情報科学技術委員会（第２８回）配付資料　参考２　「最先端・高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用」プロジェクトの実現に向けて～科学技術や産業の発展を牽引するために～

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ちえこいしなみ
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1 参考 2 最先端高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用プロジェクトの実現に向けて ~ 科学技術や産業の発展を牽引するために ~ 平成 17 年 8 月文部科学省研究振興局

2 目次スパコンは国家基幹技術 P 1 最先端の科学技術に欠かせないシミュレーション ( スパコン ) P 2 地球シミュレータ計画 P 3 世界のスパコンTOP500における順位の変遷 P 4 日米スパコン開発戦略 P 5 次世代スパコンの実現に向けて P 6 最先端高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用 ( 案 ) P 7 広汎な分野での利活用 - 次世代スパコンが拓く世界 - P 8 汎用京速計算機が目指すグランドチャレンジ ( 例 ) P 9 研究開発スケジュール ( 案 ) 汎用京速計算機のソフトウェア開発汎用京速計算機のハードウェア開発汎用京速計算機の利用促進 ( 参考 ) 未来のコンピュータ P10 P11 P12 P13 P15

3 スパコンは国家基幹技術国家基幹技術国の持続的発展の基盤であって長期的な国家戦略を持って取り組むべき重要な技術スパコン関連技術の波及汎用 CPU の低消費電力高性能化ネットワークの超高速化超高信頼化携帯電話家電ゲーム機カーナビ等の高性能高機能化超高速スイッチ機器等最先端高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用 - 世界最高性能のスパコンは世界一の競争力の源泉 - つまり世界最高性能が維持されなければ科学技術学術研究のみならず産業界の国際競争力の低下を招く国際水準ソフトウェア科学技術産業を牽引し ( グリッドミドルウェアなど ) 国際産業競争力の強化国際協調の実現科学的未来設計による安全安心な社会の次世代ナノ統合ライフライン構築シミュレーション ( ナノテクノロジー ) シミュレーション技術の革新による科学技術や産業の革命次世代生命体統合シミュレーション ( ライフサイエンス ) エンジニアリング ( ものづくり ) 自然災害シミュレーション ( 防災 ) 国際的な研究環境構築ソフトウェア人材の創出強化等次世代ナノ材料の創出 ( 超高速光スイッチ光触媒新半導体材料等 ) テーラーメード医療創薬の実現 ( 人間丸ごと解析は従来不可 ) 自動車家電基幹製品等の開発期間短縮コスト低減 ( 自動車衝突解析 : 数ヶ月 1 日 ) 台風予測地震による津波の予測などによる被害の軽減策検討立案 ( 従来不可能だった津波被害予測を実現 ) 1

科学技術の 3 つの方法 : 理論実験そしてシミュレーション実験困難な現象の解明や実験に時間がかかりすぎる場合コンピュータを用いて仮想的に実験高性能計算機 ( スパコン ) とシミュレーション : 先端科学技術の実験に高度な実験装置が必要であるのと同様より高精度なシミュレーションにより世界に先駆けて結果を出すためには世界最高性能のスパコンが必要シミュレーション :

4 科学技術の 3 つの方法 : 理論実験そしてシミュレーション実験困難な現象の解明や実験に時間がかかりすぎる場合コンピュータを用いて仮想的に実験高性能計算機 ( スパコン ) とシミュレーション : 先端科学技術の実験に高度な実験装置が必要であるのと同様より高精度なシミュレーションにより世界に先駆けて結果を出すためには世界最高性能のスパコンが必要シミュレーション : 科学的未来予測と知的ものづくりの切札未到科学の探求 ( 例 ) 宇宙銀河や星の誕生や死を解明未来の地球環境の変動を予測など安全安心な社会の構築 ( 例 ) 地震や津波の伝播予測に基づく影響評価台風の進行経路の予測など産業競争力の強化発展最先端の科学技術に欠かせないシミュレーション ( スパコン ) ( 例 ) 自動車開発半導体開発など理論実験シミュレーション ( スパコン ) 2

6 月 ~ 平成 16 年 6 月までの間 5 回連続で第 1 位 ) 従来のスーパーコンピュータ地球シミュレータ 100km 四方を単位 10km 四方を単位としてとして計算計算

