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1 High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦

2 1986 日本クレイ株式会社入社 SE セールスサポート マーケティングサポートなどの活動と技術面で会社をリードしています 1996 日本 SGI 株式会社 (SGIのCray 買収により ) SEディレクター 製品技術本部長など 2003 執行役員チーフテクノロジーオフィサー SGI 製品はもちろん 広範囲な技術動向についてお客様へのご紹介や各社とのアライアンスの活動を行いました 2005 設立 Scalable Systems スケーラブルシステムズは CRAY と SGI での豊富な HPC 関連の経験を生かして 新たなソリューションをご提供します Silicon Graphics CRAY Research Inc. ベクトル計算機 MPP システム スーパーサーバ (SUN 互換機 ) などの様々なアーキテクチャのシステムでの HPC ソリューションの提供のための活動を行ってきました ベクトル処理 並列処理での最先端技術の日本への紹介も行っています 初めての商用 DSM( 分散共有メモリシステム ) や大規模 NUMA システムでの HPC ソリューションの提供をおこなってきました Linux とインテルプロセッサによるスケーラブルシステムの製品化とそのシステムの導入支援を行っています

3 最適な HP 2 C システム注 ) をご提案するためのテクノロジーのコンサルテーションのご提供 ハイエンドコンピューティングに関するコンサルテーションとして 幅広いサービスをご提供し お客様のビジネスに貢献致することが目標 注 ) HP 2 C システムエンタープライズ コンピューティングにおける 高い性能 (High Performance ) と高い生産性 (High Productivity) の双方を共に実現できるシステム High Performance and Productivity Computing - HP 2 C システムと定義しています 3

4 高い性能 (High Performance ) スケーラブルなアプリケーション性能プロセッサの性能を最大限に引き出すことが可能高い IO とネットワーク性能 使い易さ 充実した運用管理機能開発環境豊富なアプリケーションオープンなシステム環境高い生産性 (High Productivity) 4

5 HP2C:High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 HPC マーケットの動向と HPC プラットフォームの課題 クラスタ.vs. SMP システム TCO の問題 HPC システムの考察 ~ 製品事例による HP2C システム提案 パーソナルクラスタ スケーラブル x86 システム 並列プログラミング まとめとして 5

6 HP 2 C:High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 HPC マーケットの動向と HPC プラットフォームの課題 クラスタ.vs. SMP システム TCO の問題 HPC システムの考察 ~ 製品事例による HP 2 C システム提案 パーソナルクラスタ スケーラブル x86 システム 並列プログラミング まとめとして 6

7 HP 2 C:High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 HPCマーケットの動向とHPCプラットフォームの課題 クラスタ.vs. SMPシステム TCOの問題パーソナルクラスタ HPCシステムの考察 NEXXUS 4000 ~ 製品事例によるHP 2 Cシステム提案 パーソナルクラスタ スケーラブルx86システム 並列プログラミング まとめとして 7

8 HP 2 C:High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 HPC マーケットの動向と HPC プラットフォームの課題 クラスタ.vs. SMP システム TCO の問題 HPC システムの考察 ~ 製品事例による HP 2 C システム提案 パーソナルクラスタ スケーラブル x86 システム 並列プログラミング まとめとして FUSION 1200 スケーラブル x86 サーバ 8

9 HP 2 C:High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 HPC マーケットの動向と HPC プラットフォームの課題 クラスタ.vs. SMP システム TCO の問題 HPC システムの考察 ~ 製品事例による HP 2 C システム提案 パーソナルクラスタ スケーラブル x86 システム 並列プログラミング まとめとして デスクトッププロトタイプ開発 HPC システムでのテストと性能向上のための作業 数ヶ月 9

10 HP 2 C:High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 HPC マーケットの動向と HPC プラットフォームの課題 クラスタ.vs. SMP システム TCO の問題 HPC システムの考察 ~ 製品事例による HP 2 C システム提案 パーソナルクラスタ スケーラブル x86 システム 並列プログラミング まとめとして 10

11 まとめとして High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 をマーケットから考えると 非常に重要な注意 以下のページに掲載した資料は 弊社の調査と見解に基くものであり 資料の中で示されている製品やサービスを提供している各社の公式な見解でも また マーケティング戦略に基くものではありません あくまで 弊社としての意見だということにご注意ください 11

