••••

東工大のスーパーコンピュータ2010年11月に稼働開始→第５位世界ランキング(TOP500)で第４位(*)
世界グリーンランキングで第３位(*)→第10位実働スパコンの中で世界一グリーン(*)(*) 2010年11月当時のランキング

TSUBAMETokyo-techSupercomputer &UBiquitouslyAccessibleMass-storageEnvironment

2011 Jun.

Ｑ１．スパコンって？
現在世界 No.1 スパコン日本の京コンピュータ

スーパーコンピュータその時代の通常のコンピュータに比べはるかに高度な計算能力（とくに非常に高速な計算能力）を持つコンピュータ

現在世界 No.2 スパコン中国 Tianhe-1A（天河）演算速度を比較してみると携帯0.6G FLOPS ?
パソコン50G FLOPSスパコン 100T ～ 10P FLOPS

2000倍～

注）1976年のスパコンは 0.16 G FLOPSＱ１．スパコンって？
現在世界 No.1 スパコン日本の京コンピュータ

スーパーコンピュータその時代の通常のコンピュータに比べはるかに高度な計算能力（とくに非常に高速な計算能力）を持つコンピュータ

現在世界 No.2 スパコン中国 Tianhe-1A（天河）データ記憶（ストレージ）が莫大！
パソコンスパコン

100G バイト10T バイト～

100倍～

TSUBAME2.0の場合11P バイト以上！

Ｑ１．スパコンって？
現在世界 No.1 スパコン日本の京コンピュータ

スーパーコンピュータその時代の通常のコンピュータに比べはるかに高度な計算能力（とくに非常に高速な計算能力）を持つコンピュータ

現在世界 No.2 スパコン中国 Tianhe-1A（天河）ネットワークが高速！
パソコンスパコン

100 M bps10 G bps

100倍～

TSUBAME2.0の場合80Gbps

スパコンスパコン「京」10.51PF (2011)

毎年約 2 倍のスピードアップ様々な工夫，技術革新の成果！

Japanese NLP>10PF(2012)

10PF

US >10PF(2011~12?)

TSUBAME ⇒TSUBAME 2.04年間で30-40倍

1PFBlueGene/L360TF(2005)

100TF

10TF

Earth Simulator40TF (2002)

TitechCampus Grid1TF

1.3TF

2002

KEK 59TFBG/L+SR11100

2004

2006

2008

2010

2012

TSUBAME1.0比で20倍以上の実電力性能比向上

Nov 2010 Green 500 List

軽量ノートブックよりも電力効率は良い。
燃費（ワット数当たりの計算）＜世界第３位！

実働スパコンの中で世界一グリーン

Green 500 指標 = Top500 Linpack Mflops/W

The Green500 list, June 2011

TSUBAME2.0 PUE = 1.2(Power Usage Effectiveness)グリーン世界一の秘密その１： GPU の本格導入

GPU (graphic processing unit)画面の制御のために開発された演算装置．多数の演算コアが並列処理を行う設計．
CPU よりちょっと劣るけど・・・1 GPU に 448 コアは使える！
この計算ノードが →約 1400 個CPU コア 1万 8 千GPU コア 189 万スパコンに導入したのはTSUBAME 1.0 が世界初

グリーン世界一の秘密その１： GPU の本格導入⇒ 高性能なのに省スペース ⇒ 省エネ

これ１つで地球シミュレータと同等の演算能力

スパコン本体は教室２つ分でＯＫグリーン世界一の秘密その２： 高密度実装・水冷キャビネット冷却• ラック内に熱交換システムを内蔵した密閉型水冷システム• 高密度な冷却が可能・ラックあたり最大35kW（世界最高）• 通常のデータセンターの10 倍!!
• ドア平開は自動化・加湿不要• 完全自動温度制御による最適な消費電力点の制御• 95% の熱を水冷で除去• ポリカーボネート製のドアにより大幅なノイズ削減

