【ＩＴ】「富岳」がスパコン世界ランキングで1位に、世界初の同時4冠達成 [しじみ★]

　理化学研究所と富士通が共同開発したスーパーコンピューター「富岳（ふがく）」が2020年6月22日（ヨーロッパ夏時間）、スーパーコンピューターの性能を競う世界ランキング「TOP500」で1位を獲得した。日本勢が同ランキングで1位を取るのは2011年11月の「京（けい）」以来、8年半ぶり。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「ISC 2020 Digital」が同日ランキングを発表した。

　TOP500は最も一般的なスパコンの性能ランキングで、規則的な行列演算である連立1次方程式を解く計算（LINPACK）でスパコンの性能を評価する。多くの科学技術計算で使われる倍精度演算（10進で16桁の浮動小数点）のみで計算するルールである。

　富岳のシステムは396きょう体（15万2064ノード）の構成で、LINPACK性能は415.53ペタ（ペタは1000兆）フロップス（1秒当たりの浮動小数点演算回数）、実行効率は80.87％だった。同ランキング2位は米Intel（インテル）などが開発した「Summit（サミット）」で、LINPACK性能は148.6ペタフロップスだった。富岳は2位と約2.8倍の性能差をつけた。

　富岳はTOP500以外の3つの性能ランキングでも1位を獲得し、4冠を達成した。具体的には、スパコン上で動く実アプリケーションに近い演算の性能を測る「HPCG」、ビッグデータ処理（大規模グラフ解析）に関する性能を測る「Graph500」、今回から加わったAI（人工知能）関連処理の性能を測る「HPL-AI」でそれぞれ1位だった。同じスパコンがTOP500とHPCG、Graph500で1位となるのは世界初で、同時4冠獲得も世界初だ。

　HPL-AIはAIの計算処理などで使われる低精度演算の使用を認めた新しいベンチマークで、ディープラーニングなどAI関連処理の性能を示す。今回富岳は330きょう体（12万6720 ノード）で1.421エクサ（エクサは100京）フロップスという性能を記録し、浮動小数点演算を用いたベンチマークではじめてエクサ級の性能を達成した。

https://cdn-xtech.nikkei.com/atcl/nxt/news/18/08178/topm.jpg

https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/news/18/08178/

>>411
金も出さずになにか作ってほしいとか言う方が乞食だろw
ごたく言う前にFPGAでできない理由の一つでも書けよ

素人目には、今の最速のCPUは、最先端のテクノロジー➕最先端の集積度➕最先端の動作クロックを使って、限界ギリギリで作っているイメージがあります。
対して、FPGAはそこまではないので、確かにCPUは作れるが1世代前のもの、あるいは専用回路というイメージがあります。

本当に今の最速クラスのCPUが作れるのでしょうか？
テクノロジー、集積度、動作クロックの観点から、どのようなものが作れるのか見込みを示してもらいたいです。

>>413
最先端の富岳のクロック周波数がうちのPCより低いことについて意見を求むw

>>414

FPGAとの比較の話をしているのに話題を変えます？

Top500を見ると、Powerを除き、ほとんど2GHz台ですね。
Powerは、GPU頼みの構成なので、GPUのコア周波数で見ると、1GHz台。

IntelやGPUも含めてチップあたりのCore数を大きくすると、周波数は下がる傾向にある。

スパコンとして使う場合、Core数による並列度を高めること、およびメモリ性能やインターコネクト性能、総消費電力などのバランスから、そうなっているのではないでしょうか？

発熱量はクロックの二乗で増えるんだったかな。
コア数が多くて発熱もものすごいので
クロックは下げ気味ですね。

>>415
> FPGAとの比較の話をしているのに話題を変えます？
いや、最先端の動作クロックとか意味不明なことを言ってるので富岳のクロック周波数が最高じゃないよって言ってるだけ
とりあえず絡んでくるなら最速のCPUとか最先端の動作クロックとかの定義を書いてくれ

>>401
やっぱ日本語不自由だったか。勝手にしる

>>417

どうぞお好きに

今のHPCで行われるほとんどの計算ではメモリとインターコネクトの帯域が足かせになってるんだから、
FPGAにより面倒な計算が一発で終わるので速くなる用途は限定されると思うんですが

