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(HPCI)の 取 組 について( 追 加 報 告 ) 参 考 資 料 京 の 成 果 事 例 1
成 果 トピック 京 以 外 のHPCI 一 般 利 用 課 題 ; スーパーコンピュータで 解 き 明 かす 超 弦 理 論 の 物 理 課 題 番 号 hp120162 課 題 代 表 者 : 花 田 政 範 氏 ( 京 都 大 学 基 礎 物 理 学 研 究 所 ) この nature のニュースに 取 り 上 げられた 論 文 は ご く 最 近 Science に 受 理 され た 京 算 百 景 第 5 号 記 事 ( 平 成 26 年 3 月 10 日 発 行 ) 2
京 の 最 近 の 成 果 提 供 : 理 化 学 研 究 所 2013 年 12 月 5 日 プレスリリース 京 の 計 算 能 力 を 引 き 出 す 新 開 発 ソフトウェア EigenExa(アイゲンエクサ) 概 要 新 開 発 のソフトウエア EigenExa(アイゲンエクサ) が 京 のシミュレーションで 使 用 するアプリケーションの 計 算 速 度 を 飛 躍 的 に 向 上 させることを 実 証 しました 実 際 にこのソフトウェ アを 京 で 使 い 世 界 最 大 規 模 である 計 算 (100 万 100 万 の 行 列 での 固 有 値 計 算 )を 行 った 結 果 京 登 場 以 前 は1 週 間 程 度 かかると 考 えられてきた 計 算 時 間 を わずか1 時 間 に 短 縮 することに 成 功 今 後 半 導 体 のデバイス 設 計 や 新 材 料 開 発 新 薬 の 探 索 など を 行 うための 大 規 模 コンピュータシミュレーションに 加 え バイ オインフォマティクス( )や 社 会 科 学 などで 用 いられるデータ の 相 関 関 係 を 解 析 するスピードアップに 期 待 が 寄 せられます この EigenExa は 一 般 にも 公 開 されています バイオインフォマティクス 生 物 情 報 科 学 ともいい ゲノムなど 生 物 に 関 係 する 膨 大 なデータをコンピューターで 解 析 する 研 究 分 野 理 化 学 研 究 所 (プレスリリース:http://www.riken.jp/pr/press/2013/20131205_1/) 3
京 の 最 近 の 成 果 提 供 : 理 化 学 研 究 所 2013 年 9 月 20 日 プレスリリース 京 を 利 用 した 世 界 初 の 超 高 解 像 度 全 球 大 気 シミュレーションで 積 乱 雲 をリアルに 表 現 ~ 台 風 や 集 中 豪 雨 などの 発 生 メカニズムの 解 明 に 寄 与 ~ 概 要 理 化 学 研 究 所 計 算 科 学 研 究 機 構 海 洋 研 究 開 発 機 構 東 京 大 学 大 気 海 洋 研 究 所 の 共 同 研 究 チームは スーパー コンピュータ 京 を 使 って 水 平 格 子 間 隔 1km 未 満 の 超 高 解 像 度 の 全 球 大 気 シミュレーションを 行 うことに 世 界 で 初 めて 成 功 し この 結 果 から 水 平 格 子 2km 未 満 の 解 像 度 にすることでこれまでは 詳 細 に 表 現 することが 難 しかった 積 乱 雲 を 非 常 に 良 く 表 現 できることを 明 らかにしました 本 研 究 により 一 つ 一 つの 積 乱 雲 から 全 球 規 模 の 積 乱 雲 群 との 相 互 の 関 係 をより 正 確 に 調 べることが 可 能 となり 甚 大 な 被 害 をもたらす 積 乱 雲 群 である 台 風 や 集 中 豪 雨 などの 発 生 メカニズムの 解 明 雲 の 気 候 への 影 響 の 研 究 などに 寄 与 することが 期 待 できます 図 :2012 年 8 月 25 日 12 時 ( 世 界 標 準 時 )の 全 球 の 雲 分 布 理 化 学 研 究 所 (プレスリリース:http://www.riken.jp/pr/topics/2013/20130920_1/) 4
