未来を予測し未来をつくる技術

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おきみちこしの
4 years ago
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1 2014 年 6 月 13 日 10:00~17:00 岡山大学創立五十周年記念館第三回スーパーコンピュータ京と生命科学スーパーコンピュータの贈り物ー過去現在未来ー江口至洋理化学研究所 HPCI 計算生命科学推進プログラム 0

2 Today s supercomputers may be tomorrow s PCs. 1

3 スーパーコンピュータの贈り物ー過去ー 2

4 コンピュータの黎明期 (1) プログラム内蔵型計算機 EDVAC(1951 年 ) アメリカ陸軍とペンシルバニア大学との共同開発計算機 ENIAC(1945 年 ) アメリカ陸軍が大砲の弾道計算を目的にペンシルバニア大学と共同開発 Courtesy of Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy プログラム内蔵型計算機またはノイマン型計算機 3

コンピュータの黎明期 (2) ENIAC 計算機フォンノイマンはプリンストン高等研究所で新しく開発されつつあった電子計算機の研究対象に天気予報を取り上げ気象学者からなる研究チームを立ち上げたのですそして 1950 年には電子計算機 ENIAC を用いて世界初の数値天気予報に成功しさらに 1952 年夏には自前の電子計算機を用いてアメリカ東部を襲った大嵐の予報に成功します

5 コンピュータの黎明期 (2) ENIAC 計算機フォンノイマンはプリンストン高等研究所で新しく開発されつつあった電子計算機の研究対象に天気予報を取り上げ気象学者からなる研究チームを立ち上げたのですそして 1950 年には電子計算機 ENIAC を用いて世界初の数値天気予報に成功しさらに 1952 年夏には自前の電子計算機を用いてアメリカ東部を襲った大嵐の予報に成功します気象庁の資料から IAS 計算機 ENIAC:Courtesy of Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy IAS 計算機 :Courtesy of the Shelby White and Leon Levy Archives Center, Institute for Advanced Study (IAS) 4

F=-kx F=-k(x+cx 2 ) ザブスキーとクルスカルはフェルミパスタウラムの問題が連続体近似ではコルテヴェークとドフリースの方程式 (KdV 方程式 ) で記述されることを見出し数値実験を行い

6 コンピュータの黎明期 (3) Los Alamos MANIAC 計算機 (1952 年 ) フェルミらは当時の高性能計算機である MANIAC でなければ解けないような問題を探し多くの粒子 ( 質点 ) が直線状にバネで繋がれたモデルを考えましたそして予想もしなかったフェルミパスタウラムの再帰現象を発見しますソリトン (1965 年 ) フェルミパスタウラムの問題 (1955 年 ) フックの法則 F=-kx F=-k(x+cx 2 ) ザブスキーとクルスカルはフェルミパスタウラムの問題が連続体近似ではコルテヴェークとドフリースの方程式 (KdV 方程式 ) で記述されることを見出し数値実験を行い今までにない波ソリトンを発見しました Courtesy of the Computer History Museum 5

7 スーパーコンピュータの贈り物 (1) 1 実験を助け補完しますヒトゲノムのビッグデータを解析しますコンピュータなしに新しい自動車を設計することはありません 2 実験できないものを実験します計算機顕微鏡でタンパク質の動きを見ますコンピュータが津波の襲来を予測します 3 人間の予測能力を向上させます今やスーパーコンピュータなしに天気予報はできません 4 人間の思考能力を超える? 計算機と人間の知的な対話が数学の難問を解きましたコンピュータチェスが世界チャンピョンに勝ちました 5 新しい発見をもたらします予想もしなかった新しい現象ソリトンを発見しました 6 学問を結び付け学際性を強めます生物学と化学物理学は陸続きです 6

8 スーパーコンピュータの贈り物 (2) 1852 年ドモルガンからハミルトンに宛てた手紙で四色問題が提起される 1879 年ケンペによって紙と鉛筆で証明される 1890 年ヘイウッドがケンペの証明の間違いを発見する 1976 年アッペルとハーケンらが当時のスーパーコンピュータを 1,200 時間も使用して証明するこの証明は証明でしょうか? との議論の余地はありますが 7

スーパーコンピュータの贈り物 (3) 1997 年 IBM の Deep Blue アメリカの IBM

月勝負としては 1 勝 3 敗 2 引き分けで負けはしたのですが世界チャンピオン相手に 1

の開発を進め 1 年後の 1997 年 5 月世界チャンピオンに再挑戦し 2 勝 1 敗 3

9 スーパーコンピュータの贈り物 (3) 1997 年 IBM の Deep Blue アメリカの IBM 社はチェス専用のスーパーコンピュータとして Deep BlueⅠ の開発を始めました 1996 年 2 月勝負としては 1 勝 3 敗 2 引き分けで負けはしたのですが世界チャンピオン相手に 1 勝を挙げることができなしたその後 IBM のチームはさらに高性能な Deep BlueⅡ の開発を進め 1 年後の 1997 年 5 月世界チャンピオンに再挑戦し 2 勝 1 敗 3 引き分けで勝利しますコンピュータプログラムが世界チャンピオンに初めて勝利したのです? 無理かも 2013 年プロ棋士連合に勝利 8

