[スーパーコンピュータ「京」施設におけるエネルギー管理の実際]

スーパーコンピュータ「京」(けい)施設におけるエネルギー管理の実際≪前編≫

― 空冷・水冷を併用したコンピュータ冷却システムの設計―
2014/09/01
(月)
SmartGridニューズレター編集部

2011 年6 月と11 月に、2 期連続で世界最高速を達成したスーパーコンピュータ「京」(けい)は、2011 年4 月からの部分運用の開始以来、安定かつ安全に稼動している。「京」が設置されている建物は計算科学の総合的研究施設であり、3,000m2(約50m×60m)の広大なコンピュータ設置面積に加え、最大で電力消費量約14MWのコンピュータ発熱といった、他のデータセンターなどの施設にはない特徴を備えている。同施設の設備設計や運用についてはどのような工夫がなされているか、前後編の2 回にわたって紹介する。なお本記事は、株式会社日建設計 設備設計部門 設備設計部長 長谷川巌氏、独立行政法人理化学研究所 計算科学研究機構 運用技術部門 施設運転技術チーム チームヘッド(取材当時) 関口芳弘氏への取材をベースにまとめたものである。

1. スーパーコンピュータ「京」とは?計算科学の総合的研究施設の概要

 スーパーコンピュータ「京」は、事業主体を文部科学省、開発および運用主体を理化学研究所として、10ペタフロップス注1、つまり毎秒1京回=10,000兆回以上の計算能力をもった、高性能スーパーコンピュータの開発と利用を目的として、2006年にプロジェクトが開始された。

 同施設(建屋)は2008年3月に工事が着手され、2010年5月に竣工された。そして翌2011年4月より部分運用が開始され、現在に至っている(表1、図1)。
 
 
 
 その間、2011年に世界最速を達成し、2014年6月には「TOP500」において世界第4位となっているが、CPU利用時間内のうちのCPUが演算を行っている割合、あるいは、理論上の最大性能のうち、実際に発揮できる性能は93.2%で、1位の中国「天河2号」(61.7%)、2位の米国「タイタン」(64.9%)と比べても優位な数値を出している。
 「京」コンピュータの利用は、表2に示す5分野の戦略プログラムを主な目的とし、現在さまざまな大学や研究機関、企業が利用している(表3)。
 
 
スーパーコンピュータを利用してシミュレーションすることは、近年では「理論」「実験」と並ぶ科学技術の第3の手法として、最先端の科学技術や産業競争力の強化に不可欠な基盤となっている。これによってコスト削減も図られ、技術開発や新分野の開発に大いに活用できるため、企業からの需要も多い。

▼注1
フロップス:FLOPS(FLoatingpoint Operations PerSecond)。1 秒間に浮動小数点数演算が何回できるかという能力を表した値。1 ペタは10 の15 乗(1,000 兆) で、1 ペタFLOPS は毎秒1,000兆回の演算処理能力をもつ。「京」は10 ペタFLOPS(=10,000 兆回)
 
◆表1 出所
 
◆図1 出所
 〔理化学研究所 計算科学研究機構の資料より〕
 
◆表2 出所
 〔文部科学省の資料を元に編集部作成〕
 
◆表3 出所
 〔一般財団法人高度情報科学技術研究機構の資料より〕

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