京 の 最 近 の 成 果 提 供 : 理 化 学 研 究 所 2013 年 9 月 5 日 プレスリリース 磁 性 材 料 の 材 料 設 計 に 活 用 できる 新 たなシミュレーション 技 術 を 開 発 ~ジスプロシウムなどの 重 レアアースを 使 用 しない 新 規 磁 石 材 料 の 開 発 に 期 待 ~ 概 要 富 士 通 株 式 会 社 は スーパーコンピュータ 京 を 用 いた 大 規 模 磁 化 反 転 シミュレーション 技 術 を 開 発 し 永 久 磁 石 が 磁 化 反 転 する 過 程 を 大 規 模 にシミュレーションすること に 世 界 で 初 めて 成 功 した 磁 性 材 料 における 磁 化 反 転 の 過 程 は 従 来 から 研 究 されて 図 : 多 結 晶 モデルの 磁 化 反 転 シミュレーション きたが ネオジム 磁 石 の 忠 実 なモデル 化 は 膨 大 な 計 算 量 を 要 することから その 過 程 をシミュレーションで 再 現 することが 困 難 だった 今 回 開 発 した 技 術 により 従 来 の シミュレーターでは 扱 うことができなかった 磁 性 体 の 微 細 な 磁 区 構 造 ( 図 )を 解 析 することができるようになった ハイブリッド 電 気 自 動 車 (HEV) のモーターにはジスプロシウムなどの 重 レアアースを 使 用 したネオジム 磁 石 が 採 用 されているが 今 後 重 レアアースを 使 用 しない 強 力 なネオジム 磁 石 など 新 たな 磁 性 材 料 の 研 究 開 発 の 促 進 が 期 待 される 本 技 術 は 独 立 行 政 法 人 物 質 材 料 研 究 機 構 と 連 名 で 第 37 回 日 本 磁 気 学 会 学 術 講 演 会 (9/5)で 発 表 した 富 士 通 (プレスリリース:http://pr.fujitsu.com/jp/news/2013/09/5-1.html) 0ナノ 秒 0.45ナノ 秒 0.55ナノ 秒 5
2013 年 8 月 30 日 プレスリリース 京 の 最 近 の 成 果 京 コンピュータによる 平 成 24 年 7 月 九 州 北 部 豪 雨 の 予 測 について 概 要 熊 本 県 大 分 県 福 岡 県 などに 大 きな 災 害 を 引 き 起 こした 平 成 24 年 7 月 九 州 北 部 豪 雨 による 大 雨 について 発 生 半 日 ~1 日 前 からの 計 算 で 高 い 確 率 で 予 測 できる 例 があること が 気 象 研 究 所 による 研 究 で 分 かった 図 2は 大 雨 前 日 15 時 を 初 期 値 とする 京 コンピュータによる 予 測 で 図 1に 示 す 観 測 された 大 雨 を 良 く 予 測 している 図 3 と 図 4はアンサンブル 予 報 による 最 大 降 水 量 と50mm 以 上 の 降 水 が 生 じる 確 率 の 分 布 を 示 す このような 場 所 や 強 度 を 特 定 した 確 率 的 な 大 雨 予 測 や 最 大 雨 量 に 関 する 予 測 が 半 日 ~1 日 前 に 出 来 れば 事 前 に 防 災 対 策 をとるために 大 変 有 用 な 情 報 になると 期 待 される この 計 算 には 50メンバー の 局 所 アンサンブル 変 換 カルマンフィルタ(LETKF)を 用 いた 今 回 の 結 果 は 気 象 防 災 に 関 する 京 コンピュータを 用 いる 研 究 の 最 初 の 本 格 的 な 成 果 で 将 来 的 な 集 中 豪 雨 の 予 測 の 