10 スーパーコンピュータの現在計算機 ENIAC(1945~1955 年 ) Courtesy of Oak Ridge National Laboratory, U.S. Dept. of Energy 65 年間で計算性能は 10 兆倍以上も進歩スーパーコンピュータ京 (2011 年 ~) 9

11 スーパーコンピュータの贈り物ー現在ー 10

シングルサインオン機能の提供 ) SINET4 運用統数研スパコン運用東北大スパコン運用筑波大スパコン運用東大スパコン運用共用ストレージ運用 FOCUS アクセスポイントの設置運用 RIST 理研京運用

12 HPCI: 革新的ハイパフォーマンスコンピューティングインフラ京を中核とする国内のスパコンやストレージを高速ネットワークでつなぎ多様なユーザーのニーズに応える研究基盤窓口の一元化などにより利便性の高い利用環境を構築 HPCIの整備運営として各機関への委託事業により実施阪大スパコン運用九大スパコン運用京大スパコン運用京情報学研究所北大スパコン運用ユーザ ID 管理システム運用 ( シングルサインオン機能の提供 ) SINET4 運用統数研スパコン運用東北大スパコン運用筑波大スパコン運用東大スパコン運用共用ストレージ運用 FOCUS アクセスポイントの設置運用 RIST 理研京運用共用ストレージ運用全体運営の企画調整名大スパコン運用東工大スパコン運用 JAMSTEC スパコン運用 RIST アクセスポイントの設置運用申請利用者選定選定シングルサインオン一つのアカウントで全ての計算資源が利用可能幅広いユーザ 11

13 京による画期的な成果創出を目指す戦略分野ゲノムタンパク質予測する生命科学医療および創薬基盤新薬の開発全身組織, 臓器細胞多階層の生命現象生体分子から細胞臓器全身にわたる多階層の生命現象を予測し副作用のない革新的な医薬品が開発できる戦略機関理化学研究所新物質エネルギー創成新デバイスとエネルギーの開発新物質新現象の探索を基盤とし次世代電子デバイス開発の指針を与えクリーンエネルギーの生成の高効率化に資する戦略機関東京大学物性研究所 ( 代表 ) 自然科学研究機構分子科学研究所東北大学金属材料研究所防災減災に資する地球変動予測台風の進路や集中豪雨の予測 NICAM による全球 3.5km シミュレーション全球雲解像モデルにより台風の進路や集中豪雨の高精度予測が可能となり効果的な防災減災対策に資する戦略機関海洋研究開発機構次世代ものづくり設計プロセスの革新独創的要素技術の創造組合せ最適化丸ごと性能評価を可能としものづくりプロセスの革新とイノベーション創出に資する非定常空力振動連成解析による低空気抵抗低揺動車の開発戦略機関東京大学生産技術研究所 ( 代表 ) 宇宙航空研究開発機構日本原子力研究開発機構物質と宇宙の起源と構造物質の起源と宇宙の構造形成ビッグバンに始まる宇宙において極微の素粒子から元素合成そして星銀河形成に至る物質と宇宙の起源と構造を統一的に解明する戦略機関筑波大学計算科学研究センター( 代表 ) 高エネルギー加速器研究機構自然科学研究機構国立天文台資料提供 : 大阪大学理化学研究所分子科学研究所東京大学海洋研究開発機構東京大学生産技術研究所筑波大学他 12

14 スーパーコンピュータの贈り物ー未来ー 19

15 日本でのポスト京計画 2014 年 3 月 14 日 HPCI 計画推進委員会 ( 第 17 回 ) 今後の HPCI 計画推進のあり方に関する検討ワーキンググループ ( 第 25 回 ) 合同会議配付資料 20

16 再びスーパーコンピュータの贈り物実験科学理論科学そして計算科学の連携を強化しましょう実験科学計算科学理論科学自然科学実験科学と理論化学そして計算化学との実りある協力関係を作り上げ他の方法では解けない問題をも解くその道を切り拓いていく 21

17 再びスーパーコンピュータの贈り物スーパーコンピュータを活用し科学そのものを総合化しませんか科学の総合化が必要な研究課題の例例 1: より良い健康のための疾患関連遺伝子の探索研究と遺伝子診断例 2: 安心と安全のための津波予想と防災減災 22

18 ありがとうございました戦略分野 1 予測する生命科学 : 医療および創薬基盤理化学研究所 HPCI 計算生命科学推進プログラムのみなさんに感謝します 23

Microsoft PowerPoint - 全体討議座長冒頭発現用2009_ ppt

Microsoft PowerPoint - 全体討議座長冒頭発現用2009_ ppt 次世代スーパーコンピューティングシンポジウム 2009 全体討議世界に誇る拠点を目指して座長 : 中央大学理工学部教授土居範久 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 世界の HPC の動向 (1) TOP500 における国別シェア推移 (1993-2009) その他インド中国フランス英国ドイツ日本米国 2009/Jun 1994/Jun 1994/Nov