12 Revenue ($M) WW HPC Server IDC Forecast IDC MCS: The Cluster Revolution in Technical Computing Markets (2006), IDC, Feb 2006, # $10,000 $9,000 $8,000 $7,000 $6,000 $5,000 $4,000 $3,000 $2,000 $1,000 $- Cluster Forecast by Competitive Segments ($M) 62% CAGR 22% CAGR 18% CAGR Workgroup ($5K to $50K) Departmental ($50K to $250K) Divisional ($250K to $1M) Enterprise ($1M to $10M) Capability 12

13 HPC マーケットへの製品展開 Workgroup/Personal: この分野では Windows CCS も利用可能な パーソナルクラスタという製品コンセプトでの製品展開を検討する必要があります Departmental/Divisional: 従来は 特別なチップセットと OS を利用したサーバ製品が主流でしたが HW としては一般のクラスタを利用し ソフトウエアによる仮想 SMP を実現した製品展開も有効だと思われます 13

14 HPC システムでのワークロード ワークロード Homogeneous Heterogeneous Capability 特徴 シンプルなアプリケーション実行 ( 同じサイズ 同様な問題 規模 解析時間 ) 容易な並列化 並列実行が可能事例 : レンダリング 小規模ジョブの多数実行 複雑で多様な複数ジョブ ( 問題の規模 実行時間や実行に要するリソース量が異なる ) の同時実行複雑な計算処理とプロセス事例 : 大規模な MCAE 解析 多くの科学技術計算シュミレーション 大規模で複雑な数値シュミレーション (CPU メモリ I/O への高い要求 ) 複雑なデータマネージメントが求められる事例 : 気象予測 ( 地球環境シュミレーション ) や MDO( 複合問題など ) 14

15 HPC システムでのワークロード ワークロード Homogeneous HP 2 C プロダクト アプリケーションの互換性 (Linux) Heterogeneous NEXXUS 4000 パーソナルクラスタ Capability FUSION 1200 スケーラブル x86 サーバ 15

16 HPC システムでのワークロード ワークロード Workgroup/ Personal HP 2 C プロダクト アプリケーションの互換性 (Linux) Departmental NEXXUS 4000 パーソナルクラスタ Divisional FUSION 1200 スケーラブル x86 サーバ 16

17 まとめとして High Performance and Productivity HPC システムの課題と挑戦 をインテルプロセッサから考えると 非常に重要な注意 以下のページに掲載した資料は 弊社の調査と見解に基くものであり 資料の中で示されている製品やサービスを提供している各社の公式な見解でも また マーケティング戦略に基くものではありません あくまで 弊社としての意見ですので ご注意ください 17

18 マイクロプロセッサの開発方針の変遷 動作周波数とパイプライン化による性能向上の目標マイクロプロセッサの動作周波数として 10GHz を目指す開発プランは その必要とする電力消費量が現実的なレベルを越えて増大したため その開発プラン自身の見直しが必要 性能と消費電力現在のマイクロプロセッサの開発は 消費電力を増加させることなく その性能を大幅に向上させることを目指す マルチコア上での様々な並列処理による性能向上 動作周波数の向上による性能向上 18

19 最適なアーキテクチャの選択 19

20 Xeon & Itanium の位置づけ Workstations (Client) Front-End (Edge) Mid-Tier (Enterprise) Back-End (Databases) High Performance Computing Market Segment Requirements High Availability Price/Performance Scale Out & Up Broadest SW Availability Highest Reliability & Availability Highest Performance Scale Up & Out Robust Enterprise Solutions Broader 64-bit SW Availability 20

21 Market Segment Share Xeon & Itanium ターゲットマーケット 100% Q4'02-Q3'03: Server Market Segment Share- Units 80% 60% 40% 20% IA Today: >85% of Server Units RISC Today: ~50% of Server Revenue Sun IBM AMD Others HP Intel 0% $0-3K $3-6K $6-10K $10-25K $25-50K $50K- $100K $100K- $250 $ K >$500k Source: Q3 03 IDC Server Tracker 21

22 インテル Core マイクロアーキテクチャ 機能 省電力 クロックあたり 4 つのマイクロオペレーションのデコード 発行 実行 終了が可能 Micro-op / macro-op フュージョン Smart Memory Access Advanced Smart Cache ( 大容量 L2キャッシュの共有 ) Advanced Digital Media Boost シングルサイクルでの SSE/2/3 実行 HPC ユーザへの利点 システム構成の柔軟性 ( 大規模 パーソナル用途双方 ) 高い命令実行性能 (IPC) による高い実行性能 より高い並列の命令実行とロードとストアの命令実行頻度の違いによるプロセッサリソースの無駄を減らすことが可能 アプリケーション性能の向上とアプリケーションのスケーラビリティの向上 高い演算精度 (64 ビット倍精度 ) を必要とする数値シュミレーションやエンジニアリングアプリケーションでの実行性能が大幅に向上 22