改 善 にもつながるものと 期 待 される ( 図 1) 平 成 24 年 7 月 12 日 6-9 時 の 観 測 雨 量 ( 図 2) 前 日 15 時 を 初 期 値 とする 京 コンピュータによる 予 測 気 象 研 究 所 / 海 洋 研 究 開 発 機 構 HPCI 戦 略 プログラム( 分 野 3) (プレスリリース:http://www.mri-jma.go.jp/Topics/press/20130830/press20130830.html) (TBS 報 道 特 集 で9 月 7 日 ( 土 )に 全 国 放 送 ) 提 供 : 理 化 学 研 究 所 ( 図 3)アンサンブル 予 報 による 最 大 降 水 量 の 分 布 図 ( 図 4)アンサンブル 予 報 による 50mm 以 上 の 降 水 確 率 分 布 6
京 の 最 近 の 成 果 提 供 : 理 化 学 研 究 所 2013 年 8 月 2 日 プレスリリース 京 を 使 い10 兆 個 の 結 合 の 神 経 回 路 のシミュレーションに 成 功 - 世 界 最 大 の 脳 神 経 シミュレーション- 概 要 京 を 使 って 世 界 最 大 の 脳 神 経 シミュレーションに 成 功 した( 理 研 ユーリッヒ 研 究 所 (ドイツ) 沖 縄 科 学 技 術 大 学 院 大 学 の 共 同 チーム による 研 究 ) 10 兆 個 の 結 合 の 神 経 回 路 のシミュレーションは 過 去 最 大 の 規 模 であるが これは 巨 大 な 人 間 の 脳 の 神 経 回 路 の1% 程 度 の 規 模 に 過 ぎない 今 回 の 成 功 では 人 間 の 脳 全 体 のシミュレーションに 必 要 なメモリー 量 と 計 算 速 度 の 比 率 が 分 かり その 結 果 を 今 後 のスパコンの 開 発 や ソフトウェアの 設 計 に 活 かし 脳 全 体 のシミュレーションの 研 究 を 進 め ていくことが 期 待 されている 図 :JUQUEEN によるNESTと 京 によるNESTの シミュレーション 結 果 の 比 較 理 化 学 研 究 所 (プレスリリース:http://www.riken.jp/pr/topics/2013/20130802_2/) OIST( 沖 縄 科 学 技 術 大 学 院 大 学 ) (プレスリリース:http://www.oist.jp/ja/news-center/news/2013/8/8/11615) ユーリッヒ 研 究 所 ユーリッヒ 研 究 所 が 保 有 するスパコン JUGENE ( 前 システム) JUQUEEN ( 現 システム)と 理 研 が 保 有 するスパコン 京 それ ぞれによるNESTのシミュレーション 結 果 の 比 較 青 がJUGENE 水 色 がJUQUEEN 赤 が 京 による 計 算 を 示 す 京 の 方 がコア あたりのメモリー 量 が 多 いため 大 規 模 なシミュレーションが 可 能 となった (プレスリリース( 英 語 ):http://www.fz-juelich.de/shareddocs/pressemitteilungen/uk/en/2013/13-08-02largestsimulation.html) 7
京 の 最 近 の 成 果 提 供 : 理 化 学 研 究 所 2013 年 8 月 1 日 プレスリリース 京 コンピュータを 用 いてリチウムイオン 電 池 電 解 液 の 還 元 反 応 機 構 を 解 明 ~リチウムイオン 電 池 の 性 能 と 安 全 性 向 上 に 向 けた 計 算 機 材 料 設 計 の 道 を 拓 く~ 概 要 パソコンやスマホなどに 広 く 普 及 しているリチウムイオン 電 池 今 後 高 容 量 高 出 力 が 必 要 な 電 気 自 動 車 や 家 庭 用 蓄 電 装 置 などの 利 用 が 増 え