ターゲット・アプリケーション・ソフトウェア候補の選定について

2006年4月

独立行政法人 理化学研究所
次世代スーパーコンピュータ開発実施本部

  • スーパーコンピュータの計算速度を測る指標としては、“LINPACK”と呼ばれる線形計算のベンチマークテストがあり、J.DongarraらによるTOP500のリストもこれに基づいて作成されている。しかしながら、LINPACKは計算機性能の一面を表しているに過ぎず、LINPACKだけを指標としてコンピュータの設計を行うと、実用の際に期待された計算速度が得られなかったり、ユーザーにとって使いにくいハードウェアとなるおそれがある。このため、次世代スーパーコンピュータの開発にあたっては、次世代スーパーコンピュータの稼動開始が予定されている2010年頃にペタスケールのコンピュータを必要とする重要なアプリケーション・ソフトウェア(=「ターゲット・アプリケーションソフトウェア」)が、最も速く動作するようにコンピュータ・アーキテクチャを決定することが重要となる。

  • 理化学研究所では、現存するアプリケーション・ソフトウェアの中から「ターゲット・アプリケーション・ソフトウェア」を選定し、それらのアルゴリズムの分析、カーネルの抽出等を行って、次世代スーパーコンピュータのアーキテクチャを評価するためのベンチマークとして用いることとした。このため、次世代スーパーコンピュータの開発の基本戦略を審議する次世代スーパーコンピュータ開発戦略委員会(以下「開発戦略委員会」という。)の下に「アプリケーション検討部会」(資料1)を設置するなどして検討を行い、21種(予備4種)のターゲット・アプリケーション・ソフトウェアの候補を選定した(資料2)。

  • 今後、これらのアプリケーション・ソフトウェアの所有者等からソースコード等のデータを収集し、分析を行った上で、次世代スーパーコンピュータのアーキテクチャを評価するためのベンチマークテストプログラムを作成する。そして、これらのベンチマークテストプログラムを用いて、本年夏までに次世代スーパーコンピュータの複数のアーキテクチャ案についての実行予測評価を行い、次世代スーパーコンピュータのアーキテクチャの決定に資することとしている。

(資料1)アプリケーション検討部会委員名簿(平成17年度)

  
氏 名
所 属
部会長 平尾 公彦 東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻 教授
副部会長 中村 春木 大阪大学 蛋白質研究所 教授
   宇川 彰 筑波大学 計算科学研究センター センター長
数理物質科学研究科 教授
   梅谷 浩之 日本自動車工業会
   大峯 巌 名古屋大学大学院理学研究科 教授
   加藤 千幸 東京大学生産技術研究所計算科学技術連携研究センター
センター長 教授
   川田 裕 三菱重工業株式会社 高砂研究所
技監・主幹研究員
   北浦 和夫 産業技術総合研究所 計算科学研究部門 総括研究員
   木寺 詔紀 横浜市立大学 大学院総合理学研究科 教授
   阪口 秀 地球内部変動研究センター地殻ダイナミクス研究グループ
グループリーダー
   住 明正 東京大学気候システム研究センター 教授
   泰地真弘人 理化学研究所 ゲノム科学総合研究センター
高速分子シミュレーション研究チーム チームリーダー
   高田 彰二 神戸大学理学部 助教授
   寺倉 清之 北海道大学 創成科学共同研究機構 特任教授
   土井 正男 東京大学大学院 工学系研究科 教授
   中村振一郎 株式会社三菱化学科学技術研究センター
計算科学研究所 所長
   西島 和三 持田製薬 開発本部 主事
   平田 文男 自然科学研究機構分子化学研究所 教授
   平山 俊雄 日本原子力研究開発機構 システム計算科学センター 次長
   姫野龍太郎 理化学研究所次世代スーパーコンピュータ開発実施本部
開発グループ グループディレクター
   樋渡 保秋 金沢大学大学院自然科学研究科 教授
   藤井 孝蔵 宇宙航空研究開発機構情報・計算工学センター センター長
   古村 孝志 東京大学地震研究所 助教授
   牧野内昭武 理化学研究所 ものつくり情報技術統合化研究プログラム
プログラムディレクター
   松本洋一郎 東京大学大学院 工学系研究科 機械工学専攻 教授
   觀山 正見 自然科学研究機構国立天文台 教授・副台長
   山形 俊男 地球フロンティア研究センター気候変動予測研究プログラム
プログラムディレクター
オブザーバー    
   渡辺 貞 文部科学省スーパーコンピュータ整備推進本部副本部長・
プロジェクトリーダー
   高田 俊和 文部科学省スーパーコンピュータ整備推進本部リーダー補佐


(資料2)ターゲット・アプリケーション・ソフトウェア候補

  (候補アプリ21種+次候補4種)

ライフ分野  
    名 称
候補 巨大タンパク質系の第一原理分子動力学計算
候補 タンパク質立体構造の予測
候補 血流解析シミュレーション
候補 オーダーメード医療実現のための統計的有意差の検証
候補 薬物動態の解析・予測
候補 遺伝子発現実験データからの遺伝子ネットワークの推定
次候補 蛋白質―薬物ドッキング計算
       
物理分野 
    名 称
候補 天体の起源を探る超大規模重力多体シミュレーション
候補 格子QCDシミュレーションによる素粒子・原子核研究
       
ナノ分野 
    名 称
候補 分子動力学計算
候補 FMO 分子軌道法計算
候補 粗視化分子動力学計算
候補 実空間第一原理分子動力学計算
候補 平面波展開第一原理分子動力学計算
候補 溶液中の電子状態の統計力学的解析
次候補 低次元強相関電子系の数値繰り込み群による解析
       
地球科学分野 
    名 称
候補 地震波伝播・強震動シミュレーションモデル
候補 全球雲解像大気大循環モデル
候補 超高解像度海洋大循環モデル
次候補 全球雲渦解像結合モデル
       
工学分野  
    名 称
候補 有限要素法による構造計算
候補 有限差分法によるキャビテーション流れの非定常計算
候補 航空機解析における圧縮性流体計算
候補 Large Eddy Simulation (LES) にもとづく非定常流体解析
次候補 ボクセル手法による流体構造連成解析


(参考)

<検討の経緯>

2006年

1月24日 第1回開発戦略委員会
(アプリケーション検討部会の設置)
   
1月25日 第1回アプリケーション検討部会
(設置趣旨の確認及びと今後の活動の審議)
  ↑
[各委員によるターゲット・アプリケーション候補の調査及び提案]
  ↓
3月 1日 第2回アプリケーション検討部会
(提案アプリケーション(107種)のリスト及び優先順位付けの方法の審議、分野別会合の開催)
  ↑
[各委員による提案アプリケーションの評価]
    ↓ 
3月30日 第3回アプリケーション検討部会
(提案アプリケーションの評価結果のとりまとめ、分野別の審議、優先順位の決定)
  
4月10日 第2回開発戦略委員会
(ターゲット・アプリケーション候補の選定)
  

 

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