2020年末までに現行最速スパコン比1000倍の性能を実現!? Intel，メニーコアでエクサフロップスを達成するためのビジョンを公表

MICアーキテクチャ
配信元	インテル	配信日	2011/06/21

＜以下，メーカー発表文の内容をそのまま掲載しています＞

ニュース・ハイライト

• インテルは業界先進企業とともに、エクサスケール・パフォーマンス実現に向け、完全なテクノロジー・ソリューションを2020年末までに提供
• ユーリヒ総合研究機構、ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センター（LRZ）、欧州原子核研究機構（CERN）、韓国科学技術情報研究院（KISTI）などの主要スーパーコンピューティング・センターがインテル メニーインテグレーテッド・コア（MIC）アーキテクチャーを利用した成果と有効性を発表
• スーパー・コンピューター分野の最新のTOP500リストにおいて、インテル・プロセッサー搭載システムは77％を占め、2011年新規のシステムのおよそ90％が採用

インテルコーポレーション（本社：米国カリフォルニア州サンタクララ）は、ドイツのハンブルグで開催中の「International Supercomputing Conference」(ISC)において、2020年末までにエクサフロップスのパフォーマンスを達成するためのビジョンを公表しました。エクサフロップスとは、1秒当たり10の18乗（100京）回の演算を行うことを意味し、現在最高速のスーパー・コンピューターの1,000倍を超える演算能力に相当します。

インテルコーポレーション副社長兼データセンター事業部長のカーク・スカウゲンは、将来のエクサスケール・パフォーマンスの実現には、業界と政府による共同の取り組みに加えてインテルMICアーキテクチャーによるアプローチが必要であると述べています。インターネットで共有されるデータの爆発的増加、気候変動に対するソリューションの発見、石油やガスなどの天然資源の採掘費用の増加への対応策など、さまざまな課題に対して求められる計算処理能力は増大の一途を辿っており、これには高性能なスーパー・コンピューターが必要とされます。

「インテルXeonプロセッサーを採用したシステムが、現在のTOP500スーパー・コンピューターに最適なアーキテクチャーであることは明らかです。インテルMICアーキテクチャーによって、インテルは業界を次なる先端技術へと推し進め、ペタスケールや将来のエクサスケール・レベルの計算処理に対応するハイパフォーマンス・コンピューティングに注力していきます。卓越した製造技術、革新的
なアーキテクチャー、使いやすいソフトウェア・プログラミング環境を提供できるのはインテルだけであり、エクサスケール時代に向けて着実に前進していきます」とスカウゲンは述べています。

エクサフロップス・パフォーマンスに向けた道を開く

2年ごとにマイクロプロセッサー上のトランジスター集積度を倍増することで、コスト削減と機能およびパフォーマンス向上を実現するというムーアの法則の飽くなき追求が、革新的でかつ高効率なソフトウェア・プログラミング・モデルや究極のシステム拡張性とともに、ペタスケール・コンピューティングを超えてエクサスケール・コンピューティングの時代へと進むための需要な要素であると、スカウゲンは述べています。パフォーマンスの向上の一方で、消費電力は大幅に削減されます。
現在中国で最速のスーパー・コンピューターである天河一号Aがエクサスケール・パフォーマンスを達成するには、1.6GW以上の電力が必要です。これは200万世帯に電気を供給できるだけの電力量であり、エネルギー効率が課題です。
この課題に対応するために、インテルとヨーロッパの研究者は、次の3つの目標を掲げてヨーロッパに3つの研究所を設立しました。それは、ヨーロッパにおける長期的パートナーシップの確立、ヨーロッパで高まるハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）研究の有効活用、計算科学およびエンジニアリング、戦略的コンピューティング能力の飛躍的な向上です。3つの研究所の技術目標の1つは、エクサスケール・パフォーマンス実現に向けたエネルギー効率の課題を解決する取り組みの第一歩であるシミュレーション用アプリケーションの開発です。

