スーパーコンピュータ

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スーパーコンピュータ（Supercomputer、略称：スパコン）とは、内部の演算処理速度がその時代の一般的なコンピュータより非常に高速な計算機（コンピュータ）のこと。HPCサーバ(High Performance Computing Server)と呼ばれることもある。

メインフレームやワークステーション等を入出力用の端末とし、計算処理だけを行うのが主な役割で、計算科学やCAEといった、膨大な計算処理を必要とする用途に利用される。

1 要約
2 定義
3 スーパーコンピュータ(HPC)のアーキテクチャ
4 歴史
5 著名なHPC一覧
- 5.1 表-1　日本国内の著名なHPC一覧(2006年4月現在)
- 5.2 表-2　日本国外の著名なHPC一覧
6 ベンチマーク評価と実効性能
7 世界各国のスーパーコンピュータ(HPC)導入の動き
8 スーパーコンピュータ(HPC)の将来
9 まとめ
10 その他補足事項
11 脚注
12 関連項目
13 参考文献
14 外部リンク

[編集] 要約

コンピュータの歴史は性能への挑戦の歴史である。そのフラグシップであるスーパーコンピュータ(HPC)は、一国の国力を示す指標であるといってよい。なぜならば、計算能力は科学技術の基礎であると同時に、情報技術の基礎でもあるからである。計算能力の向上によってシミュレーションの精度が上がれば、その効果は科学技術全般だけでなく、製造業全般の隆盛にまで及ぶ。(後述の自動車産業のCAE用計算機保有台数一覧参照)

本稿では、過去から未来までを俯瞰する形でスーパーコンピュータ(HPC)の技術や理論、方向性について述べる。なお、スーパーコンピュータ(HPC)の歴史に関しては、産業史的内容をスーパーコンピュータ産業史に、技術史的内容と専門的技術面の詳細はスーパーコンピュータ技術史に別稿を立てて論じる。

[編集] 定義

コンピュータ自体の性能向上が極めて速いため^[1]、スーパーコンピュータの定義は時代ごとに異なっている。一般的に、その時代の最新テクノロジーが投入された最高速なマシンを指す。現時点では一般的なサーバ機よりも浮動小数点演算性能が国際単位系で1単位(10³)位速いコンピュータをスーパーコンピュータ(HPC)と呼ぶことが多い。具体的には汎用サーバはG(ギガ)FLOPSレベルであり、スーパーコンピュータ(HPC)としてはT(テラ)FLOPSレベルとなる。FLOPSとは、1秒間に浮動小数点数演算が何回できるかを表す単位である。

日本国内の官学などの国家レベルでの定義としては、日本の文部科学省の科学技術・学術審議会では2005年現在、1.5TFLOPS以上の演算性能を持つコンピュータを政府調達における「スーパーコンピュータ（HPC)」と位置付けている^[2]。

[編集] スーパーコンピュータ(HPC)のアーキテクチャ

現代のスーパーコンピュータ(HPC)においては、以下のような過去の最先端技術が普遍化され取り入れられている。

1970年代の最先端技術：ベクトル演算
1980年代の最先端技術：パラレル処理/パイプライン処理/投機的実行予測/SMP
1990年代の最先端技術：スカラチップによるHPC/コンピュータ・クラスター/ベクトルプロセッサのCMOS化/VLIW (Very Long Instruction Word)/SIMD
2000年代前半の最先端技術：グリッド・コンピューティング
80年代～90年代の最先端OS：UNIX(現在はLinux)

それぞれの要素技術について、この段で追っていく。

[編集] ハードウェア

1980年代から1990年代初頭までは、処理対象のデータを連続的に演算器に流し込み同一演算を一括で行う、いわゆるベクトル計算機がスーパーコンピュータ(HPC)の中心であったが、1990年代中盤以降、CPUのキャッシュにあるデータをそれぞれ逐次的処理する汎用CPU(スカラープロセッサ)を用いた超並列マシン等が主力となってきている。 2005年現在では、あまりスーパーコンピュータの呼称は使われず、ハイパフォーマンス・コンピューティング (HPC)と呼ばれる。