TSUBAME 2.0 システム概要

16TSUBAME2.0 ComputationalNodesTSUBAME2.0 計算ノードThin NodeMdedium Node

Fat Node17

TSUBAME 2.0 ノードアーキテクチャ

18

TSUBAME2.0 ネットワーク

19

TSUBAME 2.020

GPU M20502122

23

24

25

3月

4月

5月

6月

7月

8月

9月

4/8～計画停電時30%程度のほぼ運用停止縮退運用

4/25～75%程度の縮退運用

6/7～100%の運用再開

7/1～24ピークシフト運用

7/25～100%運用

9/25～通常運用

GSICで50%の電力削減

ピークシフト運用開始

緊急時強制停止キュー15%

TSUBAMEを利用するには（http://www.gsic.titech.ac.jp/tsubame）○ TSUBAME 共同利用○ 先端研究施設共用促進事業『みんなのスパコン』TSUBAMEによるペタスケールへの飛翔○ 学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点

• 東京工業大学 TSUBAME 2.0• 地球シミュレータ• 東京工業大学 TSUBAME 2.0• 地球シミュレータ• 京コンピュータ• HPCI 資源提供機関（7基盤センター、筑波大、東工大、地球シミュレータ）

300

250

200

150

100

50

0H19H20

H21

H22H23 前払いの従量制課金
 １口は 3,000 TSUBAMEポイント
 １ TSUBAMEポイントで Thin 計算ノードを１ 時間利用可能
 Thin 計算ノードは、2.93GHz 12CPUコア、メモリ54GB、GPU (Tesla M2050) 3基搭載

１口で計算できる量は？






1ノード×4ヵ月間連続使用4ノード×1ヵ月間連続使用1,000CPUコア並列×1日半100GPU並列×4日間1,000CPUコア並列×1h/day×36日間

共用促進事業の採択状況 （10月19日現在）－ トライアルユース 戦略分野利用推進５分野－ トライアルユース 新規利用拡大－ 産業利用（有償）延べ31件採択 （H23：5件）延べ28件採択 （H23：5件）述べ27件採択 （H23：9件）

H23H22H21H20トライアルユースに終了後、有償利用での継続利用に発展した課題複数あり課題種別応募数審査数採択数

戦略
分野利用推進実施数

実施数

実施数

実施数

H19実施数計算化学手法による創薬技術の開発

10

10

60

2 (2)

6 (5)

5 (4)

4

大規模流体－構造連成解析技術の開発

2220

1 (1)

2 (1)

1 (1)

1

シミュレーションによるナノ材料・加工・デバイス開発

13

13

13

7 (6)

10 (8)

10 (4)

4設定無社会基盤のリスク管理シミュレーションへのHPC応用技術の開発

7

7

7

2 (1)

3 (3)

6 (4)

4

設定無アクセラレータ利用技術の推進

3

3

3

30

設定無設定無設定無新規利用拡大

28

28

28

5

65

66

トライアルユース小計

63

63

59

17 (7)

22 (14)29 (14)20 (5)

11

成果公開

14

14

14

5

6

3設定無設定無成果非公開

13

13

13

4

7

290

90

86

26 (7)

35 (14)34 (14)20 (5)

11産業利用（有償）合計（平成23年10月19日現在）（カッコ内は内数で継続課題数） 大学・独立行政法人等の研究機関等の保有する先端研究施設の共用を促進し、基礎研究からイノベーション創出に至るまでの科学技術活動全般の高度化を図るとともに国の研究開発投資の効率化を図るため、文部科学省が平成21年度から開始した事業であり、平成23年度は全国30の施設を採択し事業を実施。
 東京工業大学のTSUBAMEは、本事業の前身である平成19年度に文部科学省が開始した先端研究施設共用イノベーション創出事業【産業戦略利用】制度より採択されたのを始まりに、既に5年にわたり、本学の計算機資源を、文部科学省の補助を得て先進的企業に提供。

http://kyoyonavi.mext.go.jp/ 計算化学手法による創薬技術の開発 大規模流体－構造連成解析技術の開発 シミュレーションによるナノ材料・加工・デバイス開発 社会基盤のリスク管理シミュレーションへのHPC応用技術の開発 アクセラレータ利用技術の推進 （平成22年度より新設）• TSUBAMEに搭載されたGPGPU等の非常に多数の演算器を持ったアクセラレータを利用する技術、新アルゴリズム開発、アクセラレータコードのチューニングや応用分野の開拓に取り組む課題等の採択を目指します。