ていく 普 及 には 長 寿 命 化 や 安 全 性 の 向 上 が 課 題 であり それを 左 右 するのが 電 解 液 が 還 元 反 応 して 電 極 上 に 形 成 される 被 膜 SEI 膜 の 性 能 である この 被 膜 ができる 過 程 は 直 接 観 察 することができず どの ようにして 被 膜 ができるのかが 謎 のままであった 独 立 行 政 法 人 物 質 材 料 研 究 機 構 は 富 士 フイルム 株 式 会 社 と 共 同 で 京 上 で 化 学 反 応 シミュレーションを 実 行 し リチウムイオン 電 池 の 性 能 と 安 全 性 の 鍵 となる 被 膜 形 成 につながる 電 解 液 の 還 元 分 解 反 応 を 分 子 レベルで 明 らかにすることに 成 功 し た この 成 果 を 長 寿 命 で 高 い 安 全 性 を 有 するリチウムイオン 電 池 の 開 発 に 利 用 していく 物 質 材 料 研 究 機 構 科 学 技 術 振 興 機 構 (プレスリリース:http://www.nims.go.jp/news/press/2013/08/p201308010.html) 富 士 フィルム (プレスリリース:http://www.fujifilm.co.jp/corporate/news/articleffnr_0796.html) 図 :EC 溶 媒 中 の 重 合 反 応 の 最 終 生 成 物 添 加 剤 導 入 時 のSEI 形 成 の 素 材 となる 8
補 足 9
1. 成 果 の 取 扱 い 利 用 者 による 成 果 の 公 表 登 録 と 登 録 機 関 による 成 果 の 取 扱 い HPCIポータル 利 用 報 告 書 課 題 終 了 後 60 日 以 内 提 出 広 く 国 民 に 向 けた 成 果 の 公 表 を 促 進 課 題 終 了 後 3 年 以 内 成 果 発 表 データベース 公 開 異 分 野 間 の 利 用 者 相 互 の 情 報 交 換 研 究 技 術 交 流 の 促 進 知 的 公 共 財 としての 成 果 を 社 会 に 積 極 的 に 公 表 普 及 還 元 成 果 登 録 以 下 のいずれかを 発 表 登 録 査 読 付 き 論 文 京 利 用 研 究 成 果 集 等 企 業 の 公 開 技 術 報 告 書 特 許 成 果 公 表 を 促 進 する 方 策 10
2. 広 く 国 民 に 向 けた 成 果 の 公 表 促 進 京 コンピュータ シンポジウム 対 象 : 一 般 報 道 機 関 目 的 : 京 により 創 出 された 成 果 及 びその 成 果 が 国 民 生 活 へもたらす 効 果 をアピールするとともに エクサスケールコン ピュータ 実 現 へ 向 けた 理 解 増 進 を 支 援 内 容 : 京 により 創 出 された 成 果 紹 介 を 含 む 講 演 と 展 示 広 報 誌 京 算 百 景 による 成 果 紹 介 対 象 : 一 般 大 学 法 人 企 業 京 の 利 用 者 など 目 的 : 広 報 誌 のCLOSE UP(トピックス)コーナーに 利 用 事 例 を 毎 号 掲 載 広 く 一 般 向 けに 成 果 事 例 を 紹 介 これまで 紹 介 記 事 HPCIシステムによる 宇 宙 最 大 爆 発 ガンマ 線 バースト 解 明 への 調 整 京 コンピュータにおけるペタスケール 核 融 合 プラズマ 乱 流 シミュレーションの 開 発 リチウムイオン 電 池 内 の 反 応 過 程 を 解 明 長 寿 命 化 と 安 全 性 向 上 への 寄 与 に 期 待 世 界 初! 