その形態は、コンピュータ・クラスターであり、システム構成により、超並列機や超並列クラスター、グリッドコンピュータなどと個別の呼称で表されるようになってきている。

また、特定処理計算機といわれ、特定の演算処理に特化して強化されたスーパーコンピュータ(HPC)もあり、この計算機も、並列処理が強化されつつある。

[編集] 基盤ソフトウェア

1970年代前半のCrayによるスーパーコンピュータ黎明期から、研究者が好むOSとして、ベル研究所で開発され、その後多数の派生版が誕生したUNIX系OSが使用されてきた。これは当初、ライセンスフリーなオープンソース的OSであったことが最大の理由である。AT&Tは当初、UNIXへのライセンス料を賦課せず、ソースコードの頒布に当たってはメディアへのコピー料金しか徴収しなかった。このため、各大学の研究者達に広まり、企業へ就職後もそのまま慣れ親しんだOSを利用する事が多かったからである。

さらに、UNIXはそれまでのアセンブラにより記述されたOSと異なり、高級言語としてのC言語によって書かれており、機種間の移植がし易いため、新規ハードウェアを利用する際に研究者の研究時間を圧迫せずに使用できるという点も幅広い使用につながった。その上、UNIX(Linux)上でのライブラリなどカスタマイズの利便性やチューニング項目の多様性もあり広がったものと考えられる。

こういった多くの利点から研究者用OSとして広まったスーパーコンピュータ(HPC)でのUNIX利用のトレンドであるが、現在もほぼ全てのスーパーコンピュータ(HPC)においてUNIX/Linux系のOSが使用されている。(SC|06での調査によると、98.75%がUNIXの派生OSであるとの結果)

また、一部には安価で汎用的なPC機器の使用を目的にWindows系のOSも提供されつつある。(その他補足事項参照)

[編集] プロセス・スケジューリング

通常のUNIXにおけるラウンドロビン方式だけでなく、優先度の高い計算処理にCPU資源を強制的に割り当てるギャングスケジューリング方式もサポートしたものが多い。

[編集] 使用ライブラリ及び言語

スーパーコンピュータ(HPC)ユーザーは、整備されたライブラリ群及びフレームワークを使用して、行儀の良いアプリケーションを開発する必要がある。そのため、比較的枯れた言語・ライブラリを使用する事が多く、計算の速いFortranコードや、1980年代後半以降メジャー化したC及びC++によるコードを使用するユーザーが増えている。

[編集] インターコネクト

コンピュータ・クラスターに参加している個々のコンピュータの事をノードと呼び、他ノードとの通信により処理分散や処理結果の受け渡しを行っている。この通信機構をインターコネクト(系間接続)と呼び、 Gigabit EthernetやInfiniBandなどが使用されている。

これらインターコネクトを使用したノード間通信方式の一例をあげると、MPIなどが著名である。

超並列マシン及び並列クラスター構成をとるスーパーコンピュータ(HPC)においても、この各ノード間の通信データスピードがボトルネックとなるため、並列化の研究と共にハードウェア面/ソフトウェア面の両面でデータ交換スピード向上の研究が進められている。

現状、この通信スピードは2005年11月にIBMの研究所による14GB/chが最高速であったが、2006年3月現在、「NEC」及び文部科学省（旧：科学技術庁）所管の「独立行政法人理化学研究所」による次世代HPC構想の研究にて25GB/chが記録されている。

[編集] 歴史

スーパーコンピュータ(HPC)の歴史は、高性能コンピュータの軍事利用/軍事技術としての側面を切り離して語ることができない。現在もスーパーコンピュータ(HPC)はこういった政治的な影響から逃れることはできず、欧州でのスーパーコンピュータ(HPC)の採用などについては、性能や利便性という問題ではなく、その時のその国家の政治事情で採用ベンダが決定している。

[編集] 著名なHPC一覧

[編集] 表-1　日本国内の著名なHPC一覧(2006年4月現在)

