NVIDIA、スーパーコンピュータでアクセラレータの採用が広がると発表

NVIDIAは、世界のスーパーコンピュータのTop500リストを見ると、スーパーコンピュータ業界の未来を形作っているのはアクセラレーテッド・システムであることが明らかであると発表した。

＜TOP500リストのハイライト＞
・1/3のFLOPSがアクセラレータを採用
・新しいアクセラレーテッド・スーパーコンピュータ、24台のうち23台がNVIDIA Tesla GPUを採用
・Teslaスーパーコンピュータ、過去5年間で48％もの年平均成長率を達成

今回は、100台を超えるアクセラレーテッド・システムが、パワフルなスーパーコンピュータのTop500リストに入った。3桁の大台に乗ったのは、このリストが公表されるようになってから初めてのことだ。アクセラレーテッド・システムの処理能力は、合計で143ペタフロップスと、リスト合計の 1/3以上に達している。 Tesla® GPUベースのスーパーコンピュータは70台で、今回新登場となった24台のうち23台を占めている。この結果、過去5年にわたる総合成長率は50％近い値となった。
ハイパフォーマンス・コンピューティングの世界にアクセラレータが普及している理由は、3つある。

1つ目は、ムーアの法則が実現する速度が低下を続けており、効率的に処理能力を高められる新たな方法を模索しなければならなくなったことが挙げられる。

2つ目は、広く普及しているものの大半がそうだが、たくさんのアプリケーションがすでにGPUアクセラレーテッドとなっている点だ。

3つ目は、アクセラレータならある程度の投資でスループットを大幅に高め、スーパーコンピューティング・サイトやハイパースケール・データセンタの効率を最大化できる点だ。

10カ国における各国最速のスーパーコンピュータを含め、世界をリードするシステムの多くがNVIDIA Teslaアクセラレータを採用している。オークリッジ国立研究所にある米国最速のTitan、モスクワ国立大学にあるロシア最速のLomonosov 2、スイス国立コンピューティングセンターにある欧州最速のPiz Daintなどだ。

■ムーアの法則の実現速度低下

トランジスタの大きさが原子のスケールに近づいた結果、消費電力やコストの大幅な上昇なしにマイクロチップのパフォーマンスを高めるのは難しくなってしまった。こうして18カ月ごとにパフォーマンスの倍増を期待するわけにいかなくなったにもかかわらず、計算処理に対する需要は急増を続けている。 CPUと協調し、科学計算や工業計算のパフォーマンスを劇的に高めるアクセラレータが普及した背景には、このような理由がある。

■何百種類ものHPCアプリケーションがGPUアクセラレータをサポート

2008年以来、Teslaプラットフォームは右肩上がりで拡大しており、サポートする科学計算やエンジニアリング、データ解析といったアプリケーションの数が順調に増え続けている。いま、GPUアクセラレーテッド・アプリケーションの数は370個に達している。

テック業界の調査会社、Intersect360 Researchが先日行った調査によると、いま、普及率でトップ50にランクされるHPCアプリケーションのうち70％近く――トップ10については 90％――GPUアクセラレーテッド・コンピューティングをサポートしている。たとえば、数値流体力学アプリケーションのANSYS Fluent、分子動力学アプリケーションのGROMACS、そして、別途ブログで発表したように、原子論的シミュレーションのアプリケーション、 VASPなどが挙げられる。VASPは、原子一つひとつの挙動を電子レベルでモデル化する際、世界中の研究者に利用されているアプリケーションだ。

■データセンタ・スループットをGPUで改善

スーパーコンピューティングやハイパースケール・データセンタを実現しようと思うと、すぐ、何億万ドルものお金がかかってしまう。今までは、ムーアの法則が順調に作用していたので、CPUをアップグレードすれば増加する需要に対応することができた。そういう時代は、もう、過去のものとなった。

GPUアクセラレーテッド・コンピューティングが登場した今は、NVIDIA Teslaアクセラレータを追加してスループットを高めて需要に対応するという形にすれば、データセンタに対して行ってきた巨額の投資を有効活用できる。

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