世界4位の速さになったスペインのスーパーコンピューター

すべてが順調に行けば、MareNostrum V は 2022 年後半に稼働を開始する予定です。これは、バルセロナ スーパーコンピューティング センター – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS) によって管理されている、この名前を持つ 5 番目のスーパーコンピューターです。物語は 2004 年に遡り、スペイン、ヨーロッパ、そして世界の参考となるスーパーコンピューターを構築するための第一歩が踏み出されました。

最初のものは MareNostrum と名付けられ、マドリッドのIBM テクニカル センターで建設され、その後バルセロナの高級施設、トッレ ジローナ礼拝堂に移設され、いくつかの賞を受賞しました。ほぼ 20 年後、BSC-CNS は 765 人の専門家に直接雇用を提供し、6 つの関連会社の創設を促進し、MareNostrum の歴代バージョンは世界最速のスーパーコンピューターのリファレンス リストである TOP500 にランクインしています。私たちが最後に知っているのは、昨年 10 月に BSC-CNS が新しい本部を開設したということです。約 12,000 平方メートルの敷地には、オフィス、研究室、そしてこのスーパーコンピューティング センターの主力スーパーコンピューターである MareNostrum V として知られるものが収容されます。

2005 年に設立されたバルセロナ スーパーコンピューティング センター (国立スーパーコンピューティング センター) は、最高のスーパーコンピューターを実現する競争に主役として参加してきました。中国と米国が主導する競争。年に 2 回更新される TOP500 リストを見るだけで済みます。そもそも、それらの国のスーパーコンピューターは必ず存在します。時には日本人やヨーロッパ人がこっそり入ってくることもあります。奇妙なことに、2004 年 11 月のリストでは、バルセロナを拠点とするヨーロッパのマシンが 4 位を占めていました。最初のMareNostrum。このプロジェクトは順調にスタートし、このような競争の激しい分野で足場を築くために戦い続けています。

スーパーコンピューターは何のためにあるのでしょうか?

2004 年に旅行する前に、スーパーコンピューターとは何なのかを見てみましょう。これらは高価で、多くのスペースを占め、短期間で陳腐化してしまい、多くのエネルギーを消費します。これらを立ち上げるには、民間企業や行政と、さまざまな分野や知識分野の大学、研究センター、科学者との協力と投資が必要です。スーパーコンピューターはそんなに重要ですか？

BSC-CNS が支援する最新の研究を見ると、なぜスーパーコンピューターが必要なのかがわかります。あるいは科学者たち。スーパーコンピューティングを使用すると、通常のコンピューターよりもはるかに高速で複雑な計算を実行できます。そのため、MareNostrum の責任者は、スペインやヨーロッパの企業、大学、研究センターから研究を加速するよう依頼を受けています。最終的にリストに掲載され、実質的に中断なく発生するリクエスト。スーパーコンピューターは決して眠らない。 iPhone がどれほど強力であっても、スーパーコンピューターはさらに強力です。

スーパーコンピューターのおかげで、私たちはシミュレーションを作成し、確率を計算し、気候変動、DNA、人工知能、新しいエネルギー源、またはハリケーンや火山噴火などの気候現象の予測に関連する大きな科学的疑問への答えを得ることができます。これはすべて、スーパーコンピューターが膨大な量のデータを処理し、人間が達成するには数生涯かかるような速度でデータを理解できるという事実のおかげです。

最初のMareNostrumが打ち上げられる

MareNostrum 1 は 2005 年 4 月 12 日にバルセロナで開幕します。上で述べたように、それはカタルーニャ工科大学の牧師館の隣にあるトッレ・ジローナ礼拝堂に設置されています。さらに、この建物の内部には、スーパーコンピューターを保護し、適切な環境を維持しやすくするガラスのドームがあります。このスーパーコンピューターの象徴または特徴の 1 つである、実質的にユニークな建物。 150 平方メートル、重さ 45 トンのこの機械を実現するには、当時の教育科学省、カタルーニャ州政府、カタルーニャ工科大学が協力する必要がありました。そしてその製造には、7000万ユーロの予算をかけてIBMが独占的に参加した。

プロジェクトの最も目立つ顔は何ですか?マテオ バレロ 氏は、当時コンピュータ アーキテクチャの教授であり、UPC の教授であり、それ以来今日に至るまで、このスーパーコンピュータを収容および管理するBSC-CNS センターの所長を務めています。正確に言えば、MareNostrum スーパーコンピューターの立ち上げとともに、国立スーパーコンピューティング センターも誕生しました。これにより、その適切な機能と継続的な更新が保証されます。