5 地球シミュレータ計画平成 14 年 3 月から運用開始地球規模の複雑な諸現象をスーパーコンピュータで忠実に再現地球科学技術等の飛躍的発展に寄与地球温暖化のメカニズムの解明地球温暖化対策の気象災害エルニーニョ等の有効性の向上に寄与発生予測が可能その他幅広い先進分野で世界最高水準のシミュレーションが可能科学技術のブレークスルーに寄与平成 17 年 6 月のスパコン TOP500 ランキング第 4 位 ( 平成 14 年 6 月 ~ 平成 16 年 6 月までの間 5 回連続で第 1 位 ) 従来のスーパーコンピュータ地球シミュレータ 100km 四方を単位 10km 四方を単位としてとして計算計算ます目以下の台風ます目が細かいため台風をは記述できないシミュレーションできる宇宙開発事業団 ( 当時 ) 日本原子力研究所海洋科学技術センター ( 当時 ) 等が共同開発 ( 平成 9 年度 ~ 平成 13 年度 ) 総開発費 ( 国費 ): 約 600 億円年間運営費 ( 国費 ): 約 50 億円 3

6 スーパーコンピュータサイト TOP500 とは 1. スーパーコンピュータのベンチマークテストのひとつである Linpack( リンパック ) ( 注 1) による結果をランキングしたもの毎年 6 月及び 11 月に更新される今回は 6 月 22 日に発表された日 2. 本ベンチマークテストはあくまで演算装置部分の性能を評価するものでありスパコンの総合性能 ( 注 2) 2 を評価しているわけではない前回 ( 平成 16 年 11 月 ) 今回 ( 平成 17 年 6 月 ) 順位 SGI Altix ( 米国 NASA) IBM JS20 クラスタ ( スペインバルセロナスーパーコンピュータセンター ) カリフォルニアディジタルコーポレーション Intel Itanium2 Tiger4 ( 米国ローレンスリバモア国立研究所 ) HP AlphaServer SC45 ( 米国ロスアラモス国立研究所 ) バージニア工科大学自作 Apple Xserve ( 米国バージニア工科大学 ) IBM BlueGene ( 米国 IBM) IBM eserver pseries 655 ( 米国海軍海洋局 ) 世界のスパコン TOP500 における順位の変遷スパコン IBM BlueGene ( 米国ローレンスリバモア国立研究所 ) NEC 地球シミュレータ ( 日本海洋研究開発機構地球シミュレータセンター ) DELL PowerEdge 1750 ( 米国国立スーパーコンピュータ応用研究所 ) Linpack 演算回数 ( テラ FLOPS) IBM BlueGene ( 米国ローレンスリバモア国立研究所 ) IBM BlueGene ( 米国 IBM トーマスワトソン研究所 ) SGI Altix ( 米国 NASA) NEC 地球シミュレータ ( 日本海洋研究開発機構地球シミュレータセンター ) IBM JS20 クラスタ ( スペインバルセロナスーパーコンピュータセンター ) IBM BlueGene ( オランダグロンニンゲン大学 ) カリフォルニアディジタルコーポレーション Intel Itanium2 Tiger4 ( 米国ローレンスリバモア国立研究所 ) IBM BlueGene ( 日本産業技術総合研究所 ) IBM BlueGene ( スイスローザンヌ連邦工科大学 ) Cray RedStorm ( 米国サンディア国立研究所 ) Linpack 演算回数 ( テラ FLOPS) ( 注 1) 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 ( 注 2) 総合性能例えば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では 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も評価する必要がある 4 順位スパコン