設置場所・研究所	名　称	アーキテクチャ	理論演算性能	CPU	OS	提供ベンダ	備　考
東京工業大学	TSUBAME	グリッド型スカラ	85TFLOPS	Opteron	Linux	NEC, Sun	Globusによるグリッド計算機。学生利用を念頭にグリッド構成を任意に変更できる。
高エネルギー加速器研究機構	量子色力学格子シミュレータ	スカラ	57.5TFLOPS	PowerPC 440、POWER5	CNK/Linux、 AIX	日立, IBM	量子(色)力学及び原子核構造理論シミュレーションを行うためのHPC。
海洋研究開発機構	地球シミュレータ	ベクトル	45TFLOPS	独自ベクトルチップ	SUPER-UX	NEC	ベクトル型と最適化されたフレームワークによって生じる、実効性能が非常に高い計算機システム。システムの規模から、超巨艦主義と批判されることも多い。
気象庁	COSMETS	擬似ベクトル型スカラ	21.5TFLOPS	POWER5	AIX 5L	日立	ViVAによる擬似ベクトル化。システムを構成する各CPUを各計算マトリックス毎に割り振る仕組みを活用することで、気象モデルへの適合性を高めたフレームワークを採用。
海洋研究開発機構	SGI Altix 4700	スカラ	16.3TFLOPS	Itanium2	SUSE Linux	日本SGI	地球シミュレータの隣に設置され、ベクトルタイプとの連動を想定。デュアルコアのItanuim2を1280個搭載。
筑波大学	PACS-CS	スカラ	14.3TFLOPS	Xeon	Linux/SCore	日立, NEC, 富士通, 筑波大学	マトリックス・グリッド型超並列専用計算機。帯域幅と省電力を重視。 (注)CSとはComputatinal Scienceの略
宇宙航空研究開発機構	NSシステム(数値風洞システム第3世代)	スカラ	9.3TFLOPS	SPARC64 V(富士通製)	Solaris	富士通	1世代前のHPC。現在のグリッドシステムに相当するアーキテクチャを採用。特に、各格子点毎にナビエ・ストークス方程式を処理するために特化したフレームワークを採用したことで有名。第1・第2世代において世界最速記録を何度も保持し、複数回ゴードン・ベル賞を受賞した。
東京大学/国立天文台	GRAPE-6	専用計算機	64TFLOPS	独自チップ	Linux/Unix	理研, 東京大学	専用計算機。複数回ゴードン・ベル賞を受賞。
東京大学/国立天文台	GRAPE-DR	専用計算機	2PFLOPS	独自チップ	Linux/Unix	理研, 東京大学	専用計算機。
理化学研究所横浜研究所	Protein Explorer	専用計算機(MDGRAPE-3超並列機)	1PFLOPS	独自チップ+Xeon	Linux	理研, 日本SGI ,Intel	専用計算機。2006/06現在の演算性能。障害ノードの復旧後はさらに増速予定。 MDGRAPE-3 x 4808チップと Xeon x330コアの組み合わせにより構成。

[編集] 表-2　日本国外の著名なHPC一覧

設置場所・研究所	名　称	アーキテクチャ	理論演算性能	CPU	OS	提供ベンダ	備　考
アメリカ国立ローレンスリバモア研究所	Blue Gene/L	スカラ	280TFLOPS	PowerPC 440	CNK/Linux	IBM	組み込みプロセッサにFPUを付加
アメリカ NASA Ames研究センター	Columbia	スカラ	51TFLOPS	Itanium 2	Linux	SGI	AltixをInfiniBandで接続
アメリカ国立サンディア研究所	Red Storm	スカラ	101.4TFLOPS	Opteron	Catamount/Linux	Cray	XT3として商用化。SC06にて世界2位に。
アメリカバージニア工科大学	System X	スカラ	12.2TFLOPS	PowerPC 970	Mac OS X Server	バージニア工科大学/Apple	Xserve G5をInfiniBandで接続
アメリカ国立ロスアラモス研究所	ASCI White	スカラ	7.3TFLOPS	POWER3	AIX	IBM	RS/6000 SP
アメリカ国立サンディア研究所	ASCI Red	スカラ	2.34TFLOPS	Xeon	Catamount	Intel	Paragonをベースに設計

