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なるほど!SCLS

Q1
HPCIの戦略分野とは何?
A1

HPCIはハイ・パフォーマンス・コンピューティング・インフラストラクチャ(High Performance Computing Infrastructure)の略です。直訳すると高性能計算基盤となります。HPCIはスーパーコンピュータ「京(けい)」をはじめ全国の高性能計算機が集まって、まるでひとつの大きな計算機のような環境を研究者、技術者に提供します。
戦略分野は端的に言えば、そのHPCI環境を使えば「今まで分からなかったどんなことが分かるの?」「世の中のために何か良いことがあるの?」という質問に具体的に答えることを目的にした研究分野が設定されています。
現在は、以下に示す5つの戦略分野があります。

このホームページはHPCI戦略プログラム 分野1「予測する生命科学・医療および創薬基盤」に参加している研究者等が作成、運営しています。「京」を最大限に活用し、世界最高水準の研究成果を生み出し、社会への還元を推し進める研究開発基盤の整備に尽力しておりますので、ご支援よろしくお願いします。

Q2
スーパーコンピュータって何?速いの?
A2
パソコンも高速になり、美しい画像や動画も家庭で楽しむことができるようになりました。スーパーコンピュータは時代により変化しますが、「その時代で最高速のコンピュータ」をスーパーコンピュータといいます。
Q3
スーパーコンピュータ「京」って?
A3
文部科学省が推進する「革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ(HPCI)の構築」プログラムのもと、理化学研究所と富士通が共同で開発しているもので、2012年の共用開始を目指して2010年10月より順次搬入・据付調整が始まりました。「京」は理研が決定した愛称(2010年7月に決定)で、10ペタ(10の16乗)を表す万進法の単位であるとともに、もともとは大きな門を表し、「計算科学の新たな門」という期待も込められています。
Q4
普通のパソコンは5年位で買い換えますが、「京」も5年や10年位したら壊して新しいものを作るのでしょうか?
A4

とても良い質問ですね。確かに5年、10年後の「京」はその時の世界一のスパコンに比べて見劣りをするでしょうが、全て壊して作りかえるにはお金がもったいないのでしないでしょう。ここで壊す、というのは建物、電源、冷却装置も含めての話です。

中身を入れ替えるという話であれば、可能性はあります。実は2002年に世界一になった日本の地球シミュレーターというスパコンは2009年にCPUを交換することによって3倍速いものに交換しました。それでも現在の「京」に比べたら80倍も遅くなっています。

このようにスパコンの進歩のスピードは速いので、今から京の次のスパコンを作る計画を始めないと世界から取り残されてしまうのです。

Q5
「京」の装置の物理的規模が大きくなればなるほど、コンピュータのスペックは上がるのですか?
A5
物理的規模というのが計算ノード数であるなら、理論性能と言う意味ではスペックは計算ノード数に比例して上がります。しかしコンピュータの性能には理論性の他に、実行性能など様々な性能を評価する指標があって、これが議論の的になることが往々にしてあります。
例えば熊本から神戸までトラックで大量の物資を運ぶことを想像してください。トラックの台数を倍に増やせば、半分の時間で輸送できるでしょう。ではトラックを10000台用意したら10000倍の時間で輸送できるでしょうか?出来ませんよね。高速道路が大渋滞してしまいます。
このように本当に使える為の速いコンピュータを作るには速いトラックだけではなく、トラックが通る高速道路の整備にもお金をかけなれければならないのです。これがスーパーコンピュータを作る上で難しい点の一つになります。
Q6
京やペタってなに?数の数え方が違うの?
A6
日本で数は、一、十、百、千、万、億、兆、京、垓、・・・・と数えていきます。万は10,000、億は100,000,000、兆は1,000,000,000,000ですが、京は10,000,000,000,000,000もの大きな数を表します。「京」速は1秒間に1京回の計算を行う速さを示しています。
欧米で数は、キロ、メガ、ギガ、テラ、ペタ、エグザ、・・・と数えていきます。
キロは1,000、
メガは1,000,000、
ギガは1,000,000,000、
テラは1,000,000,000,000で、
ペタは1,000,000,000,000,000
もの数を表します。京はペタよりも大きいですね。
Q7
分子動力学法とはどんな方法?
A7
分子を構成する個々の原子を、大きさが無く質量だけがある点(質点と言います)とみなしたとき、各質点がニュートンの運動方程式に従って運動するとして、分子の運動を記述する方法です。この方法により、分子内の個々の原子の動きを記述することが可能となりました。例えば、いくつかの原子から成り立つ分子のうち、Aという原子が動くと、他の原子も連動して動きます。一方、A原子は他の原子の運動に引っ張られたり押されたりして、影響を受けます。こうした動きを計算していくのにコンピュータが使われます。
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