23 インテル Core マイクロアーキテクチャ Source SSE Operation X4 X3 X2 X1 SSE/2/3 Dest Y4 Y3 Y2 Y1 Intel Core Microarchitecture CLOCK CYCLE 1 X4opY4 X3opY3 X2opY2 X1opY1 従来のマイクロプロセッサ CLOCK CYCLE 1 X2opY2 X1opY1 CLOCK CYCLE 2 X4opY4 X3opY3 23

24 L2 キャッシュ共有デュアルコアプロセッサ 各プロセッサコアが独立して L2 キャッシュを持った場合 Core 1 Core 2 Inte Core マイクロアーキテクチャでの L2 キャッシュの共有 Core 1 Core 2 共有データへのアクセスが効率化され バスバンド幅の維持が可能また データアクセスのレイテンシの向上も可能 L2 Cache L2 Cache L2 Cache Bus I/F Bus I/F Bus I/F FSB 各コアのキャッシュの利用容量は動的に割り当てられる ( より柔軟で 効率の良いキャッシュの利用が可能で キャッシュヒット率の向上が可能 ) Main Memory Main Memory 24

25 HPC プラットフォームとしての選択 Xeon ブランドのプロセッサ + 実装技術 +SW での特徴あるプラットフォーム Intel Itanium 2 processor 非常に大規模な物理メモリのサポート ( 最大 1 ペタバイト ) 512p までのスケーラビリティの実現 大規模データセットの処理に最適な大容量キャッシュ Intel Xeon processor 整数演算処理が重要なワークロードに対する高い実行性能 ( 例えば Life Sciences) HPCワークロードに対する強力なデュアルコアでの処理能力 64ビットとレガシーな32ビットアプリケーションの双方をシームレスにサポート x86 浮動小数点演算性能の向上 (1クロックで4つの倍精度演算) Intel Pentium D 非常に高いPrice / Performance より小さなパッケージングと尐ない設置面積を実現 バランス取れた計算能力とメモリバンド幅 25

26 プロセッサ製品の位置づけ AMD Opteron TM Competitive Price Positioning System Price Bands AMD Positioning Intel Positioning Small Enterprise Above $25K $1,514 $3,692 $4,227 Scalable $10-25K $851 Opteron 800 Series $1,043 Xeon MP Itanium IA64 Basic $6-10K $698 $856 $ Entry $3-6K Value/Ultra Value $0-3K $637 Opteron 100 Series $163 Opteron 200 Series $198 P4 Xeon 1 - Way 2 -Way 4/8 - Way 1 -Way 2 - Way 4/8 - Way $637 $163 $198 Source: AMD Presentation 2/10/04 - ADCO NOTE: Processor pricing is an approximation for1k pricing 2 to 8 - Way 40

27 HPC システム Scale Up Scale Out ノードあたりの CPU 数は尐ないただし 搭載 CPU 数は増加傾向 ノードあたりの CPU 数が多い 27

28 Closing the Gap SMP (Shared Memory Systems) ワークステーションやサーバ PA-RISC,POWER5, Itanium などのプロセッサによる SMP サーバ ワークステーションサーバ クラスタシステムシステムの構築には 高い IT スキルが要求される運用管理コストが高い複雑なオペレーション環境複数の OS クラスタファイルシステムソフトウエア インストールやアップグレードなど クラスタ #Processors

29 この資料について ここに掲載した資料は 弊社の調査と見解に基くものであり 資料の中で示されている製品やサービスを提供している各社の公式な見解でも また マーケティング戦略に基くものではありません あくまで 弊社としての意見だということにご注意ください これらの資料の無断での引用 転載を禁じます 社名 製品名などは 一般に各社の商標または登録商標です なお 本文中では 特に TM マークは明記しておりません In general, the name of the company and the product name, etc. are the trademarks or, registered trademarks of each company. Copyright Scalable Systems Co., Ltd., Unauthorized use is strictly forbidden 年 1 月 29

30 さらに詳しい情報や最新情報は.. ホームページにて公開しています ホームページには お問い合わせ窓口も開設してありますので ご利用ください コンサルテーション 製品技術 年 1 月 30