SC10 参加報告
實本英之

中島研吾

片桐孝洋

吉廣保

大島聡史

鴨志田良和

東京大学情報基盤センター
東京大学情報基盤センタースーパーコンピューティング研究部門の教職員が、2010 年 11 月 13日から 19 日まで、アメリカのルイジアナ州ニューオリンズにて開催された SC10 (InternationalConference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis) に参加した。
本会議は、高性能計算 (HPC) 分野では著名な国際会議であると共に、様々な情報技術関連企業の技術展示会でもある。本稿はその参加報告である。

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はじめに
2005 年 8 月のハリケーン・カトリーナにより、陸上面積の 8 割が水没、また 2010 年 4 月にはメキシコ湾原油流出事故と近年大きな不幸に見舞われたニューオリンズだが、本会議の開催地付近は被害も少なく、被災の影を感じさせない賑やかな雰囲気であった。元来はフランス領として設立されたこともあり、あまりアメリカを感じさせない食文化で、米を利用した郷土料理等が非常においしく、快適に過ごすことができた。
会 場 で あ る Ernest N. Morial Convention Center (ENMCC) は ミ シ シ ッ ピ 川 沿 い に あ る 非 常に広大なコンベンションセンターで、本会議以外にも医療関係の大規模な会議が同時に行われて い た 。本 会 議 は 非 常 に 大 規 模 な 会 議 で あ り 、一 カ 所 に 他 の 会 議 が 同 居 す る こ と は 珍 し い ため、多くの参加者が戸惑いや驚きを感じた様であった。特に各主要ホテルと会場を結ぶシャトルバスに関しては、他会議の手配したバスに便乗した者も居たようである。
本年度の研究発表は Climate Simulation(気候シミュレーション), Heterogeneous Computing(非均一環境における計算), Data Intensive Computing(データ駆動型計算) を柱として進められた。
企業展示の方でも、Heterogeneous Computing の典型でもある GPU を扱う NVIDIA 社を始め、
広帯域ネットワークである Inﬁniband を扱う Mellanox 社、Voltaire 社といった近年のトレンドを反映した展示が目立っていた。Climate Simulation に関してはやはりハリケーン・カトリーナの影響も考えた選考だったのかもしれず、高性能計算分野が科学技術の発展だけでなく多くの人々にとって身近な分野まで、大きな役割を果たすことを強く意識させた。

2SC-XY について
本会議は以前は Supercomputing-XY(XY:開催年) という名称で、1988 年フロリダ州オーラン

ド で 第 1 回 が 開 催 さ れ て か ら 、毎 年 11 月 に ア メ リ カ 各 地 を 転 々 と し な が ら 開 催 さ れ て い る 。

SC-XY という名前に変わったのは 1997 年で、Supercomputing-88 から数えて、今回で 23 回目の開催である。
会議は、毎朝行われる基調講演や、最大 2 並列で進む研究発表、今後のトレンドを占う BoF(Birdsof a Feather:特定のトピックを定めた小規模集会) やパネル討論、主要技術の利用を助けるチュートリアルなどで構成されている。
また、企業や各種研究機関による、最新の製品、技術の展示発表も注目すべき内容である。
先にも述べたとおり、NVIDIA 社 GPU をはじめとするアクセラレータ系の展示が盛況で、会場

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図1

ブース全景とプレゼンテーションのほとんどのブースにアクセラレータに関わる何らかの内容が合ったように感じられた (図 2 右写真の右隅に NVIDIA のブースが写っている、遠目にも大盛況である)。しかしながら、数年前より続く、世界的不況の流れもあってか、挑戦的な製品の実物展示は少なく、現在は理論設計を堅実に行い、景気復調を待っているかのようなもどかしさも感じられた。
更に本年度の特徴としては、広大な会場を利用した会議スペースの設置があげられる。各企業のブース内への設置はもちろん、会議スペースのみを集めた区画内に複数のブースを確保している企業も少なくなかった。参加団体数は企業 187 件、研究機関 144 件と、総数としては昨年
度より 1 割程度増加している。