スカウゲンによれば、HPC市場は多大なる成長の可能性を秘めています。1980年代のスーパー・コンピューターのパフォーマンスは毎秒ギガフロップス（1秒あたり10億回の浮動小数点演算）でしたが、現在最も高性能なマシンはその数100万倍の処理能力を実現しています。それにともないスーパー・コンピューター用プロセッサーの需要も高まっており、インテルでは2013年までにTOP100のスーパー・コンピューターに100万個のプロセッサーが使用されると予測しています。2015年までにこの値は倍増し、さらに2020年末までには 800万個に達すると予想しています。TOP500のトップシステムのパフォーマンスは、2015年には100ペタフロップス、2018年には1エクサフロップスを超すと予測されています。2020年末までに世界最速のシステムは、4エクサフロップスを超えるパフォーマンスが達成されると予測されています。

インテルMICアーキテクチャー用ソフトウェア開発を推進

インテルMICアーキテクチャーはインテルXeonプロセッサーを含む既存製品を補強すると同時に、インテルをエクサスケール・コンピューティング時代に導くけん引役としても期待されます。インテルMICの最初の製品である「Knights Corner」（開発コード名）は、革新的な3次元トライゲート・トランジスターを特徴とするインテルの22ナノメートル(nm)プロセス技術を用いて製造される計画です。現在、一部の開発パートナー向けにインテルMICソフトウェア開発プラットフォーム「Knights Ferry」（開発コード名）が出荷されています。

ISC 2011では、インテルの研究開発パートナーであるユーリヒ総合研究機構、ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センター（LRZ）、欧州原子核研究機構（CERN）、韓国科学技術情報研究院（KISTI）が、「Knights Ferry」プラットフォームを利用した初期結果を発表しました。その中で、パフォーマンスとソフトウェア・プログラミングの両面で、インテルMICアーキテクチャーが有効であることが発表されました。

ライプニッツ・スーパーコンピューティング・センター（LRZ）のアルント・ボード教授は「インテルMICのプログラミング・モデルの利点は、インテルXeonプロセッサー上で起動しているアプリケーションを「Knights Ferry」ソフトウェア開発プラットフォームに迅速に移行できることです。このアプリケーションはもともとインテルXeonプロセッサー向けに開発および最適化されたもので、プログラミング・モデルに精通していたため、わずか数時間でインテ
ルMIC向けにコードを最適化でき、650ギガフロップスを超えるパフォーマンスを達成できました」と述べています。

ISCでは「Knights Comer」を採用した製品をインテルと共同で開発しているSGI、Dell、HP、IBM、Colfax、Supermicro各社のサーバーやワークステーションのプラットフォームも出展されました。

SGI最高技術責任者(CTO)のイン・リム・ゴー博士は、「SGIは、エクサスケール実現に向けたプロセッサー間通信、電力、密度、ユーザビリティーの重要性を認識しています。インテルMICベースの製品はこれら4つの優先事項を全て満たしており、特に精通したX86プログラミング環境における、計算密度の増加に期待しています」と述べています。

TOP500スーパー・コンピューター

TOP500リストの第37版がISC 2011で発表され、そのうち387のシステム、または77％以上にインテルのプロセッサーが搭載されており、インテルはハイパフォーマンス・コンピューティングにおける影響力を引き続き誇示しています。2011年に新規にリスト入りしたシステムのおよそ90％がインテル・プロセッサーを搭載しています。新規システムの半数以上が、最先端の32nmプロセス技術に基づくインテルXeonプロセッサー 5600番台を搭載し、TOP500リストでは、昨年と比べて3倍の数となる35％以上に採用されています。また、世界トップ10のうち5システムにインテル・プロセッサーが採用されています。

年2回発表されるスーパー・コンピューターのリスト「TOP500」は、マンハイム大学のハンス・モイヤー氏、米国エネルギー省 国立エネルギー研究科学コンピューティング・センターのエリック・ストロマイヤー氏およびホルスト・サイモン氏、テネシー大学のジャック・ドンガラ氏が監修しています。レポートの詳細は、http://www.top500.orgをご覧ください。

インテルMICベースのデモおよびパフォーマンスの詳細説明、スカウゲンによるプレゼンテーションおよび図表を含む、ISC 2011 に関する詳細情報は、http://newsroom.intel.com/docs/DOC-2152でご覧いただけます。