7 米国の戦略地球シミュレータによるコンピュートニクショックを背景に政府 ( 特に DOE) 主導でスパコン開発を強化 ( 世界一の座の奪回 ) 2003 年に HECRTF( 高性能コンピューティング再生タスクフォース ) を設置約 900 億円 / 年の政府資金を投入 -ASC 計画 ( 旧 ASCI 計画 ) 年 DOE 高性能コンピューティング再生法制定 2010 年に数ペタ FLOPS を目指す (BlueGene) 実効性能の向上と応用分野の拡大が課題 (NLCF) (BlueGene は特定分野 ( バイオ等 ) でしか使えない ) 日米スパコン開発戦略米国は利用分野を特定して性能向上を加速しかしスパコン開発の真の目的 ( 軍事利用幅広い産業や科学技術研究での利用 ) を果たすためには利用分野の拡大が大きな課題となっている我が国は幅広い利用分野に対応した汎用スパコンの開発で米国よりも優位新しい利用分野 ( バイオナノ等 ) を開拓しつつ今後もこの方向性を一層強化すべきエネルギー省 (DOE) のイニシアティブ日本としてとるべき戦略米国よりも優位にある技術で対抗 1 高性能プロセッサ技術 2 超高速ネットワーク技術 3 専用計算機技術汎用スパコンの実現に有利理研の新型汎用スパコン (RSCC) の実績 ( 優れた費用対効果で高い実効性能 ) ソフトウェアの開発が課題ピーク性能 (FLOPS) 100 ペタ 10 ペタ 1 ペタ 100 テラ 10 テラ 1 テラ開発完了開発中計画中地球シミュレータ ( 日本 ) ASCI Blue Pacific ASCI Red CP-PACS( 日本 ) *ASC: Advanced Simulation and Computing ASCI Blue Mountain ASCI White 米国 :ASC* 計画主用途 : 核兵器の開発管理 ASCI Q 利用分野限定 ( バイオ等 ) 世界一の座を奪回特定分野向けの専用計算機 BlueGene/L 米国 :ASCI* 計画主用途 : 核兵器の開発管理 *ASCI: Accelerated Strategic Computing Initiative ASC Purple ASC Red Storm RSCC( 日本 ) GRAPE-DR( 日本 ) 国家基幹技術の汎用スパコン NLCF '96 '98 '00 '02 '04 '06 '08 '10 BlueGene/Q HPCS 汎用システム NLCF (National Leadership Computing Facility) エネルギー省(DOE) のフロシェクト 2009 年までに1ペタFLOPS 超実現を目指す RSCCと同タイプの新型汎用スパコン HPCS (High Productivity Computing System) 国防総省(DOD) のプロジェクト 2010 年に1ペタFLOPS 超実現を目指す RSCCと同タイプの新型汎用スパコン [ 年 ] 5

8 課題スパコンの性能向上に不可欠な超高性能プロセッサ超高速ネットワーク技術超高速専用計算機 ( アクセラレータ ) の開発複数の現象の解析やシミュレーションを統合するためのアプリケーションソフトウエア及びシステムソフトウェアの開発多種多様な利用者の誰もが使いやすいユーザフレンドリーなシステムの実現次世代スパコンの実現に向けて取り組み状況と今後の挑戦ハードウェア要素技術の研究開発 (2005 年度 ~) を文科省が開始 < 日本の強みをより強く > 革新的シミュレーションの研究開発 (2005 年度 ~) を文科省が開始 < 日本の課題を克服 > 2007 年問題スパコン開発のベテラン技術者が大量引退し技術伝承が困難にプロジェクトを通じ中堅若手技術者の育成を強化し円滑な技術伝承を進めることが不可欠 100ペタ 1ペタ 10テラ 100ギガ実効性能 (FLOPS) 1990 年ナショナルリーダシップ CP-PACS 数値風洞ナショナルインフラストラクチャ研究機関大学センター地球シミュレータ計画ナショナルリーダシップ ( 地球シミュレータ ) エンタープライズ企業研究室次世代汎用スパコン計画ナショナルインフラストラクチャ研究所大学センター既設スパコンの更新 (JAXA 地球シミュレータ東工大など ) ナショナルリーダシップ ( 汎用スパコン ) ナショナルインフラストラクチャ研究所大学センターエンタープライズ企業研究室パーソナルエンターテイメントパソコンホームサーバワークステーションゲーム機デジタル TV 次々世代計画ナショナルリーダシップナショナルインフラストラクチャ研究所大学センターエンタープライズ企業研究室パーソナルエンターテイメントパソコンホームサーバワークステーションゲーム機デジタル TV 国の直接投資が必要な範囲 2000 年 2010 年 2015 年 2020 年 100ペタ 1ペタ 10テラ 100ギガ 6