（利用は年度末まで）

 TSUBAME上でこれまで実施されたことがないHPC分野の利用課題のみならず、従来のHPCでは試みられなかった用途の開拓を目指します。

40

公募説明会公募締切り採択通知利用開始

平成23年12月20日、平成24年 1月17日平成24年 2月10日平成24年 3月30日平成24年 4月 9日

公募説明会公募締切り採択通知利用開始

平成24年 6月下旬、 7月上旬平成24年 8月10日平成24年 9月28日平成24年10月 9日

当月15日締切りで翌々月月初より利用可能課題区分

課題名

企業名

1

計算創薬

巨大生体分子の非経験的分子軌道法による設計指針構築 株式会社 三菱化学 科学技術研究センター

2

計算創薬

タンパク質一次構造の網羅的解析による創薬技術の開発

ライフィクス株式会社

3

計算創薬

コンピュータ支援によるポリアミン誘導体医薬品の開発

株式会社 アミンファーマ研究所

4

計算創薬CONFLEXを用いた配座探索および結晶多形解析

コンフレックス株式会社

5

流体構造

電磁場中大規模粉体挙動シミュレーションによる電子写真設計プロセス革新

株式会社 リコー 研究開発本部 基盤技術研究所解析シミュレーションセンター

6

新規拡大

銀行業・保険業におけるALM（Asset Liability Management）ニューメリカルテクノロジーズ株式会社システムの開発

7

新規拡大

大規模分散検索エンジン製品の開発

ビジネスサーチテクノロジ株式会社

8

新規拡大

ワイドギャップナノ構造体精密加工のシミュレーション

日本電気株式会社 R&Dユニット 中央研究所ナノエレクトロニクス研究所

9

新規拡大

機能性無機材料の光学的電子的物性と構造設計の研究

住友化学株式会社 筑波研究所

10

新規拡大

混相流シミュレーションコードの並列拡張性能の評価

株式会社 計算流体力学研究所 混相流解析グループ

11

新規拡大

高層ビルの大規模耐震構造解析

株式会社 アライドエンジニアリングADVC事業部

課題区分

課題名

企業名富士通株式会社 バイオIT事業開発本部バイオケミカルプロジェクト室日本電気株式会社 R&Dユニット 中央研究所ナノエレクトロニクス研究所

1

計算創薬

タンパク質－化合物間の高精度結合自由エネルギー計算

2

ナノシム

ナノ炭素、ナノ窒化ホウ素の制御された加工方法を探るシミュレーション3ナノシム

ナノ構造設計に基づく機能性無機材料の開発

住友化学株式会社 筑波研究所

4

ナノシム

新規材料開発のための、オーダーＮ法による金属酸化物表面の第一原理シミュレーション

5

ナノシム

希土類永久磁石材料の磁気特性解析

6

社会基盤

高層ビルの大規模非線形地震応答解析

7

社会基盤

日本全国の地震災害リスク評価

アクセルリス株式会社モデリングシミュレーション部株式会社 日立製作所 基礎研究所ナノ材料・デバイスラボN07ユニット株式会社 アライドエンジニアリングADVC事業部東京海上日動リスクコンサルティング株式会社自然災害リスクグループ