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東京大学情報基盤センターによる展示
東京大学情報基盤センターは昨年に引き続き、T2K オープンスパコンを導入した筑波大学、京 都 大 学 と 協 力 し て「T2K Open Supercomputer Alliance」と い う 名 で ブ ー ス 出 展 を 行 っ た 。
（東大版の T2K オープンスパコンは「HA8000 クラスタシステム」のシステム名でサービス提供中である。）
本ブースでは T2K 連携の一環として進めている e-Science プロジェクトについての展示発表を行った。このプロジェクトは小規模な PC クラスタから大規模なスパコンまで様々な規模・種類のスーパーコンピュータで共通に使用できるソフトウェア基盤の確立を目指すプロジェクトである。
今回の展示ではポスターの掲示、紹介ビデオの上映、資料の配付と様々な形式での展示発表を行った。さらに展示期間中の毎日１回ずつ、プロジェクトについてのショートプレゼンテーションも実施した。多くの来場者に興味を持っていただいた。

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基調講演・招待講演
基調講演は How to Create New Growth in a Risk-Minimizing Environment と題し、Harvard

Business School の Clayton M. Christensen 氏 が 行 っ た 。テ ー マ は Disruptive Technology (破 壊的技術) と言うもので、後に調べたところビジネス業界では非常に一般的な概念であるらしく、現在の価値基準では利点のない技術だが、別の価値基準内においては利点を示す技術を示す。

2図2

来場者へ研究内容を説明する教員

図3

T2K ブース集合写真

例としては、アメリカの鉄鋼会社、ベスへレム・スチール社の凋落があげられた。この鉄鋼業者はアメリカ軍向けの装甲板や砲弾、造船などを請け負っており、巨大な炉を生かして大規模な構造材を供給することができた。しかし、小規模だが高効率に構造材を作成できる小さな電炉をもった複数の業者により、市場のニーズが軽量で安価な低層建造物へと移ってしまった
為にベスヘレム・スチール社の得意とする大規模構造材の需要が無くなり衰退への道をたどることになってしまった（図 4 左 ”Little boys beat giants by disruption”)。ここにおける、小さな電炉による高効率な構造材作成が破壊的技術に当たる。この結果、市場に破壊的イノベーションであるトレンドの変更が起こり、従来の技術が不利になってしまったということになる。また、そのほかにも技術革新による安価な製品の供給により、利益率が下がり、経営悪化を招いた例なども紹介されていた。
このような破壊的イノベーションは従来技術による競争が激しくなりすぎた時に大きな影響を与えるとのこと。Harvard Business School では、激化する競争に打ち勝つ為に様々な利益率向上の手法を教えるが、その通りに経営を行うと必ず失敗してしまうと氏は言う。例としてアウトソーシングによる利益率の上昇を例に挙げ、大企業がアウトソーシングするために下請けの小企業に技術供与をしていく過程で、技術力のついた小企業が大企業の市場を奪ってしまうことを示した。利益率という価値に踊らされている間に、大企業の技術と自社開発により技術3

図4

基調講演・招待講演の模様

革新を成し遂げた小企業に企業としてのブランドまで奪われてしまうことになってしまう（会場では大きな笑い声が起こっていたがあまり笑えない状況である）。
本講演は、どちらかというと高性能計算とは少し離れた分野であり、また、研究者という技術の向上を常に目指すという立場では、いまいちピンとこない感覚を受けたが、後々調べてみると、非常に面白い話であった。
以 上 の 基 調 講 演 の 他 に も 、Heterogeneous Computing, Climate Simulation, Data IntensiveComputing に つ い て の 招 待 講 演 が 行 わ れ て い た 。特 に 今 回 の 会 議 全 般 に わ た り 目 立 っ て いた Heterogeneous Computing については、NVIDIA の Bill Dally 氏による GPU Computing: To