9 B G A 最先端高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用 ( 案 ) 目的 : 世界最先端最高性能の汎用京速計算機システムの開発整備及び利用技術の開発普及趣旨及び効果 : 理論実験と並び現代の科学技術の方法として確固たる地位を築きつつあるスーパーコンピューティング ( シミュレーション ( 数値計算 ) やデータマイニング解析等 ) について今後とも我が国が世界をリードし科学技術や産業の発展を牽引し続けるため (1) スーパーコンピュータを最大限利活用するためのソフトウェア等の開発普及 (2) 世界最先端最高性能の汎用京速 ( 注 ) 計算機システムの開発整備 ( 注 ) 京速 =10 ペタ FLOPS (3) 上記 (2) を中核とする世界最高水準のスーパーコンピューティング研究教育拠点 (COE) 先端計算科学技術センター ( 仮称 ) の形成により研究水準向上と世界をリードする創造的人材の育成を総合的に推進世界最高性能の科学技術計算環境を実現し複雑で多様な現象の系全体のシミュレーションや高度なデータマイニング解析等を幅広い分野で行い知的ものづくりや科学的未来設計を実問題で可能とし先端的スーパーコンピューティングにおける国際的なリーダシップを確立科学技術学術や産業の競争力強化安全安心な社会の構築に貢献また世界の英知を結集し世界水準の人材育成を行いシミュレーションにおける我が国の国際的な地位を確立する概要 : 平成 18 年度は世界最先端最高性能の汎用京速計算機システムの開発整備の前提であるシステム全般の設計研究開発等に着手する 1. ソフトウェア (OS ミドルウェアアプリケーションソフトウェア ) 等の設計研究開発 2. ハードウェア ( 計算機システム及び超高速インターコネクション ) の設計研究開発 3. 先端計算科学技術センター ( 仮称 ) の形成に関する調査研究体制 : 国の責任で設備の整備から運用まで一体的に推進するまた設備の整備運用を行うに当り産学官の様々な組織から最も適したところを選択しそのポテンシャルを活用する事業期間 : 平成 18 年度 ~24 年度先端計算科学技術センター ( 仮称 ) を平成 22 年度末までに開所大規模処理計算機部スーパーコンピューティング研究教育拠点 (COE) の形成次世代ナノ統合シミュレーション新しいナノサイエンスの方法論の開発による水溶液中のたんぱく質構造解析ナノ組織化材料のマルチスケール解析連携巨大分子の自由エネルギー計算ナノ分野基礎科学の革新的方法論の開発電子原子分子から分子複合デバイスに至る多種多様な材料系シミュレーションソフトウェアの連成統合多種多様なアプリケーションソフトウェア間の容易なデータ交換と入出力ツール連携ナノ量子における光誘起解析化学材料医薬品化粧品磁気ナノデバイス光ナノデバイス遺伝子異機種間接続超高速インターコネクション逐次処理計算機部特定処理計算加速部臓器循環器メソ循環器系モデル ( マイクロメートル ) マイクロマシン多物理連成骨格モデル組織構造応答超音波治療細胞組織化学プロセスオーダメード創薬生体 MD たんぱく質カテーテル遺伝子治療ゲノムミクロ ( ナノメートル ) エンジニアリング防災分野等のシミュレーション次世代生命体統合シミュレーションマクロ ( メートル ) テーラーメイド医療創薬などを実現するため人間系を最適に解析できる統合シミュレーションの研究開発を行う 7

広汎な分野での利活用 - 次世代スパコンが拓く世界 - ものづくりナノテクノロジー防災

物質材料研究機構提供 : 東北大学提供 : 気象研究所自動車開発提供 : 日産自動車 ( 株 )

東京大学他地球環境エルニーニョ現象の影響予測天文宇宙物理銀河形成解明提供 : ( 独 )

提供 :( 独 ) 理化学研究所オーロラ発生解明提供 : 国立天文台提供 :( 独 )

10 広汎な分野での利活用 - 次世代スパコンが拓く世界 - ものづくりナノテクノロジー防災物質設計触媒設計津波被害予測雲の解析提供 :( 独 ) 物質材料研究機構 c 提供 :( 独 ) 物質材料研究機構提供 : 東北大学提供 : 気象研究所自動車開発提供 : 日産自動車 ( 株 ) 提供 : 日本原子力研究所原子力原子炉丸ごと解析レーザー反応解析ライフサイエンス提供 : 東京大学他地球環境エルニーニョ現象の影響予測天文宇宙物理銀河形成解明提供 : ( 独 ) 海洋研究開発機構惑星形成解明提供 : 日本原子力研究所ロケットエンジン設計航空宇宙航空機開発提供 :( 独 ) 理化学研究所オーロラ発生解明提供 : 国立天文台提供 :( 独 ) 宇宙航空研究開発機構提供 :( 独 ) 宇宙航空研究開発機構先端計算科学技術センター ( 仮称 ) 提供 :( 独 ) 海洋研究開発機構 8