当時の報道にあるように、MareNostrum は、地球科学、生命科学、コンピューターサイエンスの3 つの研究分野で最初の事例を起こしました。これは、環境、航空学、気象学、エネルギー、ナノテクノロジー、化学、計算物理学に関連するプロジェクトにつながります。

4,500 個を超えるプロセッサ

バルセロナで MareNostrum 1 を稼働させる前に、IBM はそれを構築する必要がありました。プロジェクトのこのフェーズは、マドリードのサン フェルナンド デ エナレスにあるIBM テクニカル センターで 2 か月間開発されました。そこでスーパーコンピューターが構築され、性能テストが行​​われました。合計150平方メートル、重さ45トン。キューブ型のガラスケースに守られた大型の機械。これにより、湿度や温度などの制御が容易になります。

IBM が開発を担当したこのスーパーコンピューターのプロセッサーは、 PowerPC 970 FXシングルコア 2.2 GHz で、合計 4,812 個のプロセッサーが搭載されていました。これらは、 BladeCenterと呼ばれる 163 個のキャビネット内に配置された 2,406 台の IBM JS20 サーバー(サーバーあたり 2 つのプロセッサ) にインストールされました。次に、サーバーは Myrinet ネットワーク テクノロジーと光ファイバー ケーブルを使用して接続されました。

詳細については、MareNostrum 1 のテクニカル シートを参照してください。9.6 TB のメイン メモリと 236 TB のストレージを備えていました。これを可能にするために、7 つのラックに編成された 20 台のストレージ サーバーが設置されました。合計で、それぞれ 512 GB の容量のディスクが 560 個あります。ファイルシステムにはGPFS(Global Parallel File System)を採用した。そして、これらすべてのソフトウェアを管理するために、当時人気のあったドイツのディストリビューションであるSuSe Linuxが使用されました。

消費電力については、当時の報道によれば、動作に必要なエネルギーは600KWで、これは100ワット電球6,000個に相当します。もちろん、MareNostrum のこの最初のバージョンには追加の冷却システムは必要ありませんでした。

2004 年で 4 番目の速さ

MareNostrum が IBM の施設で構築されると、そのパフォーマンスを確認するために関連するテストが実行されました。 Linpackと呼ばれるこのテストでは、ピーク処理能力が 31,363 テラフロップスという結果になりました。そして、持続速度は 20,530 テラフロップスです。これらの結果により、この偉大なスーパーコンピューターはスペイン最速、ヨーロッパ最速、世界で 4 番目の速さとしてリストのトップになりました。

したがって、2004 年 11 月の TOP500 リストでは、米国のスーパーコンピュータが 3 台、日本のスーパーコンピュータが 1 台、そして MareNostrum が 4 位にランクインしました。ヨーロッパとスペインのスーパーコンピューティングにおける画期的な出来事。そしてそれ以来、それは繰り返されていません。歴代の MareNostrum は TOP100 内に登場していますが、当初の順位を大幅に下回っています。

スーパーコンピューターの TOP500 が次々と更新される中で、日本、ドイツ、スイスなどのあまり代表的ではない国に加え、中国と米国からのますます野心的な提案が登場するでしょう。今回のケースでは、2004 年 11 月から 2005 年 11 月までの 1 年間で、MareNostrum は4 位から 8 位に落ちました。それがこの分野の競争力です。

しかし、このスーパーコンピュータは 2006 年に拡張されたため、2006 年 11 月の TOP500 ではより良い位置に表示されることになります。具体的には、62.6 テラフロップス (最高 94.2 テラフロップス) の記録のおかげで 5 位になりました。これを実現するために、JS21 サーバーでは元のプロセッサが 5,120 個のデュアルコア プロセッサに置き換えられました。メモリも 20 テラバイト、ストレージも 390 テラバイトに拡張されました。 MareNostrum は後継機である MareNostrum 2 に道を譲ることになります。

この記事は、ヨーロッパの他の 7 台のスーパーコンピューターとともにまだ製造待ちの MareNostrum V から始めました。現在、 MareNostrum 4 はスペインにおけるスーパーコンピューティングの主な代表であり、欧州レベルの大きな柱となっています。中国と米国への技術依存をやめたい欧州。しかし、それはまた別の話です。