[編集] ベンチマーク評価と実効性能

top500.orgを含むスーパーコンピュータ(HPC) の評価には多くの問題点がある事が、スーパーコンピュータ(HPC)を扱うエンジニアや研究者の共通の認識となっている。現top500.orgのスーパーコンピュータ(HPC)相対評価において使用されるベンチマークテストはLINPACKと呼ばれる1970年代前半に確立されたもので、現在のスーパーコンピュータ(HPC)の規模/構成に適したものではない。

そのため、現時点のスーパーコンピュータ(HPC)ランキングTop500の評価基準であるLINPACKベンチマーク評価について、基準ベンチマークとしての見直し論議が活発に行われ、HPC Challenge Benchmarkという新しいベンチマークが提案されている。

また、一つのベンチマーク値でそのシステムの実効性能を表現する事は不可能として、多くの研究者が提言を上げおり、改善が求められる。また、スーパーコンピュータ(HPC)本来の性能はシミュレーションを実行する場合などの実稼動時の性能を基準と考えるべきであり、スカラタイプとベクトルタイプでは計算する際のデータ投入性能が格段に差があると言われている。

例えば、汎用CPUにより構成されるスカラータイプのスーパーコンピュータ(HPC)は、そのままの形態で使用すると気象予測において広域予報や長期予報などを行う際、データの連続処理におけるデータ供給能力に限界があり、実効性能が極端に落ち、理論ピーク性能の10%程度しか出ない。

このため、データの供給方法にハードウェア的/ソフトウェア的に工夫を施し、擬似ベクトル化を行ってデータを連続投入できる環境を作り、少しでもベクトルチップの実効性能に近づける努力をしているものが多い。

一方、ベクトルチップを採用したNECの地球シミュレータを代表とするベクトルタイプのスーパーコンピュータ(HPC)は、スカラータイプより高い実効性能を維持する特性があり、理論演算性能の4割以上の能力を発揮している。

この方式による性能格差の主張には、既存の巨艦型ベクトル型スーパーコンピュータ(HPC)を使用していた研究者において、ベクトル処理を基本とした既存の処理方法からスカラ処理を基本とした現用の分散処理方法への移行教育や対応が遅れているからの妄言という指摘もある。

実際にスカラ化への対応には相当数の労力が必要であり、一般の研究者がスーパーコンピュータ(HPC)でのシミュレーションを行う際、本来の研究自体を圧迫してしまうという矛盾もあり、処理の最適化や処理分散の実装方式についてはもっと省力的で職人的な対応を不要にできるようなプラットホームの発展が求められている。

[編集] 世界各国のスーパーコンピュータ(HPC)導入の動き

世界各国でもスーパーコンピュータ(HPC)の導入は進んでおり、1990年代初頭のようなアメリカ・日本を2極とした導入数の集中状況は解消しつつある。

[編集] 日本

[編集] 日本国内のスーパーコンピュータ(HPC)の潮流

日本におけるスーパーコンピュータ(HPC)の流れは、官学主導による国策としての大型スーパーコンピュータ(HPC)構想と、産業界及び産学協同のより実生活や一般的な産業面に近いスーパーコンピュータ(HPC)の利用や設置の流れがある。

この２つの流れが、互いに影響を与え合うことでより良い方向を目指せるよう、産官学での調整が行われており、ボトムアップ（Web Client技術、GRAPE、マイクロプロセッサ）／トップダウン（通信インフラストラクチャー、プロトコル、規格化）の両輪がうまく動くよう計画されている。それぞれの相互技術が結びつき、切磋琢磨することで、より良い仕組みを作り上げようとする努力が続いている。

[編集] 日本国内の既存大型スーパーコンピュータ(HPC)計画の連携

日本国内の官学による大型スーパーコンピュータ(HPC)計画は汎用京速計算機(概念設計段階)の結晶化へと目標を統一しており、幾つかの国家プロジェクトにて分散処理の改善が図られている。

現状、高速ネットワークを使用し、動作スレッド上のジョブ展開などの問題点をクリアする事が課題とされており、複数の改善施策が執られている。(詳細はスーパーコンピュータ技術史参照)