11 汎用京速計算機が目指すグランドチャレンジ ( 例 ) 世界最高水準の科学技術創造立国を実現するため国際競争力を支える新産業創造等の政策目標の実現をも視野に入れナノテクノロジー / ライフサイエンス分野を革新する汎用京速計算機のグランドチャレンジを明示して戦略的に研究開発を進める <ナノテクノロジー分野アプリケーション> 次世代ナノ統合シミュレーション電子原子分子からナノスケールの分子複合デバイスに至るまでナノ材料を丸ごと解析することにより次世代ナノ材料 ( 新半導体材料等 ) の創出などの実現を目指す <ライフサイエンス分野アプリケーション> 次世代生命体統合シミュレーション遺伝子から全身の血流まで人体丸ごと解析することによりテーラーメード医療や創薬などの実現を目指す 9

12 開発項目年度評価等研究開発スケジュール ( 案 ) 平成 17 年度平成 18 年度平成 19 年度平成 20 年度平成 21 年度平成 22 年度平成 23 年度平成 24 年度計画本格化判断研究開発状況評価 COE 形成運用評価 ( 設計仕様開発体制立地運用方針等 ) ( システム性能機能等 ) ( 利用状況研究成果研究開発チーム発足人材育成状況等 ) システムソフトウェア NAREGI ( 4) ( 平成 15 年度より ) 異機種統合ソフトウェア設計製作グリッドミドルウェア設計製作異機種統合ソフトウェア評価グリッドミドルウェア評価ソフトウェアグランドチャレンジアプリケーション ( 4) 次世代ナノ統合シミュレーション設計製作次世代ナノ統合シミュレーション評価次世代生命体統合シミュレーション設計製作次世代生命体統合シミュレーション評価ハード革新的シミュレーションソフトウェアの ( 1) 研究開発次世代高精度高分解能シミュレー ( 3) ション技術の開発要素技術開発将来のスーパーコンピューティングのための要素技術の研究開発 ( 1) 通信演算情報量の爆発的増大に備える超低消費電力技術の創 ( 2) 出大規模処理計算機部設計実装技術設計評価製作システム強化ウェア逐次処理計算機部設計実装技術設計評価製作システム強化特定処理計算加速部設計実装技術設計評価製作異機種間接続超高速インターコネクション設計実装技術設計評価製作遠隔可視化装置実装設計評価製作ファイルシステム設計製作システム強化その他立地調査建屋建設付帯設備整備等検討設計建設付帯設備整備 : 最先端高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用以外のプロジェクトを示す : プロジェクト部分に該当 1: 次世代 IT 基盤構築のための研究開発の研究開発領域の一つ 2: 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業の一戦略目標下の研究領域として情報システムの超低消費電力化を目指した技術革新と統合化技術を設定 3: 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業の一戦略目標下の研究領域としてマルチスケールマルチフィジックス現象の統合シミュレーションを設定 4: 超高速コンピュータ網形成プロジェクト(National Research Grid Initiative) 平成 15 年度よりグリッドミドルウェアとナノシミュレーションソフトウェアの開発を進めている 10