8

社会基盤

大規模ALMシミュレーションへのHPC技術の適用

9

社会基盤

10

新規拡大

11

新規拡大

12

新規拡大

13

新規拡大

遷移金属錯体触媒を用いたC-Cカップリング反応メカニズムの理論研究

住友化学株式会社 有機合成研究所

14

新規拡大

生体高分子用シミュレーションソフトウェアDS CHARMmの大規模系における並列性能評価

サイエンス・テクノロジー・システムズ株式会社

15

新規拡大

淡水レンズ再現計算モデルの試作株式会社 計算力学研究センター 第二技術部

ニューメリカルテクノロジーズ株式会社

大規模空間での高い周波数におけるアンテナ伝播・電磁界シミュレーショ アジレント・テクノロジー株式会社
ンEDAアプリケーションエンジニアリングブランドダイアログ株式会社3D CGレンダリング及び動画エンコーディングの分散処理技術の開発グリッディ事業部ＦＤＫ株式会社技術開発本部 先進技術開発部環境調和型熱電半導体の材料設計ＣＡＥ開発課3次元圧縮性流体コードによる高精度混相流シミュレーションコード超並列 株式会社 計算流体力学研究所高速化混相流解析グループ

課題区分

課題名

企業名

拡張アンサンブルシミュレーションによるタンパク質とリガンドの結合構造予測法の開発流体構造連成シミュレーションによるターボ機械流体関連振動解析技術の実用化

武田薬品工業株式会社 医薬研究本部探索研究センター株式会社 荏原製作所 開発統括部 技術開発室（採択時：株式会社 荏原総合研究所 機械研究室）

ナノシム

遷移金属錯体触媒を用いたカップリング反応メカニズムの理論研究

住友化学株式会社 有機合成研究所

4

ナノシム

機能性有機分子の安定性に関する最適化設計の研究

太陽誘電株式会社 開発研究所 技術企画統括部

5

ナノシム

排ガス浄化触媒材料開発における第一原理シミュレーション

日産自動車株式会社

6

ナノシム

酸化物分散強化鋼の密度汎関数理論による界面エネルギー計算

株式会社 コベルコ科研

7

ナノシム

リチウムイオン二次電池正極の材料設計

アドバンスソフト株式会社

8

ナノシム

鋼材強化に資する微細析出物成長の計算機シミュレーション

新日本製鐵株式会社

9

社会基盤

淡水レンズ再現・予測計算ツールの整備株式会社 計算力学研究センター 第二技術部

10

社会基盤

アジアモンスーン地域の津波・高潮メガリスクに関する防災シミュレーション

日本工営株式会社

11

新規拡大

複数車体の移動を考慮した電着塗装シミュレーション技術の開発

株式会社 ディライト

12

新規拡大

素反応過程を考慮した燃焼のシミュレーション技術の開発

株式会社 爆発研究所

13

新規拡大

新概念による大規模並列電磁界解析技術研究

ソニー株式会社14

新規拡大

One to One データマイニングシステムの開発と評価

ソフィア総合研究所株式会社

15

新規拡大

進化的映像符号化の高度並列シミュレーション

日本電信電話株式会社 NTTサイバースペース研究所

1

計算創薬

2

流体構造

3

課題区分

課題名

企業名

1

ナノシム

Li-グラファイト層間化合物のステージ構造変化に関するハイブリッド量子古典シミュレーション株式会社 豊田中央研究所

2

ナノシム

強誘電体電子材料の電子物性発現に関わるナノレベル構造設計シミュレーション

太陽誘電株式会社

3

新規拡大

分子動力学計算ソフトウェアNAMDのGPGPU大規模並列環株式会社 フィアラックス境における性能評価

4

新規拡大

建築物の室内外環境の連成解析とその高速化技術の開発 清水建設株式会社

5

新規拡大

進化的映像符号化の高度並列シミュレーション

6

新規拡大

移流/抵抗/放電を考慮した 3 次元電界計算の電子写真設株式会社 リコー計への適用

7

新規拡大

素反応過程を考慮した燃焼のシミュレーション技術の開発

株式会社 爆発研究所

8

新規拡大

GaussianとGAMESSの実行を支援するGUIソフトの開発