これにより飛躍的に伸びる計算能力は、学術機関の連携、さらには産業界との研究開発のための連携等に生かされるであろう。

[編集] 日本国内のグリッド・コンピューティングについて

各地の計算センターの複数のスーパーコンピュータ(HPC)を統一的に利用するための手段として米国で主唱・開発され、大規模な分散コンピューティングが必要とされる分野において世界的に開発が進められているグリッドコンピューティングの技術開発に関して、日本国内においてもNAREGIが国家プロジェクトとして採択を受け、研究と構築が進んでいる。

また、国内の学校を含む、研究・教育機関に教育用に導入されているPCにグリッド基盤パッケージを導入し、現時点では利用されていないCPU資産をグリッドコンピュータの一部として活用する計画も進んでいる。今後、小学生が、自分達の目で大規模な科学技術計算の基盤とその動作を見ることができるようになるだろう。これは文部科学省が進めるコンピュータリテラシの浸透と理系分野への興味を掻き立てることになる事であろう。

[編集] アメリカ

[編集] アメリカ国内のスーパーコンピュータ(HPC)の潮流

地球シミュレータによるコンピュートニクショックの後、その潜在的に大きな科学技術と国力・軍事研究の粋を挙げてスーパーコンピュータ(HPC)技術の更改と続伸を続けており、2006年8月現在、Top500.orgのランキングの上位50%以上をアメリカのスーパーコンピュータ(HPC)が占めている状況である。アメリカの研究者の発言を見ると、実際に競争相手としてみなしているのは、日本の官製プロジェクトである汎用京速計算機やGRAPEに代表される専用計算機のハイブリットタイプであり、競争相手である日本のスーパーコンピュータ(HPC)研究と切磋琢磨を続けており、PFLOPS越えだけではなく、その先を見越した研究も続けられている。

今後も、世界最先端・最速のスーパーコンピュータ(HPC)を提供し続けるであろう。

[編集] アメリカ国内のグリッド・コンピューティングについて

グリッドコンピューティングの走りとして世界中のPCが参加しているSETIやグリッドによる分散処理に向いた研究素材を集めて、共通のグリッド基盤で処理を進めるBONICといったプロジェクトが軌道に乗っており、世界各国のプロジェクトが相乗りして成果を挙げている。

[編集] 欧州

欧州各国においては、元々1980年代からスーパーコンピュータ(HPC)のハードウェア分野には敢て手を出さず、シミュレーションソフトやコンパイラなどの開発に力を注いでいた。次世代スーパーコンピュータ(HPC)に関しても、アメリカや日本のより良い部分を選択・取得し、得意のソフトウェアに注力した発展と一般化したスーパーコンピュータ(HPC)の普及を目指して動いている。

ドイツの状況: ドイツでは、NECを中心としたベクトル型の大規模スーパーコンピュータ(HPC)の導入と、IBMを中心としたスカラ型のスーパーコンピュータ(HPC)の導入を並列して進めており、バランスを重視した対応を取っている。
スペインの状況: スペインでは、IBMのPowerPC970 2.2GHzを採用したMareNostrumを科学教育省に導入し、産官学での利用方法の検討と発展を図っている。
その他欧州の状況: イギリス・フランス・イタリアもほぼスペインと同様で、産学での利用面において一般化したレベルのスーパーコンピュータ(HPC)の導入を促し、産業面では自動車産業や航空機産業での利用を進めている状況である。先鋭的なスーパーコンピュータ(HPC)より、普遍的なHPCの導入に積極的であり、大きな予算を必要とする次世代スーパーコンピュータ(HPC)への集中的な投資はあまり見えない。

[編集] アジア(日本を除く)

1990年代前半は非常に少なかったが、韓国・中国・台湾・インド・マレーシアといった国々では、スーパーコンピュータ購入や自国での構築も行っており、Top500 クラスの新規案件が増えている。