それこそ初期のGRAPEみたいな感じなら速くなるだろうけど

>>403
>近い将来、メニーコア型の汎用マイクロプロセッサでは計算性能の向上が困難になるといわれている。
>この問題を解決する方法の一つとして、対象計算問題を専用の回路に変換し、回路再構成可能デバイスFPGA を用いて専用の計算加速機構を実現する試みが注目を集めている。

20年以上前の話かと思ったら

>単一のFPGAにより、GPUによるシミュレーションと比べておよそ2 倍の計算性能、および8 倍の電力性能比を実現した

やっぱりwww

今時、単一CPUで性能出たって、スパコンではプロセッサ間通信がネックになって個々のノードの計算能力有り余るから、意味ねーｗｗｗｗｗ

>>420
初期のGRAPEなら、それこそ（当時はなかったけど）GPGPUだろ

当時から知られてたよりよいアルゴリズムを汎用機で動かしたほうがGRAPEより速かったけどｗｗｗ

結局、FPGA使っても演算能力が上がるだけで
メモリ性能やインターコネクト性能が低いので
あまり意味がないということかと。

メモリ性能やインターコネクト性能を上げると
コストと消費電力が跳ね上がるからねえ。

>>423
FPGAで上がるのは、局所インターコネクト性能だろ

GRAPEも、高演算器マシンというよりは
低通信帯域マシンをだったからねえ。

メモリバンドやインターコネクトをケチるのも京が限界で、
それ以上ケチったら、一番通信がいらない
LINPACKベンチですら性能が落ちる。

LINPACKベンチの効率は京で91%
中国勢は50%以下
京よりメモリバンドやインターコネクトをケチったら
どんどん効率は落ちていく。

HPCGベンチに至っては、効率3%〜5%で競っているていたらく。

>>424
そのへんが強化できるような仕組みなら
いいんだけどねえ。
通信線の本数殖やしたりできんかな?

>>422
初期のGRAPEって重力計算に特化するために、その計算をハードウェアで実装したやつの事なのですが
1/r^2の計算に特化した計算機のどの辺がGPGPUなのでしょうか

>>423
その辺はFPGAにしなくても最初から固定回路で実装しておけばいいんじゃないの
富岳のA64FXがやっているように

>>425
>メモリバンドやインターコネクトをケチるのも京が限界で、

LINPACKに必要なメモリバンド幅なんてすぐ計算できるんだから、どのスパコンだってそれだけは
用意してるっての

問題はインターコネクト性能で、京のもしょぼいとはいえ、他のスパコンに比べたらケチってないぞ

だからGRAPHだかなんだかは最後までずっと1位だったろ

>LINPACKベンチの効率は京で91%
>中国勢は50%以下

中国のは、もともとギリギリのインターコネクト性能だったのを、インターコネクトはそのままで無理
にスケールアップしたんじゃねーの

>>426
演算器間の接続を自由にいじれるのがFPGAなのに、お前は何を言ってるんだ？

>>428
横からすまんが
ロジック上の構成が変更できても物理的な配線の制約からは逃れられない、と言う話だと思うぞ

>>427
>1/r^2の計算に特化した計算機のどの辺がGPGPUなのでしょうか

除算がネックだといいたいのか？除算が苦手なのはFPGAも同じなのも知らんの？

>その辺はFPGAにしなくても最初から固定回路で実装しておけばいいんじゃないの

馬鹿だなあ

>>429
>ロジック上の構成が変更できても物理的な配線の制約からは逃れられない、と言う話だと思うぞ

お前が、物理的な配線の制約について何も知らんのは、わかった

馬鹿ばっかだなあ、一番ひどいのは>>403で引用されてる馬鹿だが

>>430
GRAPEが何を目的として作られたのか知らないのなら調べてから書き込んで下さい
人をバカ扱いするのは勝手ですが、具体的な内容が無いと反論できないから馬鹿って書いて終わりにしたとしか見えません　事実そうなのでしょうけど

