スーパーコンピュータ技術史
ハードウエア・チューニングにおいては、データフロー型の設計が将来的に復活し、データオリエンテッドな設計がシステムを構築する上で重要な課題である。これは既に1970年代に提唱された手法であるが、データフロー型ハードウエア技術が成熟を遂げたのは1980年代である。しかし、多目的なソフトウエア開発が行われなかったことによって、一時期のブームに終わってしまった(なお、画像処理プロセッサ(グラフィックボード)等の専用プロセッサとして、そのアーキテクチャーは継承された)。
一方、ソフトウエア手法においては、データ主導型の設計が主流を占めたのは1990年代に入ってであり、ハードウェアのデータフロー型設計に準じた構造をなすには、資料の蓄積、技術の蓄積(成熟化)が必要であった。 これからの10年においては、システム構築に際しては、大規模データ処理技術としてのデータ駆動型の設計及び、計算主導型の設計として、PE(Processor Element)のトポロジー設計が重要になると思われる。これは、現在主流のスカラ型システム及びベクトル型システムの根幹をなす技術であり、データドリブンの設計方法がハードウエア及びソフトウエア全体に及ぼすと予測されるためである。
黎明期のコンピュータは、初めて作るコンピュータであるからという理由や、投入できる資金・資源等の制限から、スペックを程々に抑えたものと、とにかくスペックを向上させたものとがあった。ENIACは後者であった。この時代の世界トップクラスの高性能コンピュータとしてはUNIVAC LARCやIBM 7030がある。
前節までで述べたパイプラインベクトル型スーパーコンピュータの発展と並列して、ILLIACシリーズに始まるSIMD型並列計算(広義ではベクトル型に含めることもある)や、スカラー型プロセッサの超並列化によるスーパーコンピューティングの発展があり、2015年現在ではNECのSXシリーズのみがベクトル型となっている。この節ではそれらの流れについて述べる。
シーモア・クレイは超並列スカラ機に否定的で「私が生きている間に彼らが普遍的成功を収めるのは難しいと思う」と述べていたが、突然の自動車事故(1996年10月)によってそれが真実になってしまった。また日本で、FACOM 230-75 APUから関与し、NSシステム・地球シミュレータと、世界一のベクトル計算機の計画を牽引した三好甫が2001年に亡くなっている。
日本メーカでは、並列ベクトル機は日立がHITAC S-3800(1992年)を最後に、富士通がVPPシリーズのVPP5000(1999年)を最後に、それぞれSRシリーズ(SR2001 1994年~、SR2201 1996年、ただしSRシリーズはCP-PACSで開発された擬似ベクトル機能により、従来のベクトル機のプログラムを高速実行する機能を持っている)、APシリーズ(AP1000 1992年~)およびPRIMEPOWER HPCシリーズ(PRIMEPOWER HPC2500 2002年~、自動並列化コンパイラなど、VPP5000を代替する旗艦シリーズとしてのスカラ機はこのシリーズから)の超並列スカラ型に移行し、日本電気のSXシリーズのみが、スーパーコンピュータ市場に残るベクトル計算機となっている(日本電気は80年代後半から90年代後半にかけて、Cenjuという並列計算機も作っているが、その後はベクトルに絞っている)。またCray社では、2003年のCray X1(en:Cray X1)ないしその更新であるCray X1E(2005年)が最後のベクトル機となった。
1990年代後半には、スーパーコンピューティングと呼べる程度の計算力が、もはや誰の手にも届くものになり始めた。パーソナルコンピュータの低価格化と高性能化、Linuxをはじめとする自由に改造できる高機能なプラットフォームにより、Beowulf型の高性能計算機を開発することなど手軽に可能になった。特に、欧米や日本では、コンソーシアム形式の開発グループが生まれ、標準化に向けた議論が行われた時期でもある。
インターネットの普及により、SETI@Home~BOINCといった、インターネットに広く分散した計算ノードを利用する分散コンピューティングが行われるようになった。また、スーパーコンピューターの計算能力をインターネットを通して手軽に利用できることを目標としたグリッド・コンピューティングも発達した。
量子力学的には、単一の原子レベルの挙動のように観測されるが、半導体の素子レベルで観測すれば統計的には古典電磁気学的に振舞うのが、現在の半導体技術である。
1の問題を解決するために生じている技術がポストシリコンや超伝導技術、分子コンピューティング、量子コンピューティング等である。
その先には、将来の課題として掲げておくが、量子干渉効果や量子テレポーテーション、高温超伝導、光格子演算等の実験から新たな量子技術が生まれてくる可能性がある。