中国の状況: 中国ではスカラ機をアメリカ製汎用プロセッサで構築したり、自国での汎用プロセッサの開発などの手を打ちつつある。上海超級計算センターに設置されている『曙光4000A』は10TFLOPSの計算性能を発揮したが、現在は50位ほどまで落ちている。; また、国産CPUの『龍芯』はMIPS系の設計盗用が指摘されており、知的所有権の大幅な違反例として取り上げられている。; そのため、国産スーパーコンピュータ(HPC)の開発は順調とはいえず、日米との開発力の差は予想以上に大きいようだ。競争相手に成長するまでは、まだ10年以上の時間が必要といわれ、今後、どのようにその差を埋めていくのかが注目される。; ただし、導入数に関してはIBM製のスーパーコンピュータ(HPC)を購入したり、汎用PCのクラスタ化によりTop500に18台(2006年10月)と日本(同30台)に次ぐ台数を導入して急速に追い上げている。; ただし、使用目的のほとんどが軍事面に傾いており、日本や欧州のような産業面の利用促進はほとんど見えないのが、現状である。

韓国の状況: 韓国では、ソウル大において汎用PCとLinux及び日米製のクラスタソフトを用いた研究用スーパーコンピュータ(HPC)を作成をしていたが、導入時に150位程度であり、現在はTop500圏外となっている。; 実務面で使用するスーパーコンピュータ(HPC)においては、全てを日米ベンダ各社からの購入して数を増やしつつあるが、あくまで利用者としての対応であり、元々の国力からの判断で自国での開発は行なっていない。; SC06のランキングにて、韓国気象管理センタのCray X1E（Opteron:1026CPU)が29位を筆頭にアメリカ製HPC5台がランキングされている。; なお、利用も気象や自動車などの産業利用が急速に増えたものの、軍事的な開発・設計に注力しているとの指摘もあり、先が全く見えない。

[編集] スーパーコンピュータ(HPC)の将来

アメリカも日本もスーパーコンピュータ(HPC)によるシミュレーション能力が国際競争力の源泉であることに気が付き、次々と次世代HPC構想の手を打っている。(詳細は汎用京速計算機の項を参照)

さらに、日米両国はそれぞれの政府主導の下、各省単位でのHPC投資促進が続けられており、数十PFLOPSコンピュータを2010年までに構築する計画が複数進んでいる。

なお、技術的詳細に関しては、スーパーコンピュータ技術史の現在の項を参照。

[編集] まとめ

今後、スーパーコンピュータ(HPC)はネットワーク/ハードウエア/ソフトウエア各要素技術においてバランスの取れた進化が続く事により、既存の利用分野を超えて今後も進化を続けると予測される。そして、縦型分散型であるスーパーコンピュータ(HPC)と横型分散型のノンストップコンピューティング技術の連携によって、将来は障害に強いスーパーコンピュータシステムが多くの生産の場に役立ち、その恩恵は生活の隅々にまで行き渡るだろう。

なぜならば、物造りの工程においてだけでなく、一般生活の基本である各種インフラにおいても、これらスーパーコンピュータ(HPC)によるシミュレーション能力やその利用結果である予測能力は必要とされており、様々なシーズを生み、さらにはニーズも生み出すものであるからだ。

そしてそれは、システムを使いこなす側やシステムを活用する側への教育的問題へと波及せざるを得ない。その答えが、いずれの国においても産官学が国家を挙げて目指すリテラシーの向上であり、教育に直接関係する課題そのものという判断からである。

[編集] その他補足事項

[編集] 日本における官学主導スーパーコンピュータ（HPC）の位置付け

日本の計算科学分野における科学技術政策では、国立大学や国立研究機関などへのスーパーコンピュータ(HPC)の導入に関して、NLS と NIS という位置付けがしばしば用いられる。

NLS (National Leadership Supercomputer)：日本国内のスーパーコンピュータ(HPC)リテラシーのリーダシップを取るスーパーコンピュータ(HPC)
NIS (National Infrastructure Supercomputer)：一般的な研究面/産業面での利用を念頭にスーパーコンピュータ(HPC)リテラシーの下支えをするスーパーコンピュータ(HPC)

