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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287回

スーパーコンピューターの系譜 パーツ構成を変えて長年運用したASCI Red

2015年01月19日 12時00分更新

文● 大原雄介(http://www.yusuke-ohara.com/

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 今回はASCIシリーズの第1弾であるASCI Redを解説する。前回、CTBT(包括的核実験禁止条約)の話を1995年11月から始めたが、実際には1992年あたりからその動きは始まっていた。

ASCI Red

 具体的にはブッシュ(父)政権の際に、1994年度以降は核実験を行なわないことを政治決断したあたりから、CTBTの動きが明確になっていた。このため、完全な核実験は1992年9月23日にネバダ州で行なわれたのが最後である。それゆえに、1995年にCTBT批准を明らかにする前から、DoE(米エネルギー省)では規定路線となっていた。

 こうした状況を背景に、1995年1月にニューメキシコ州のサンタフェにあるBishop's LodgeというホテルでDoEの関係するメンバーに加え、ローレンス・リバモア、ロスアラモス、サンディアの3つの国立研究所のメンバーも集めて、ASCIの初期戦略ミーティングが開催される。

 ずいぶんこのミーティングは紛糾したらしいのだが、最終的にDoEでASCIのアーキテクトのポジションについていたGil Weigand博士が、ASCIの最初のプラットフォームであるASCI Redは超並列コンピューターで行くことと、そのシステムがアルバカーキ(ニューメキシコ州)にあるサンディア国立研究所の施設に設置することを宣言した。

 もともとサンディア国立研究所はインテルのParagonを導入(関連記事)しており、超並列コンピューターにはある程度慣れているということも関係していた。当時ローレンス・リバモア国立研究所とロスアラモス国立研究所はまだCRAYベースのベクトルマシンを利用していたからである。

 一度方針が決まると後は早い。この時点でのASCI Redのターゲットは1TFLOPSであった。すでにインテルのParagonはサンディア国立研究所に設置していたマシンで143GFLOPSを、富士通が航空宇宙技術研究所に納入したNWT(Numerical Wind Tunnel:数値風洞)が170GFLOPSをそれぞれ記録していたものの、1TFLPOSにはまだだいぶ遠かった。

 ASCI Redでは一足飛びにこれを実現しよう、というある意味意欲的な計画だったが、そのくらい背伸びをしないとASCIの“Accelerated”にはならない、ということだったのかもしれない。

iPSCやTouchstoneを手がけた部隊が
ASCI Redの開発に携わる

 1996年度の予算のうち1500万ドルがASCI Redのために確保されるとともに、1995年4月にはASCI Redの提案依頼書のドラフトも公開された。同年5月にはメーカーからの提案の評価が始まり、6月8日と9日にメーカーを交えての審議も行なわれた後で、インテルがASCI Redの契約者として選ばれることになった。最終的にDoEはインテルと9月7日に契約を交わしている。

 ASCI Redは9216プロセッサーと640基のHDD、1540の電源ユニット、それに616のインターコネクション装置から構成されることになる。左下の画像はASCI Redのイメージ図で、右下の画像が実際の装置写真である。おおよその設置面積は1600平方フィートで、当時の資料によれば「バスケットコートの3分の1」とされた。

これはサンディア国立研究所のウェブサイトに掲載されていた、ASCI Redのシステム図のイメージである。大雑把に4列のシステムで構成されるこれはサンディア国立研究所で運用を開始した直後(1997年6月)の写真。出典はAlex R. Larzelere IIの“Delivering Insight:The History of the Accelerated Strategic Computing Initiative (ASCI)”より。膨大といえば膨大なのだが、昨今の巨大なHPCシステムを見慣れた目にはこじんまりと写る

 この契約を受けてインテルで作業を担当したのは、Justin Rattner率いるSSL(Scalable Server Laboratory)である。

 SSLはその後SSD(Scalable System Division)と名前を変えたという話は連載282回で説明したが、要するにiPSCやTouchstoneを手がけていた部隊がそのままこれに携わることになった。

これは2006年にASCI Redの運用を停止したときの記念式典での写真。左はサンディア国立研究所のコンピューターデザイナーだったJim Tomkins、中央がおなじみJustin Rattner、その右にいるのは当時インテルのHPC部門のシニアディレクターだったStephen Wheat博士。出典はサンディア国立研究所

 ここからのインテルの作業は早かった。契約から約1年後になる1996年10月7日、部分的に納入したシステム(11キャビネット分)だけを稼動し、208GFLOPSを記録する。

 その後も納入分の追加にあわせて性能を高めていき、1996年11月22日には327GFLOPSを達成する。1996年12月4日にはシステム納入前のインテルの施設でのテストで1TFLOPSを超えたことが確認された。

 翌1997年6月のTOP500では、7264コア(おおよそ35キャビネット分)を使い、1068.0GFLOPSのスコアを出して、堂々トップとなる(関連リンク)。ちなみにこの1997年6月のリストで2位に入ったのは筑波大学計算科学研究センターのCP-PACS/2048であるが、性能は368.2GFLOPSでASCI Redの3分の1程度でしかない。

 ただ、そのCP-PACS/2048も1996年11月には1位だったわけで、いかにASCI Redが大幅に性能を改善したのかが、わかろうというものだ。ちなみにそのTOP500リストが出た直後の1997年6月12日には、全キャビネットの納入が完了、フルシステムで1.338TFLOPSという性能を叩き出して、運用開始となっている。

(→次ページヘ続く 「ASCI Redの内部構造」)

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