学を生業とどで結合することで，大規模並列，時間発展，AI・機しており，計算機の進化には非常に高い関心をもち， 械学習，量子コンピュータなど一大スパコン群をク
省トランジスタを実現するプログラミングなどを駆 ラウドなどの利用形態で，計算機を意識せずに使え使し，大規模化，複雑化するシミュレーションニーズる環境が望ましいと考えている．に応えてきている．
ムーアの法則の鈍化に対応するため，省トランジ

4 研究開発の方向性スタを実現するシミュレーションソフトウエアの研究開発は益々重要になるであろうし，科学計算のみ

我々は，国策スパコン搭載のアプリケーション研

ならずビジネス系のソフトウエアなども，省トラン究開発に長年携わっているが，これらは産業界の研ジスタを実現するため，アルゴリズムの見直し，工夫究開発用として利用されるに留まり，製品などの設などによる変革が重要になるのではないだろうか．

計・製造などに資するシミュレーションとは一線を我々が携わる計算科学は，国立研究開発法人，大学， 画している印象である．企業は研究開発用と実務利
民間企業の研究開発，設計製造に関するエンジニア用のシミュレーションは別物として考えているよう

リング領域など多岐に渡り，近年，特に複雑化，多様にも思える．我々のように前者，後者に携わっている化が進んでおり，汎用アプリケーション（市販，OSSと，多様化するニーズに応えるには，その垣根を越え（Open Source Software））では対応ができず，独自のることが重要であることを強く実感する．実務で用機能を研究開発，実装するといった傾向が強くなっいられるアプリケーションは海外製の市販あるいはている．

OSS が大半であることから，経済安全保障の観点での危機感の声も聞こえ始めている．

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また，我々は数年前より量子コンピュータの活用

融グループにおける研究開発はあまり認知されてお研究にも着手しており，幸いなことに学術的にも評らず，それは前述の研究開発成果の反応にも表れて価を受ける研究成果を得ている．これは金融市場予おり，欧米と国内の研究開発に対する考え方の差を測などで用いられるシミュレーションで計算時間の強く実感する．世の中が大きく変化し，多様化，複雑ボトルネックとなるモンテカルロ法について非常に化が進む中で，金融グループも研究開発を進め，世に効率的に少コストで高速に計算する方法であり，こ発信し，研究開発成果を広く普及することが求めらの成果は，欧米の金融機関や研究者から日本の金融れようになるのではないだろうか．

グループからこのような研究成果が出るとは思って欧米の金融機関などは IT 企業並みに変革していくいなかったと驚きをもって賞賛のコメントを多数いことを重視しており，国内でも IT 人材を増やしていただいている．

く方向性を打ち出す企業もある．IT 技術をはじめとスパコン，PC クラスタ，GPU，量子コンピュータする技術の研究開発を含めた革新に手を打つため舵などそれぞれの得意領域を活かしつつ，半導体に頼を切り始めたと理解できる．今や業態を問わず，ビジり過ぎないシミュレーションの研究開発はこれからネス革新，技術革新を実現するための研究開発は必非常に重要となってくる．

須な状況になると考える．ただし，忘れてはならないのが技術は 1 日にして成らずということである．一般に研究開発の成果は数年から 10 年単位で得られる5 計算科学の重要性ことが知られている．しかし，短期間での成果を求め，計算科学は，気候変動予測，気象予測，災害予測，道半ばで断念し，結果として他者に遅れをとる，競争安全対策などの社会課題から，自動車，製薬，建設な力が低下するというような結果になることもある．

どほぼ全ての分野で使われており，なくてはならな研究開発は，その過程で得られる副次的な成果やいものになっているが，一般的な認知度は低い．なぜ発見もあり，それらが思わぬ成果を導くこともある．

なら，高度な数理的知識や計算科学，計算機科学に精技術や研究開発を適切に理解する社会環境，企業風

通し，利用される場面の専門的な知識や背景まで理土を醸成することが欧米などとの価値観の差を埋め，解する必要があり，簡単に認知できないが故である． 日本発のビジネス革新，技術革新が実現していくの我々が生活していく中で計算科学を意識することは ではないだろうか．
ほぼ無いが，製品や交通，電気，ガス，水道などのインフラなどが生活に届くまでには，数多くの計算科

7 おわりに学が利用されている．
計算科学は，実験代替，実験不可な現象再現，現象計算科学と計算機科学は一心同体と言っても過言理解など現実的な物理現象をコンピュータ上でバーではなく，計算科学へのニーズは多様化，複雑化し，チャルかつ低コストで実現することを主に，大気，海それを実現するためには，数値シミュレーションの洋循環のようなマクロスケールから分子・原子のミ研究開発が非常に重要となる．計算科学も計算機科

クロスケール，危険を伴う現象，製造プロセスにおけ学と同様，ニーズにマッチする技術革新が求められ，る実験・計測の簡素化など革新的な技術として利用

それらの研究開発成果が SX，DX の原動力となり，されている．

日本の国際競争力強化につながっていくものと確信

近年のサステナビリティ（SX），デジタルランスフしており，業態を問わず研究開発力の強化がそれらォーメーション（DX），メタバース，デジタルツインを支えていくと感じる今日この頃である．と言った概念を実現するためには，計算科学による様々な予測あるいは現象理解，安全性評価など様々

引 用 文 献な場面で強力な推進技術として必ず必要とされるこ

1) スーパーコンピューティング技術産業応用協議会.:
http://www.icscp.jp/wp-content/uploads/2022/06/f6a19c5521a82afc
b91c9eec6b8e8427.pdfとは言うまでもない．

6 研究開発の重要性
当社は，金融グループに属しているが，一般的に金2