富岳が世界トップのスパコンの座を防衛、いぜん圧倒的性能

理化学研究所のスーパーコンピュータ「富岳」が、世界のスーパーコンピュータに関するランキングである「TOP500」、「HPCG」（High Performance Conjugate Gradient）、「HPL-AI」、「Graph500」の4部門において、2位に大差をつけて、1位を獲得した。

これは、オンラインで開催中のHPC(ハイパフォーマンス・コンピューティングに関する国際会議「SC20」において発表されたものであり、2020年6月の発表で、世界1位を獲得したのに続き、2期連続の4冠となる。

2位に対して5.5倍の差を示すケースも

理化学研究所では、「これら4つのランキングすべてにおいて、2期連続で第1位を獲得したことは、富岳の総合的な性能の高さを示すものである」とし、「新たな価値を生み出す超スマート社会の実現を目指すSociety5.0において、シミュレーションによる社会的課題の解決や、AIの開発、情報の流通および処理に関する技術開発を加速するための情報基盤技術として、富岳が十分に対応可能であることを実証した」と位置づけている。

今回の測定に使用した富岳のシステムは、432筐体、15万8976ノードの構成で、フルスペックによるものとなっている。

多くの科学技術計算や産業アプリケーションで使用される倍精度浮動小数点数の演算能力を測り、これをスーパーコンピュータの性能ランキングとして発表している「TOP500」では、富岳は、LINPACK性能は442.01PFLOPS、実行効率は82.3％を達成。今年6月の415.53PFLOPS、実行効率80.87％の結果を上回っている。2位となったのは、米国のSummitで、148.6PFLOPSとなった。富岳は、2位に約3倍の性能差をつける結果となった。

産業利用をはじめとした実際のアプリケーションの実行で、よく用いられる共役勾配法の処理速度をランキングした「HPCG」では、16.00PFLOPSを達成した。

2位は米国の「Summit」の2.93PFLOPSであり、約5.5倍の性能差をつけている。富岳は2020年6月のランクキングでは13.40PFLOPSとしていたが、それをさらに上回る格好となった。

人工知能（AI）の深層学習に用いられる単精度や、半精度演算処理に関する性能ベンチマークである「HPL-AI」においては、2.004EFLOPS(エクサフロップス）を達成した。2 位のSummitの0.55EFLOPSに比べて、約3.6倍の性能差がある。HPL-AIは、2019年11月に制定された新たなベンチマークで、2020年6月の富岳の性能は1.421EFLOPS であった。

ビッグデータ解析でも中国製スパコンを大きく上回る

また、大規模で、複雑なデータ処理が求められるビッグデータ解析において、重要な指標となる大規模グラフ解析性能をランキングする「Graph500」では、10万2955GTEPSとなり、2020年6月時点の7万0980GTEPSを大きく上回った。

「通信性能の最適化などを行うことによって、約2兆2000億個の頂点と、35兆2000億個の枝から構成される超大規模グラフに対する幅優先探索問題を、調和平均0.34秒で解くことに成功した。このランキングでは、京が、2015年6月から9期連続第1位を獲得していいたが、京と比較して3倍以上の性能向上を達成した」という。

2位は、中国のSunway TaihuLightで、2万3756GTEPS。現在、運用を終了している京の実績を下回る。富岳は、2位の約4倍以上の性能差をつけている。

「Graph500での1位獲得は、富岳が、科学技術計算でよく用いられる規則的な計算だけでなく、不規則な計算が大半を占めるグラフ解析においても高い性能を持っていることを実証したものであり、幅広い分野のアプリケーションに対応できるという、富岳の汎用性の高さを示すものである」としている。

最初のコンセプトから10年、プロジェクト開始から6年の歳月を経て 2021年度早々に一般共用化

理化学研究所 計算科学研究センターの松岡聡センター長は、「富岳は、最初のコンセプトから10年、プロジェクトの公式な開始から6年の歳月を経て、ほぼ完成し、2021年度早々の一般共用に向けて、事前の試験運用が進んでいるが、すでに、多くの成果を出している。2020年6月時点のランキングから、さらに性能を向上させ、すべての主要なスパコンの諸元で、突出した世界最高性能を発揮することを再び示すことができた」とし、「富岳は、Society5.0に代表される、国民の関心事の高い種々のアプリケーションで、高い性能が出るように開発した。今後、富岳は、スパコンとしてのそれ自身の利用とともに、開発された富岳のIT テクノロジーが、世界をリードする形で広く普及し、新型コロナウイルスに代表される多くの困難な社会問題を解決し、日本のイノベーションを先導していくことになる」と述べている。

また、開発に関わった富士通の新庄直樹理事は、「今回は、富岳の全系を動かし、前回から大きく性能を伸ばすことができ、主要なベンチマークにおいて、2期連続で首位を獲得することができた。富岳のポテンシャルの高さが確認できたものと考えている。今後、富岳が、高いアプリケーション実効性能を実証し、Society5.0の実現を担うスーパーコンピュータとして広く活用されることを期待している」と語った。