13 B G A システムソフトウェア ( 1) 汎用京速計算機のソフトウェア開発各地に散在する実験装置データベース膨大なデータの効率的利用のためスパコンを自在にどこからでも利用可能スパコンの性能を最大限活用電子顕微鏡グリッドミドルウェア ( 2) ( 遠隔利用と外部資源接続支援 ) 平成 15~22 年度異機種統合ソフトウェア平成 18~22 年度 NMR( 3) 汎用京速計算機の研究開発体制平成 17 年度後半に利用分野毎の専門家チームを発足予定リーダー ( 全体総括 ) リーダー補佐 ( アプリケーション総括 ) リーダー補佐 ( システムソフトウェア (OS) 系 ) サブリーダー ( システムソフトウェア (OS) 系総括 ) システムソフトウェア専門家グループ 4 領域専門家グループナノテクノロジーライフサイエンスエンジニアリングフロンティア他利用促進協議会 ( 仮称 ) 超巨大データベース大規模処理計算機部異機種間接続超高速インターコネクション逐次処理計算機部特定処理計算加速部汎用京速計算機システムハードウェア SPring-8( 4) 各地のスパコン天文台ソフトウェア設計ソフトウェア製作評価試作機 1: ハードウェアを直接制御したりシステム使用者を支援するソフトウェア 2: 超高速コンピュータ網形成プロジェクト (National Research Grid Initiative;NAREGI) 平成 15 年度よりグリッドミドルウェアとナノシミュレーションソフトウェアの開発を進めている 3:Nuclear Magnetic Resonance( 核磁気共鳴 ) 物質の構造を同定するのに用いる装置 4: 兵庫県播磨科学公園都市にある第三世代の大型放射光施設グランドチャレンジアプリケーション革新的シミュレーションソフトウェアの研究開発 ( ) : 平成 17 年度 ~ 平成 19 年度ルチスケール連成シミュレーショ火災数値予測マ次世代ナノ統合シミュレーション : 平成 15~22 年度次世代ナノ材料 ( 新半導体材料等 ) を創出するなど最先端の知的ものづくりを実現するためナノ材料系全体統合シミュレーション基盤ソフトウェアの研究開発を行う NAREGI の成果をベースに開発を行う新しいナノサイエンスの方法論の開発による水溶液中のたんぱく質構造解析ナノ組織化材料のマルチスケール解析ナノ解析ナノテクノロジー分野ライフサイエンス分野研究機関 : 東大生産技術研究所他タンパク質の機能及びタンパク質と化学物質戦略的革新シミュレーションソフトウェアの研究開発の相互作用シミュレーション計地球シミュレータ等の超高速コンピュータ上で稼働する各種シミュレーションソフトウェアを東大生研を中核拠点に産学官 LSIの設計連携で普及事業化も視野に入れて開発するグランドチャレンジアプリケーションに成果を展開燃料電池の設計エンジニアリング分野タンパク質機能創薬解析防災分野 ( 都市の安全環境シミュレーション ) ナノデバイス構造ナノ材料探索シミュレーションによる各種製品設燃焼シミュレーションによるガスタービンの設計巨大分子の自由エネルギー計算ナノ分野基礎科学の革新的方法論の開発電子原子分子から分子複合デバイスに至る多種多様な材料系シミュレーションソフトウェアの連成統合多種多様なアプリケーションソフトウェア間の容易なデータ交換と入出力ツール連携連携ナノ量子における光誘起解析化学材料医薬品化粧品磁気ナノデバイス光ナノデバイス血流と血管壁の相互作用シミュレーション次世代生命体統合シミュレーション : 平成 18~24 年度テーラーメイド医療創薬などを実現するため遺伝子レベルから細胞循環器人体スケールの個々の要素から全体に至るまで人間系を最適に解析可能な統合シミュレーション基盤ソフトウェアの研究開発を行うメソ ( マイクロメートル ) ミクロ ( ナノメートル ) 遺伝子火災発生時の避難誘導経路シミュレーション燃焼解析ガスタービンの設計血流 - 血管壁相互作用解析大規模都市屋内煙拡散火災発生シミュレーション避難誘導経路の策定 : 次世代 IT 基盤構築のための研究開発の研究開発領域の一つン次世代高精度高分解能シミュレーション技術の開発 ( ) : 平成 17 年度 ~ 平成 23 年度ゲノム細胞遺伝子治療組織たんぱく質臓器循環器系モデルマイクロマシン多物理連成骨格モデル組織構造応答超音波治療化学プロセスオーダメード創薬生体 MD 循環器カテーテルマクロ ( メートル ) 複数の現象が相互に影響しあうようなマルチスケールマルチフィジックス現象のシミュレーションを実現する効率的な計算手順を確立し複雑な工業製品の設計試作などの先端シミュレーション技術を我が国最先端のコンピューティング環境を駆使して開発することを目的とした研究現在研究課題を選定中 (8 月 19 日に発表済み ) : 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業の一戦略目標下に研究領域としてマルチスケールマルチフィジックス現象の統合シミュレーションを設定 11