株式会社 テンキューブ研究所

日本電信電話株式会社NTTサイバースペース研究所

課題区分

課題名

企業名

1

ナノシム

量子化学計算を活用した企業研究の効率化

出光興産株式会社 先進技術研究所

2

社会基盤

大規模地震における強震動評価と屋内収容物の被害評価

株式会社 構造計画研究所 防災ソリューション部

3

アクセラ

メソ構造を持つ高分子材料のマルチスケール・シミュレーション

日本ゼオン株式会社 総合開発センター

4

アクセラ

衛生陶器設計のための並列GPGPU気液二相流シミュレーション

ＴＯＴＯ株式会社 技術開発センター

5

アクセラ

大規模三次元電磁界シミュレーションのトンネルモデルへの株式会社 構造計画研究所 情報・通信事業企画部適用

6

新規拡大

ＰＣクラスタミドルウェア「HarmonyCalc」の、TSUBAMEでの動作実証実験

7

新規拡大

個別要素法を用いた粉末充填シミュレーションプログラムの住友電気工業株式会社並列化とその評価

8

新規拡大

建築物の室内外環境の連成解析とその高速化技術の開発 清水建設株式会社

9

新規拡大

移流/抵抗/放電を考慮した3次元電界計算の電子写真設計への適用

株式会社 リコー

10

新規拡大

GaussianとGAMESSの実行を支援するGUIソフトの開発

株式会社 テンキューブ研究所

株式会社 イマジオム

採択年度

H21

H22

H23

申請課題名

所属機関

CUDAを用いたGPUによるフラグメント分子軌道法の高速化(非公開)天然光合成の動作メカニズムに関する理論的研究(非公開)NuFD/FrontFlow Redの評価(非公開)天然光合成の動作メカニズムに関する理論的研究理論計算に基づく有機半導体材料の開発大規模流体解析ソフトの開発(非公開)分子シミュレーションによる高分子中の水と低分子拡散挙動の研究(非公開)超大規模三次元高周波電磁界シミュレーションへのGPUクラスター適用検証複雑地形CFD シミュレーションコードの高度化のための研究(非公開)(非公開)(非公開)(非公開)拡張アンサンブルシミュレーションによるタンパク質とリガンドの結合構造予測法の開発理論計算に基づく有機半導体材料の開発高分子中における低分子拡散挙動のシミュレーション(非公開)(非公開)(非公開)鋼材強化に資する微細析出物成長制御のための計算機シミ ュレーション（非公開）超大規模三次元高周波電磁界シミュレーションへのGPUクラスター適用検証株式会社 クロスアビリティコニカミノルタテクノロジーセンター株式会社株式会社 地球快適化インスティテュート富士フイルム株式会社株式会社 数値フローデザイン株式会社 ブリヂストン株式会社 地球快適化インスティテュート住友化学株式会社 筑波研究所住友ゴム工業株式会社コニカミノルタテクノロジーセンター株式会社日東電工株式会社日東電工株式会社株式会社 エーイーティー株式会社 数値フローデザイン株式会社 日立製作所株式会社 リコー株式会社 リコー株式会社 ブリヂストン武田薬品工業株式会社住友化学株式会社 筑波研究所日東電工株式会社コニカミノルタテクノロジーセンター株式会社株式会社 リコー日東電工株式会社新日本製鐵株式会社富士通アドバンスドテクノロジー株式会社株式会社 エーイーティー

東京工業大学・学術国際情報センターの中の研究会活動活動内容：・月に一度の CUDA 講習会・2～3ヵ月毎にセミナー・国際ワークショップ・年一回シンポジウム・ML を通じた情報交換

東工大の教員・学生だけでなく、他大学・研究機関、民間企業の方も参加（入会）可能。 基本的に無料。
http://gpu-computing.gsic.titech.ac.jp/49

• 学術国際情報センター内に共同利用推進室を設置– 室長：佐伯元司 （事業代表／センター長）– 室長代理：青木尊之 （副センター長）– 施設共用技術指導研究員・支援員：2名– 共用促進リエゾン：2名– 共同利用推進室員：4名• 契約事務：研究推進部情報基盤課• 他、必要に応じて東工大教員・研究員の支援• 共同研究契約が必要になった場合は産学連携本部