全 原 子 系 大 規 模 シミュレーションによる 粘 着 剤 の 接 着 界 面 挙 動 解 明 全 長 100メートルの 風 洞 を 忠 実 に 再 現 建 設 業 界 で 初 めて 最 大 100 億 格 子 の 計 算 で 風 圧 を 予 測 成 果 事 例 集 による 成 果 紹 介 対 象 : 一 般 大 学 法 人 企 業 など 目 的 : 京 を 含 むHPCI 利 用 研 究 課 題 の 研 究 成 果 から 産 業 利 用 への 応 用 に 役 立 つもの 国 民 の 関 心 が 高 いものを 選 び 広 く 国 民 に 分 かりやすく 説 明 第 1 集 の 成 果 事 例 心 臓 疾 患 の 原 因 解 明 医 薬 品 の 開 発 を 大 幅 に 効 率 化 ( 医 療 創 薬 分 野 ) リチウムイオン 電 池 の 高 出 力 化 長 寿 命 化 と 安 全 性 向 上 に 期 待 ( 物 質 エネルギー 分 野 ) 自 動 車 の 走 行 安 定 性 安 全 性 向 上 をめざして(ものづくり 分 野 ) 高 精 度 津 波 遡 上 シミュレーションで 正 確 な 被 害 を 予 測 ( 環 境 減 災 分 野 ) 11
3. 異 分 野 間 の 利 用 者 相 互 の 情 報 交 換 研 究 技 術 交 流 の 促 進 中 間 報 告 会 対 象 : 利 用 研 究 課 題 の 参 加 者 及 び 計 算 科 学 に 関 心 を 持 つ 研 究 者 開 催 時 期 と 参 加 者 数 : 平 成 24 年 度 下 期 (2013/3/14 15) のべ 約 330 名 参 加 平 成 25 年 度 上 期 (2014/10/2 3) のべ 約 340 名 参 加 目 的 : 京 を 含 むHPCI 利 用 研 究 課 題 の 進 捗 報 告 を 通 じ 利 用 者 の 生 の 声 を 把 握 し 利 用 促 進 に 反 映 すると ともに 利 用 情 報 から 必 要 な 資 源 の 適 切 な 配 分 や 運 用 改 善 へのフィードバックを 推 進 国 内 外 の 研 究 者 間 異 なる 分 野 の 研 究 者 間 の 情 報 交 換 研 究 技 術 交 流 を 促 進 内 容 : 平 成 24 年 度 ~ 平 成 25 年 度 利 用 研 究 課 題 の 進 捗 報 告 および 成 果 について 口 頭 発 表 とポスターセッ ションを 実 施 効 果 : 京 の 利 用 実 績 ( 一 般 利 用 枠 ) 平 成 24 年 度 下 期 57.3% 平 成 25 年 度 上 期 77.1% 京 における 早 期 の 成 果 創 出 に 向 け 加 速 すべき 課 題 に 資 源 を 追 加 配 分 京 の 利 用 可 能 な 計 算 資 源 の5% 相 当 ( 平 成 25 年 度 下 期 ) 成 果 報 告 会 ( 計 画 ) 対 象 : 利 用 研 究 課 題 の 参 加 者 及 び 計 算 科 学 に 関 心 を 持 つ 研 究 者 開 催 時 期 : 平 成 26 年 度 中 ごろ 目 的 : 京 を 含 むHPCI 利 用 研 究 課 題 実 施 により 生 み 出 された 成 果 の 発 表 を 通 じ 国 内 外 の 研 究 者 間 ま た 異 なる 分 野 の 研 究 者 間 の 連 携 協 力 及 び 交 流 を 促 進 成 果 の 普 及 を 推 進 内 容 : 平 成 24 年 度 ~ 平 成 25 年 度 利 用 研 究 課 題 の 成 果 について 口 頭 発 表 とポスターセッションを 実 施 12
４ 成果発表データベース https://www.hpci office.jp/hpcidatabase/publications/search.html [成果の種類] 論文 査読付き 論文 査読なし 国際会議 シンポジウム 国内学会 シンポジウム 研究会等 一般向講演会 セミナー等 新聞 TV Web配信 雑誌 広報誌等 書籍 プログラム データベース公開 特許出願 取得 検索画面 [成果の登録] 利用者による随時登録 [成果情報の最新登録件数] : 1237件 平成26年4月8日現在 検索結果 一覧 検索結果 詳細 13