マジで民主党消えてくれて良かったわ

>>419
勝手に絡んできて言い込められたらどうぞお好きにとか恥ずかしすぎるだろw

Alveo U280 (Xilinx UltraScale+ 16nm)
　24.5TOPs INT8
　460GB/s 8GB HBM2
　38GB/s 32GB DDR4
　41MB SRAM
　PCI-E Gen4x8 or Gen3x16
　25GB/s
　225W

A64FX (7nm)
　21.6TOPs INT8
　1024GB/s 32GB HBM2
　0GB DDRx
　32MB L2 cache
　PCI-E Gen3x16
　40.8GB/s
　約170W

メモリアクセスで30倍、インターコネクトだと数1000倍の性能差があったら勝負にならんわ。

>>434

話題をどんどん変えていくのは、自己愛性人格障害者ぽい感じなので、相手にしないだけですよ。

>>437
話は富岳のノードの話から変わってないんだけどね
まあ俺も最先端の動作クロックとかイミフのことを言い出す人の相手は難しいから良かったわw

>>377
6/25
スパコン世界４冠の「富岳」、そのすごさを丸っと解説！
https://newswitch.jp/p/22744

富岳の「脱・純国産」戦略−スパコン性能ランキングで世界４冠達成
　◆　理化学研究所計算科学研究センター・松岡聡、富士通
週刊ダイヤモンド(2020/07/11), 頁：8

四冠もとれた理由としては、昔に比べて冠の数が増えたこともあげられる。

ボクシングの団体と体重クラスが増えて、世界チャンピオンの数が増えたのと同じ感じ？

スパコン「京」のCPUがオリオスペックで展示中、桐箱入りの豪華仕様
https://akiba-pc.watch.impress.co.jp/docs/wakiba/find/1264832.html

転売ヤ？

>>442
本物？中身はなんもないダミーとかじゃないの？

>>443

CPUのチップだけ。いわゆるLSI、ASIC。

記事を読めば分かるけど、
解体した京から取り出したCPUチップを配っている。

吉田なんとかというYoutuberの開封動画があり、それを見ればよくわかる。5万円なので、一般人には手が出ないけど。

SPARC系のCPUなんて一般人が買ってもどのみち使いようがないし…

まあ。5万なら買えない価格じゃない
intel/AMDの5万クラスの代わりに京CPUを
買ったと思えば、、、
(現行のx86の5万円クラスに京CPUじゃ
演算性能で勝てないけど)

>>445
今じゃSolarisも無償版あるし、LINUXや
BSDもあるぞ
そういうのを入れて、ネットぐらいはできるだろ？
それかフリーで出てる解析系のソフト入れて
ちょっとエンジニアリングに使うとか

京CPUに組み込まれる。科学技術計算用命令セットHPC-ACE
こういうのって、PC系の命令セットがマルチメディア重視なのに
対して、方向性が違うよな

>>442-443
アホ、店舗の宣伝の意味もあるだろうけど理由はともかく科学技術への寄付だぞ
もっと寄付したらシステムボードや京のロゴ入り化粧板とかがもらえるらしい

京のシステムボードか、さすがに自作PCの電源がつなげるようには
なってないだろうな。

でもさ、米中も同じような性能のスパコンを開発中らしいから
いわゆる三日天下で終わる日も近いんじゃねえの？

だから、抜かれたら抜き返すためには、もう富岳の次の開発を
始めないとダメだよ？　「１位で安心しちゃあダメなんですけど〜！」

仕事始めてすぐに、先輩に連れられて行ったのが
VPP500の撤去。
その時、CPUボードの二枚を貰って帰った。
一枚は紛失したが、もう一枚は
まだ手元にある。

>>452信号の配線とかわかれば起動
できるようになるか？

>>453
無理でしょうね。
数十枚セットで動くものなので。

空冷だけどチップ一つ一つに
冷却フィンがついてて、
裏側はおそらく手配線で
絹糸のような配線でびっしりでした。

>>2
量子コンピューターは、物理原理が確立してるだけ！
現状、数qビットの計算ができる程度。
ほぼ全く役に立っていない。
もっと画期的なブレイクスルーが必要だ。

