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計算機の展望 （高性能計算システムの展望） 朴 泰祐 筑波大学 計算科学研究センター（システム情報工学研究科） taisuke@cs.tsukuba.ac.jp http://www.hpcs.cs.tsukuba.ac.jp/~taisuke/ Center for Computational Sciences, Univ. of Tsukuba アウトライン HPCシステムの歴史概観 HPCシステムの現状と展望 クラスタコンピューティング ヘテロジニアスコンピューティング Exa-scaleコンピューティングに向けて まとめ JICFS-2009 2 2009/02/23 Center for Computational Sciences, Univ. of Tsukuba HPCシステム概観 Center for Computational Sciences, Univ. of Tsukuba HPCシステム概観（１） 100MFLOPS～1GFLOPS時代（’70代後半～’80代前半） Cray-1に代表されるベクトル計算機 ベクトルレジスタと高バンド幅メモリによる高性能計算 史上初のover 1GFLOPS 計算機：NEC SX-2 10GFLOPS～100GFLOPS時代（’80代後半～’90代前半） ベクトルの高性能化に加え、パイプラインを並列に持つ ベクトル計算機を共有メモリ結合（数台～数十台規模） 超並列計算機の兆し 1996年：国産計算機がTOP500 中#1~#3を独占 CP-PACS, SR2201: 準ベクトル超並列 NWT: 並列ベクトル（共有メモリ） JICFS-2009 4 2009/02/23 Center for Computational Sciences, Univ. of Tsukuba HPCシステム概観（２） 1TFLOPSオーダー時代（’90代後半） 汎用マイクロプロセッサによる超並列：ASCI machines 史上初のover 1TFLOPS machine: SNL ASCI Red 10TFLOPS時代（’00代前半） ASCI 終盤マシン 地球シミュレータ(40TFLOPS) ：共有／分散メモリ並列ベクトル 100TFLOPS時代（’00台中盤） 超並列?省電力?省スペース：IBM GlueGene/L 1PFLOPS時代（’08） 超並列?クラスタ?アクセラレータ：LANL RoadRunner 超並列?汎用クラスタ：ORNL Jaguar 史上初のover 1PFLOPS machine: Roadrunner, Jaguar この間、クラスタシステムの性能はコンスタントに向上し続けている JICFS-2009 5 2009/02/23 Center for Computational Sciences, Univ. of Tsukuba HPCシステム概観：全体的な流れ 初期スパコンはベクトル計算機 大量のベクトルレジスタと高バンド幅メモリ（バンクメモリ）による物量作戦 ベクトルコンパイラ技術の進歩 ベクトル単体の性能限界?並列ベクトル方式 最初はベクトルパイプラインを並列化 ベクトル計算機を複数並列に（共有メモリ） 共有メモリベクトル計算機の限界?分散メモリ並列ベクトル 超並列計算機の台頭 汎用マイクロプロセッサの高性能化 様々な並列ネットワークの登場 ベクトル計算機も超並列化 クラスタ計算機の出現?主流へ