Exascale and Beyond というものであった。この中では NVIDIA による GPU Computing の戦略 が 述 べ ら れ 、2018 年 ま で に エ ク サ フ ロ ッ プ ス 級 シ ス テ ム を 実 現 す る と の こ と で あ っ た 。これの障壁として、電力問題は特に丁寧に説明されており、GPU は現時点でも省電力ではあるが、今の GPU より 10 倍以上の電力性能比を実現しなければ成らないとのこと。そのためには、ハードウェア側だけでなくソフトウェアの記述を行うプログラマとの協調が必要であるとまとめられた。
そ の 他 、Climate Simulation に 関 し て は UK Meteorological Oﬃce の Terry Davies 氏 に よ る

Climate Prediction and Research: The Next 20 years、Data Intensive Computing に 関 し て はCERN の Bob Jones 氏による Building Cyber-Infrastructure for Data Intensive Science が講演された。

5TOP 500 / Green 500
Top500 List (http://www.top500.org) は、世界のスーパーコンピュータの性能を、LINPACKという、係数行列が密行列の連立一次方程式を解くベンチマークの処理速度によって競うものである。1993 年の開始以来、6 月にヨーロッパで行われる会議である ISC と、本会議 SC にて年 2回の更新を続けている。今年の 1 位は昨年の SC にて 5 位に入賞していた中国 Teanjin の National

Supercomputing Center が 保 有 す る Tianhe-1(天 河 一 号) の 改 良 機 で あ る Tianhe-1A(天 河 一 号A) で 2.566PFLOPS となった。そのほかにも、今年 6 月の ISC で 2 位にランクインしていた中国Shenzhen の National Supercomputing Center が保有する Nebulae(星雲) 1.271PFLOPS も 3 位4

に残っており、技術力の向上を見せつけた。前回は TOP20 からも閉め出されていた状態の日本のシステムだが、今回は東京工業大学の TSUBAME2.0 が 1.192PFLOPS と 4 位にランクインした。結果として、TOP4 のうち、3 つをアジア勢が占めることとなった。2 位はアメリカ Oak

Ridge National Laboratory の Jaguar で初お目見えから 1 年たった今も上位に残り続けている。
アジア勢の大躍進の影には、NVIDIA の GPU があり、今後も省電力なマイクロコアアーキテクチャによる流れは続いていくと考えられる。
ま た 、TOP500 の 結 果 か ら 、電 力 当 た り の LINPACK 性 能 を 比 較 し た ラ ン キ ン グ と し てGreen500(http://www.green500.org) がある。日本では国立天文台の GRAPE-DR が 2+ 位、東京工業大学の TSUBAME2.0 が 2 位と大躍進であった (どうも、SC10 の時点では Green500 側に不手際 が あ っ た ら し く GRAPE-DR が 含 ま れ て い な か っ た 。2+ 位 と さ れ て い る の は こ の た め で ある)。また、幾つかのシステムには特別賞が与えられた。特に TSUBAME2.0 は、上位陣の中では桁外れに大規模なシステムであり、TOP500、Green500 双方で 10 位以内に入っているものは他にはなかった。1 位の Blue Gene/Q prototype, 2 位の GRAPE-DR をのぞき、上位 10 位のマシンは GPU, Cell BE 等のコモディティなマイクロコアアーキテクチャを利用していた。つまり、個人 PC から、大規模スーパーコンピュータまでの多くの環境で、この低電力・高並列アーキテクチャが即実戦投入可能になっていることがわかる。
各種特別賞• IBM BlueGene/Q, the ”Greenest Supercomputer in the World”• GRAPE-DR, the ”Greenest Exotic Supercomputer in the World”• Tsubame 2.0, the ”Greenest Production Supercomputer in the World”• EcoG, the ”Greenest Self-Built Supercomputer in the World”
Top500/Green500 以外にも、大規模シミュレーションの実効性能を競う Gordon Bell Award や、HPC のアーキテクチャやハードウェアでの活動に与えられる Seymour Cray Award。HPC アプリケーションに与えられる Sidney Frenbach Award 等の表彰が行われた。日本からも、長崎大学の濱田剛氏、理化学研究所の似鳥啓吾氏による 190 TFlops Astrophysical N-body Simulation

on a Cluster of GPUs が Honorable mention performance を受けていた。

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おわりに来年の SC11 はワシントン州シアトルで 11 月 12 日から 18 日の日程で開かれる予定である。シアトルは Microsoft のお膝元であり、2005 年の SC05 もここで開催されている。当時は Microsoft会長であるビル・ゲイツ氏の基調講演があり、同社の大変豪華な企業展示が行われていた。もしかすると来年は、Microsoft 最高責任者スティーブ・バルマー氏あたりが基調講演を行うかもしれない。気になる方は是非来年参加してみてはいかがだろうか。