量子コンピューターはアナログだから日本の得意分野ではあるのだがな。実用化はまだ遠いな。

量子コンピュータペンダー自身が、来年には実用化とか5年以内には実用化とか、ゲート式なので汎用計算とかと煽っているので、世間の人が量子コンピュータのことをそう思ってしまうのも無理はない。

すぐにでも、量子コンピュータでWindowsやLinuxが動き、富岳などがやったことよりもすごいことをやると、思ってしまいますよね。

昔は日本のスパコンもアメリカなどと互して競っていたものじゃった。
と昔の想い出話として語られるようになるのもそれほど未来のことでは
ないような気がする。

コンピューターを建造する（いまは製造するというよりも建造するといった方が
適切な状況になっている）のには、かなりの大金が掛かる。

それに比べて、冠と見なされるベンチマークを提唱するだけならタダも同然だ。
だから、冠と見なされるベンチマークの数をうんと増やして12とか144にして、
その冠をとる数を誇れば、それほど建造コストをかけずにまるで素晴らしいことが
できる能力が広がったように見せることができて有益ではないだろうか？
　その結果、ベンチマークにシステムの資源のほとんどを費やしたり、
ベンチマークに特化したシステムがいろいろ作られたりなどの本末転倒の
状況になったとしても、それが進化というものなのだろう。
そうしてベンチマークに特化しすぎたシステムは、環境の変化によって
絶滅するなどということもあるだろう。未来は見えないわからない、ケセラ

もう次の開発計画があるのだろう

ARMよりもx86で使えるNECの方が使いやすいんじゃないの？
ARMで動くスパコン向けのプログラムってそんなにたくさんあるのかな？

福島事故の後始末に掛かる200兆円規模の金があったら、それだけ
科学研究が進み、素晴らしい材料や、工学的成果、社会を革新する
通信システム、社会や研究の基盤を造るためのソフトウェアの開発事業
などにお金を回せたかもしれないのに。ヤクザのピンハネに回るばかり
で、日本は徐々に沈没だ。電気代も高くなるばかりでいいことなかった。

>>461

富岳の場合は、ARM自体にスパコン用の命令を持つタイプ。
NECの場合は、Intelとは別にAuroraがいて、IntelはAurotaに計算指示を出すタイプ。計算自体はAuroraが行う。

なのでNECの方がソフトが多いというわけではない。
どちらもコンパイルが頑張ることになるのだと思う。

御人的には富岳のように、CPUに命令が内蔵されるほうが、NECのようなコプロセッサタイプよりも、コンパイラやプログラミング的には、楽なのではないかと、想像します。

処理がある程度専用ライブラリ化され、かつ投げっぱなしにできるアプリなら、コプロセッサタイプでも有利とも思います。

PCIのバスがボトルネックになって性能が出ない。
それでもPCIのカード側にTBクラスのDRAMを
超高速のメモリの後ろに搭載していれば、
まだマシなんだが、NECはなぜか決してそういう
製品を作ろうとはしない。

>>463
NECのはx86の大規模サーバにベクトルユニットで
あるAuroraを組わせた形式だろ
それだから、ベクトルを使わない大規模
x86計算サーバ的な扱いなら、従来の
プログラミングが活かせるかと

GPU積んだスパコンもGPU使わなければ遅いx86スパコンだからプログラミングは楽だよね。

それなら、ただのx86だけで組めばいいよね。

>>2
アメリカ企業勤務だけどうちの会社はやってるね
部門が全然違うから進捗とかどうなってるのか全く知らんけど

ただのx86スパコンと言うが、現行のx86はAVXなどのSIMD機構があるから
そこらへんで昔の並列機とは事情が違うかと
確か、ここ数年のSIMD機構つけたintel/AMDの主力CPUなら
ベンチ上で数十Gflopsは単体で出る

>>464
使ったことはないけど、プログラム全体がAuroraで実行されるらしいからPCIがボトルネックにはならなそう
その点はGPUとは違う
カード側のメモリ容量が少なすぎるのは同意