14 要素技術開発汎用京速計算機のハードウェア開発将来のスーパーコンピューティングのための要素技術の研究開発 ( ) : 平成 17~19 年度 1 システムインターコネクト技術 ( 九大富士通 ) 2 内部結合網 IP 化による実行効率最適化方式 ( 東大慶大アラクサラネットワークス ) 3 低電力高速デバイス回路技術論理方式 ( 日立製作所東大筑波大 ) 4CPU メモリ間光配線技術 ( 日本電気東工大 ) 低電力高速デバイス回路技術論理方式多階層メモリプロセッサプロセッサプロセッサメモリメモリメモリ従来デバイス構造メモリ絶縁薄膜極薄 SOI しきい電圧制御回路低電力高速デバイス回路技術 : 次世代 IT 基盤構築のための研究開発の研究開発領域の一つ消費電力あたりの処理性能を100 倍から1000 倍にする超低消費電力技術の確立を目指すための基礎研究現在研究課題を選定中 (8 月中旬に決定予定 ) CPU メモリ間光配線技術 CPUモジュールメモリモジュール LSI 光素子光素子 LSI 光配線ドライバ / アンプドライバ / アンプメモリ 1 信号当たり 20Gbps 超且つ LSI 当たり 1000 信号程度からなる世界最高レベルの高密度 / 高速光伝送技術の実現を目指す通信演算情報量の爆発的増大に備える超低消費電力技術の創出 ( ) : 平成 17~23 年度 : 科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業の一戦略目標下の研究領域として情報システムの超低消費電力化を目指した技術革新と統合化技術を設定汎用京速計算機の研究開発体制平成 17 年度後半にプロジェクトを推進するための専門家チームを発足予定リーダー ( 全体総括 ) リーダー補佐 ( ハードウェアネットワーク系 ) サブリーダー ( ハードウェアネットワーク系総括 ) ハードウェアネットワーク専門家グループ設計 : 平成 18~19 年度要素技術開発状況要素技術開発成果材料 ~ 製品丸ごと設計生命体シミュレーション利用分野チームの要求調査利用分野での性能要求を調査し整理するハードウェア仕様実装技術 : 平成 20~21 年度ハードウェア仕様検討利用分野からの性能要求調査性能見積もり要素技術開発状況から見た実現性等を検討し高性能を実現するための最適なハ-ドウェア仕様を決定性能見積もり利用分野毎のプログラムの性能見積もり行う約 3 億個の回路を LSI プリント基板などに織り込む回路設計製作開始製作 : 平成 21~22 年度システム全体の製作特定処理計算加速部の完成試作 LSI 汎用京速計算機システムシステム強化 : 平成 23~24 年度大規模処理計算機部と逐次処理計算機部のシステム強化プリント基板 : 研究開発プロジェクト次世代 IT 基盤構築のための研究開発の研究開発領域の一つ試作機組立試作機評価試作機を組み上げ実際のプログラム等を走行させシステムの安定性を確認性能評価 : 平成 22 年度 Linpack(10 ペタ FLOPS 目標 ) HPC CHALLENGE での性能評価総合評価 : 平成 23~24 年度グランドチャレンジアプリケーション革新的シミュレーションソフトウェアの研究開発等での実問題を用いた総合評価 12

17 ψ 5 ψ 4 ψ 3 ψ 2 ψ 1 ψ ψ 2 + ψ 3 + ψ 4 ψ 5

Microsoft PowerPoint - 藤木審議官講v5.ppt

Microsoft PowerPoint - 藤木審議官講v5.ppt 次世代スーパーコンピューティングシンポジウム 2007 スーパーコンピューティングの国家戦略平成 19 年 10 月 3 日藤木完治文部科学省大臣官房審議官 ( 研究振興局担当 ) スーパーコンピュータ整備推進本部長 1. プロジェクトの背景 2. プロジェクトの概要 (1) 第 3 期科学技術基本計画の基本理念基本姿勢 1 社会国民に支持され成果を還元する科学技術 2 人材育成と競争的環境の重視

情報科学技術委員会（第２８回）配付資料 参考２ 「最先端・高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用」プロジェクトの実現に向けて～科学技術や産業の発展を牽引するために～

情報科学技術委員会（第２８回）配付資料　参考２　「最先端・高性能汎用スーパーコンピュータの開発利用」プロジェクトの実現に向けて～科学技術や産業の発展を牽引するために～