富士通、理研のスーパーコンピュータシステムの構築を完了

理化学研究所　放射光科学総合研究センター様にて
新スーパーコンピュータシステムが稼働

X線自由電子レーザー施設SACLAの解析を加速する「PRIMEHPC　FX１０」


　当社はこのほど、独立行政法人　理化学研究所　放射光科学総合研究センター（所在地：兵庫県佐用郡佐用町、センター長：石川　哲也、以下、理研）様より受注した新スーパーコンピュータシステムの構築を完了しました。

　新システムの中核には、当社のスーパーコンピュータ「FUJITSU　Supercomputer　PRIMEHPC　FX１０（フジツウ　スーパーコンピュータ　プライムエイチピーシー　エフエックステン」（以下、PRIMEHPC　FX１０）が採用され、理論演算性能９０．８テラフロップス（以下、TFLOPS）（注１）を実現し、２０１４年４月より稼働開始予定です。

　理研様は現在、X線自由電子レーザー（XFEL）施設SACLA（注２）から得られる膨大な実験データをスーパーコンピュータ「京（けい）」（注３）などで解析することを計画し、ナノ物質の構造や機能の解明に取り組まれています。

　このたび採用された「PRIMEHPC　FX１０」では、「京」を使った詳細解析の前にターゲットの絞込みなどの事前解析を行うとともに、実験データの特性に合わせた解析ソフトウェアの開発を行います。これにより、「京」におけるデータ解析が効率化され、ナノ物質の構造解析に要する時間を大幅に短縮することが可能となります。新材料開発やバイオ分野での産業応用など、研究成果創出の加速に貢献することが期待されています。


■新スーパーコンピュータシステム導入の背景
　SACLAでは世界最短波長（０．０６ナノメートル）かつ１０フェムト秒（１００兆分の１秒）という短パルスの強力なX線レーザー光を発振させることができるため、原子や分子の瞬間的な動きを観察することが可能です。これにより、これまで未知の世界であった原子・分子レベルでの物質の構造や性質を調べることができます。

　このSACLAから得られる実験データは、１実験あたり最大１００テラバイト（以下、TB）に達する膨大なものであり、詳細な解析には大規模な計算環境が必要なことから、「京」を利用することが計画されています。

　※参考画像は添付の関連資料を参照

　このたび「PRIMEHPC　FX１０」は「京」による計算の前に行う解析システム向けに導入されました。「PRIMEHPC　FX１０」は「京」で利用するアプリケーションと互換性があるため、実験データの特性に合わせた解析ソフトウェアの開発や、「京」を利用した詳細解析にかけるターゲットの絞込みを可能とし、ナノ物質の構造・解析時間の大幅な短縮を実現します。例えば、SACLAで取得される１００万枚にもおよぶ２次元パターンを分類する解析では、既設のスーパーコンピュータでは２週間の解析時間がかかるところを「京」を利用することにより４時間まで短縮できる見込みです。


■新スーパーコンピュータシステムの概要
　「PRIMEHPC　FX１０」は、「京」に適用した当社スパコン技術をさらに向上させて開発した高性能、高拡張性、高信頼性、かつ省電力性に優れたスーパーコンピュータです。本システムは、「PRIMEHPC　FX１０」４ラック、３８４ノード構成で、理論演算性能９０．８TFLOPSを実現しています。また、HPCミドルウェアとして、「Technical　Computing　Suite」、ログインノードなどとして、PCサーバ「FUJITSU　Server　PRIMERGY　RX３００　S８（フジツウ　サーバ　プライマジー　アールエックス３００　エスエイト）」１１台をあわせて導入されます。ストレージとしては、合計容量６００TBとなるストレージシステム「FUJITSU　Storage　ETERNUS　DX８０　S２（フジツウ　ストレージ　エターナス　ディーエックス８０　エスツー）」を導入、そのファイルシステムは高性能スケーラブルファイルシステムソフトウェア「FEFS（エフ・イー・エフ・エス）」（注４）によって構築されます。

　今回導入するスーパーコンピュータシステムの仕様は以下のとおりです。

　新システムの主な構成

　　※添付の関連資料を参照


■今後の展望
　先端基盤施設であるSACLAと「京」の効率的な連携によって、世界最先端の研究インフラを日本の産業界に提供することが可能となり、創薬や新材料の開発、燃料電池から「超」集積回路開発まで、様々な分野でのイノベーション創出が期待されています。

　当社は新システムを通じて３０年以上にわたるHPCサポートで蓄積したノウハウを活かし、理研様のあらゆる研究開発・解析業務をトータルでサポートしてまいります。


■独立行政法人　理化学研究所　放射光科学総合研究センター　グループディレクター　矢橋　牧名様からのコメント
　SACLAは供用開始後２年が経過し、様々な実験が順調に立ち上がってきました。高い加速器技術・光学技術によって構成されるSACLAは、世界で最も安定なXFELと評価されており、XFEL光の試料への命中率（ヒット率）も、当初の予想をはるかに上回っています。目下の最大の課題は、日々生み出される膨大なデータに対する迅速な解析の実現です。「PRIMEHPC　FX１０」の導入により、解析時間の劇的な短縮とともに、「京」とSACLAという我が国の２つの国家基幹技術の融合利用が進展し、幅広い学術・産業におけるイノベーション創出につながることが期待されます。


■商標について
　記載されている製品名などの固有名詞は、各社の商標または登録商標です。


以上


＜注釈＞
　注１　テラフロップス：Tera　FLoating−point　Operations　Per　Secondの略。Teraは１兆（１０の１２乗）のことで、毎秒１兆回の実数演算ができることを表します。
　注２　X線自由電子レーザー（XFEL）施設SACLA：国家基幹技術の一つとして整備された、物質の原子レベルでの構造およびその超高速動態・変化を解析できる世界最先端の研究施設。平成２４年３月から供用運転を開始。
　注３　スーパーコンピュータ「京（けい）」：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」プログラムの中核システムとして、理研と富士通が共同で開発を行い、２０１２年９月に共用を開始した計算速度１０ペタフロップス級のスーパーコンピュータ。
　注４　「FEFS（エフ・イー・エフ・エス）」：「FEFS」の名称は「Fujitsu　Exabyte　File　System」の頭文字に由来。１０万ノード規模で共有できる高性能分散ファイルシステム。


＜関連リンク＞
　・SACLA紹介サイト
　　http://xfel.riken.jp/index.html

　・富士通のHPC　紹介サイト
　　http://jp.fujitsu.com/solutions/hpc/

　・「PRIMEHPC　FX１０」紹介サイト
　　http://jp.fujitsu.com/solutions/hpc/products/primehpc/