量子コンピューターの時代にスパコンｗ
今時、スパコンの開発なんて本気でやってるのは日本だけらしいがｗ

使えるし実生活（コロナの飛沫シミュレーションとか天気予報とか）に役立ってるからな

>>470

そうでもないみたいなので、オフロードの単位や仕組みがはっきりしないと、判断できないみたい。

https://news.mynavi.jp/article/20191209-934539/

PCIのボトルネックだけど、今使ってる自作PC 組む際にPCIエクスプレスx16の
コネクターを壊してしまったせいで、PCI エクスプレスx4の方に
ビデオカード（GTX1070)を付けてるけど、極端にゲーム画面などの設定を
重くしない限りは普通に使える、おそらくGPUだけで処理済ませるのが
多いから問題になってないのかも

>>472
実生活というか、機械設計や建築での
応力や構造、流体などの数値解析に
使用されてる

Announcement 478: Who did derive first the division by zero 1/0 and
the division by zero calculus tan(\pi/2)=0, log 0=0 as the outputs of a computer?

再生核研究所声明 477(2019.2.2３) ケンブリッジ大学とミュンヘン工科大学の
Isabelle 計算機システムはゼロ除算ｘ/0=0　を導いた

再生核研究所声明 479(2019.3.12) 　遅れをとったゼロ除算　−　
活かされない敗戦経験とイギリスの畏れるべき戦略

>>474

ほとんどGPUで処理しているから問題にならないだけ。

スパコンの場合、例えば1Plopsだと、AxB→Cの計算をするので、最大1Px3x8バイト=24PB/sの転送要求が発生してしまう。
もちろん、レジスタで使いまわしたり、オフロードしたりして、なるべくホスト、GPUあるいはAURORA間のやりとりをなくすのだが。

PCI EXPRESSの場合、Gen5のx64で、504GB/s。

なので、通信頻度を0.002%以下に抑えないと、PCIネックになる。つまり、実質ほとんどオフロードさせないと、ダメということ。

Googleが半導体チップの設計に必要な「PDK」をオープンソース化する
プロジェクトを支援、半導体業界がオープンソース化へ
https://asahi.5ch.net/test/read.cgi/newsplus/1594499226/

>>478
それだけじゃチップ設計出来ないからなぁ

そのうちフリーハードウェアが増えて行くに違いない。
フリーハードウェアとは、自由に誰でも使えて改変、改良を加える
ことができるハードウェア設計のことだ。製造にはコストが掛かったり
特許が絡むので、物体としての製品までは誰にでも無料で配れるもの
にはならないけれども。

>>473
そんな基本的な仕組みすらはっきり公開されてないということ？
いろんな意味で残念だな

これARMを採用して省電力になったの？

>>480
https://ja.m.wikipedia.org › wiki
オープンソースハードウェア - Wikipedia
https://ja.m.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%BC%E3%83%97%E3%83%B3%E3%82%BD%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%83%8F%E3%83%BC%E3%83%89%E3%82%A6%E3%82%A7%E3%82%A2

「オープンハードウェア」にはきまった共通認識はないとある。
ましてや「フリーハードウェア」においてもや。

7/9
【IT】名古屋大学、スーパーコンピューター「不老」運用開始 [しじみ★]
https://egg.5ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1594259224/

AMD、最大64コア/メモリ2TB対応のプロ向けCPU「Ryzen Threadripper PRO」
https://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/1265447.html

メモリを2ＴB付けたマシンが欲しいが、そんな金は無い。

メモリ32GBのマシンを使ってるが
恐らくメモリが埋まったことはない。

Scaling up the quantum chip
http://news.mit.edu/2020/scaling-quantum-chip-0708

>>487
32GBどころか4GBだけど、それでも全部埋まったことはないな
3.5くらいまでだわ

4ギガなら、
static long int a[1024][1024][1024];
とやるだけで、メモリ領域が埋まってしまうで。

指原莉乃さん、安倍首相と会食済みでした
://twitter.com/ushyaloo/status/1261896971662446593?s=20

https://twitter.com/5chan_nel (5ch newer account)

>>490
たった一辺が1024要素の立方体の記述で埋まるのか

昔のＳｕｎ３とかのＷＳだと、メモリが4ＭＢとか8ＭＢとか16ＭＢしかなくて、
3次元問題は各方向に100のメッシュをとることができなかったりギリギリだったな。
その当時のメインメモリの容量は今はなんとＣＰＵ内のキャッシュに収まるのだ。