5表 1 TOP500 List 上位 10 位Rank

Site / Computer

RmaxCountry

1

National Supercomputing Center in Tianjin

2566

China

1759

United States

1271

China

1192

Japan

1054

United States

1050

France1042

United States

831.7

United States

825.5

Germany

816.6

United States

Tianhe-1A - NUDT TH MPP, X5670 2.93Ghz 6C,
NVIDIA GPU, FT-1000 8C / 2010 NUDT
2

DOE/SC/Oak Ridge National Laboratory
Jaguar - Cray XT5-HE Opteron 6-core 2.6 GHz / 2009
Cray Inc.

3

National Supercomputing Centre in Shenzhen (NSCS)
Nebulae - Dawning TC3600 Blade, Intel X5650, NVidia
Tesla C2050 GPU / 2010 Dawning

4GSIC Center, Tokyo Institute of Technology
TSUBAME 2.0 - HP ProLiant SL390s G7 Xeon 6C X5670,
Nvidia GPU, Linux/Windows / 2010 NEC/HP

5

DOE/SC/LBNL/NERSC
Hopper - Cray XE6 12-core 2.1 GHz / 2010 Cray Inc.

6Commissariat a l’Energie Atomique (CEA)
Tera-100 - Bull bullx super-node S6010/S6030 / 2010 BullSA7

DOE/NNSA/LANL
Roadrunner - BladeCenter QS22/LS21 Cluster, PowerXCell 8i 3.2 Ghz / Opteron DC 1.8 GHz, Voltaire Inﬁniband/ 2009 IBM8National Institute for Computational Sciences/Universityof Tennessee
Kraken XT5 - Cray XT5-HE Opteron 6-core 2.6 GHz /2009 Cray Inc.

9Forschungszentrum Juelich (FZJ)
JUGENE - Blue Gene/P Solution / 2009 IBM

10DOE/NNSA/LANL/SNL
Cielo - Cray XE6 8-core 2.4 GHz / 2010 Cray Inc.

6

表 2 Green500 List 上位 10 位

RANKSite / Computer

MFLOPS/W

Total Power (kW)1IBM Thomas J. Watson Research Center

1684.238.8

1448.03

24.59

958.351243.8933.0636828.6757.96

773.3857.54

773.3857.54

773.3857.54

740.78385

677.12

94.4

636.36117.15

NNSA/SC Blue Gene/Q Prototype2+

National Astronomical Observatory of JapanGRAPE-DR accelerator Cluster, Inﬁniband

2GSIC Center, Tokyo Institute of Technology
HP ProLiant SL390s G7 Xeon 6C X5670,
Nvidia GPU, Linux/Windows

3NCSA
Hybrid Cluster Core i3 2.93Ghz Dual Core,NVIDIA C2050, Inﬁniband

4

RIKEN Advanced Institute for Computational
Science
K computer, SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, Tofuinterconnect

5

Universitaet Wuppertal
QPACE SFB TR Cluster, PowerXCell 8i, 3.2
GHz, 3D-Torus

5

Universitaet Regensburg
QPACE SFB TR Cluster, PowerXCell 8i, 3.2
GHz, 3D-Torus

5Forschungszentrum Juelich (FZJ)QPACE SFB TR Cluster, PowerXCell 8i, 3.2GHz, 3D-Torus

8Universitaet Frankfurt
Supermicro Cluster, QC Opteron 2.1 GHz,ATI Radeon GPU, Inﬁniband

9Georgia Institute of Technology
HP ProLiant SL390s G7 Xeon 6C X5660
2.8Ghz, nVidia Fermi, Inﬁniband QDR

10National Institute for Environmental Studies
GOSAT

Research

Computation

Facility,nvidia

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