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ロードマップでわかる!当世プロセッサー事情第302回

スーパーコンピューターの系譜 Red Stormの後継機Cielo

2015年05月05日 12時00分更新

文● 大原雄介(http://www.yusuke-ohara.com/) 編集●北村/ASCII.jp

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 連載292回でASC Red Stormを紹介したが、このASC Red Stormの後継ともいえるシステムがロスアラモス国立研究所に設置されたCieloだ。

Cielo

 運用開始は2011年であり、現在もまだロスアラモス国立研究所で運用されているシステムである(関連リンク)。位置づけ的にはRoadRunnerの後継であり、RoadRunnerが2013年に引退したのを受けて、現在はロスアラモス国立研究所のCapability Computing Systemのポジションにある。

 Capability Computingはこちらでも説明したが、「非常に計算量が多い大規模シミュレーションなどを、最大限の計算能力を利用して最小時間で解決する」ためのものだ。

 さて、CieloがRed Stormの後継にあたるというのは、単にCapability Computing向けだからというわけではなく、Red Stormの構造を発展させたものだからだ。そこで、Red Storm以降のCRAYの製品ラインを紹介していこう。

Red Stormを製品化した
CRAY XT3

 連載292回の最後にも書いたとおり、Red Stormの構成をCRAYはCRAY XT3として2004年に製品ラインナップに追加した。

「XT3」。これは24キャビネットモデルの構成をCGで作成した模様だ。出典はCRAY XT3のカタログより

 Red Stormそのものは最終的に140キャビネット構成で納入されたが、CRAY自身はXT3について以下のサンプル構成を提示している。

CRAY XT3の性能
キャビネット数 Compute PE Service PE ピーク性能 設置面積
6本 548個 14個 5.6TFLOPS 12TILES
24本 2260個 22個 23.4TFLOPS 72TILES
96本 9108個 54個 94.6TFLOPS 336TILES
320本 30508個 106個 318TFLOPS 1200TILES

 さすがにキャビネット320本の構成は論外なほど巨大なので納入事例はないようだが、例えば2005年11月のTOP500の上位100位を見てみると、下記のようにそれなりに売れているのがわかる。

2005年11月のTOP500で、上位100位以内にあるXT3
順位 組織 システム名 実効性能
10位 オークリッジ国立研究所 Jagure 15.2TFLOPS
14位 Engineer Research and Development Center DSRC Sapphire 12.2TFLOPS
33位 PSC BigBen 7.9TFLOPS
70位 Swiss National Supercomputing Centre 4.4TFLOPS

ちなみに翌年はさらにシステム数が増えているのは、PCなどと違って受注から納入→システム構成を経て、運用開始までそれなりに期間がかかるためである。国内でも例えば北陸先端科学技術大学院大学が4キャビネット構成のXT3を導入、運用を行なっている(関連リンク)。

 このXT3のすぐ後で、CRAYはXD1というラックマウント型のHPCサーバーソリューションを発表する。

ラックマウント型のHPCサーバー「XD1」。このユニット1つに12プロセッサー+アクセラレーターが格納され、1本のラックには合計12ユニットがインストールされた。出典はCRAY XD1のカタログより

 これは元々カナダのOctigaBay Systems Corp.という会社が開発していたものをCRAYが会社ごと買収、製品化したものである。

 XD1はXT3に似た構成にはなっているが、インターコネクトはXT3のSeaStar Linkとはまったく異なるラピッドアレイ・インターコネクトを用い、また2つのCPUに1つ、アプリケーション・アクセラレーション・システムが搭載されているのが特徴だ。

XD1の構成。2つのCPUとDIMM、それとアクセラレーターなどが1枚のドーターボードにまとまっている。ユニットにはこのドーターボードが6枚内蔵されていた

 このアプリケーション・アクセラレーション・システムとは、FPGAで、XD1ではXilinxの「Virtex-II Pro」が搭載されていた。

 最近でこそFPGAをHPCに使おうというアイディアが盛んに議論されているが、2004年当時はやや時期尚早だったようで、XD1も作ってはみたものの、FPGAで思うようにアクセラレーションができない(プログラミングが難しい)という話があり、結局XD1はそれほど広く使われないままに終わった。

→次のページヘ続く (商業的に成功した後継機TX4

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