SX-1/2 の頃、通常運営時のジョブサイズは最大200MBくらい。
その頃パソコンは640kB+バンク切替メモリ

1970年代は大型計算機センターで、400MBのファイルを確保するのには
特別ジョブ申請が必要だったな。しかもそれを長期保存はできず、
あくまでもジョブが走っている間の短期使用量。
80年代でも、計算機センター全部のディスク容量の全合計が50GB程度だったりなど。

いまからみればまさに子供の玩具のようなもの。

1970年代の終わり頃、
大型計算機のTSSのメモリ使用量制限1MB、特別なときは3MBが許されるが、
混んでくるとだめ。そのメモリ使用量というのも、物理メモリサイズじゃなくて
仮想記憶でのサイズだから、ユーザーが多いと、ディスクとの間で入れだしして
実現されているので、遅かった。何しろ計算機本体の物理メモリは16MB以下
だった（アドレスが24ビット分しかないのでフル実装で16MB)。そんなシステムを
100人ぐらいで共用で同時に使っているのだからね。今から考えたら、どうして
そんなに少ないメモリで大勢を同時にサポートできたんだろうと不思議に思える
かもしれない。それはCUIだったことが大きいのと、大型計算機の専用端末が
ちょっぴりインテリジェントであったからだろう。端末からのデーターのやりとり
は、行単位あるいは画面単位で行われていたと思う。今のパソコンのように
キーを1つ叩くごとにOSへの割り込みが発生していたら、とてもあんなに大勢を
サポートできなかったに違いない。IBM互換機のCPUのクロックも10MHzか
せいぜい20MHzぐらいだったのじゃないかな。詳しい人

>>496
汎用機の端末って別に賢くないよ
汎用機はCPUが直接端末を制御するんじゃなくてIOプロセッサ持ってるし端末を制御する制御装置がインテリジェントだからCPUの負荷は少ない

メインフレーム全盛当時の端末ってダム端末だよ
"IBM 3270" と、そのソフトウェアエミュレーター
もそれほど賢くない

http://dotnsf.blog.jp/archives/1066862916.html

>TSS
どれくらいの世代から
time sharing systemの略だってわからなくなるかな

ethernet 直前くらい、大学でパソコンを9600bpsのモデムで大型につないでた。
モデムと言っても電話交換機とか通らない直通の銅線経由

>>493
その頃って、スパコンや大型鯖クラスでも
メモリ―1GBもなかったような

>>499
大学のコンピュータセンタにあったDECのVMSに9600bpsのモデムつないで通信してたわ
よく月分の割り当て通信量の上限が来て困ってた
しかも外国だったからなぁ

京のSparc64�[FX FPU128Gflops
ここだけ見ればHaswell世代のintelCPUと同じだが。Veunasにはx86にないHPC-
ACEの、命令セットがあるからなあ。
科学技術計算で勝負したら負けるかも
でも、一方VeunasにはAVXのようにマルチメディアに振った命令セットがないから
動画エンコで勝負したらHaswellが勝つ

>>500
SUN-3は1985年頃だから汎用機で512MB、スパコンは1985年前後には新製品はないから1987年でようやく1GB
ただし、拡張記憶って言うRAMディスクみたいな奴で24GBつけることができる

今は24GBのメモリなんて2万円でおつりが来そうだ。
それに当時のメモリの方が今のPCのメモリよりも
アクセスが遅そうだし。

>>504
確実に遅い、だからこそCPUにキャッシュを
付けて速度を埋めようとした

メモリーセル自体の速度はそれほど上がっとらんよ。I/Oの速度上昇に合わせてまとめ読みの量増やしてるだけ。

ってか、クロックサイクルで測ったら昔のほうが圧倒的に遅延は少ないし

メモリというとRASでラッチしてCASCASと読み出すものだったのにいつの間にかバースト転送オンリーになってしまった。

>>508
え？今のバースト転送もそうだけど？

Sun3の頃のDRAMは、多分100ns〜150nsぐらいのアクセスタイムが
掛かったような気がする。今のPCのDDR-4はどのぐらいだっけな。

>>510
16/17ぐらい