例として、1993年時点で世界最速を競っていた航空宇宙技術研究所の数値風洞や筑波大学の CP-PACS は NLS として使用が始まり、その後2年ほどで NIS として利用された。2004年まで2年半の長期に渡って Top500[1]の第1位を占めた地球シミュレータも NLS として開発され、2007年頃には NIS として供用されると見られる。

2006年現在、地球シミュレータに代わる次期 NLS として汎用京速計算機が構想されており、その後も政府の国家戦略として、最先端の性能を持つスーパーコンピュータ（HPC）の研究開発を持続的に推進していくべきであるとする提言が文部科学省科学技術・学術審議会等で出されている[2]。

[編集] 2004年時点の自動車メーカ保有計算能力量

産業面とスーパーコンピュータ(HPC)のつながりを判断するに程好い資料として、それぞれの国の技術的総合力の一端を見ることができる自動車産業におけるGFLOPSクラスのCPUユニットの保持数を一覧化した。それぞれのメーカーの総合力とスーパーコンピュータ(HPC)の保有台数の相関を見て欲しい。

CAE用GFLOPS級計算機数一覧(2006年 SC|05及びTop500.orgより)

メーカ名	ユニット(百万)	メーカ名	ユニット(百万)	メーカ名	ユニット(百万)
GM	8.2	トヨタ	7.5	フォード	6.8
DC	4.2	VWグループ	4.1	PSA	3.5
日産	3.4	HONDA	3.35	ヒュンダイ	3.3
ルノー	2.5	フィアット	2.25	スズキ	2.0
三菱自動車	1.5	BMW	1.25	マツダ	1.0
いすゞ	0.5	FHI	0.5	Tata	0.25

国単位でみると、アメリカ・日本・ドイツ・フランス・スェーデンという順に並び、アメリカと日本，ドイツが突出している事が見て取れる。(あくまで民需用の計算資源一覧）また、これらの主要3国では、自動車産業の下支えをする部品メーカや材料メーカにおいても、非常に多くのGFLOPSクラスのサーバが導入されており、その裾野の広さも際立っている。(韓国も主要部品を日本に依存している。）

なお、日本において盛んな鉄道車両設計関連、アメリカ・欧州において盛んな航空機用の計算量を加えると、アメリカと日本の突出さはさらに大きくなる。

表　国別自動車産業保有GFLOPSクラス計算量

国名	計算資源量	国名	計算資源量	国名	計算資源量
ドイツ	32855	スウェーデン	5774	フランス	7833
イギリス	1419	イタリア	4442	アメリカ	42386
日本	38018	韓国	4804	中国	非公開

[編集] スーパーコンピュータ(HPC)の市場に関して

現時点でのスーパーコンピュータ(HPC) ベンダは、日本の3社(NEC/日立/富士通)とアメリカのIBM/HP/SGI/Cray/SUN及び、それらの派生品を扱う欧州ベンダである Bullと、市場規模に対して数が多すぎる過当競争の時代に突入している。

日本のベンダに関しては、作成するスーパーコンピュータ(HPC)の台数は少ないが、50位以内の台数で見ると必ず自社での検証機とNLS用スーパーコンピュータ(HPC)が登場しており、台数に対しての成果が上がっているが、利益としてみると非常に厳しい状況がわかる。また、国際競争力はNEC以外は皆無に近い状況である。

国産ベンダのTop100内スーパーコンピュータ(HPC)台数の変遷　(top500.orgより)

ベンダ名	2005年06月	2005年11月	2006年06月	2006年11月
富士通	4台(全て国内のみ)	4台(全て国内のみ)	3台(全て国内のみ)	2台(全て国内のみ)
日立	0台	1台(全て国内のみ)	3台(全て国内のみ)	2台(全て国内のみ)
NEC	2台(日本1台、ドイツ1台)	2台(日本1台、ドイツ1台)	3台(日本2台、ドイツ1台)	2台(日本1台、ドイツ1台)
日本設置台数	9台	10台	15台(日立と富士通の共同構築1台)	8台(日立/富士通、NEC・SUNの共同構築それぞれ1台)

CPU種別単位のTop500内スーパーコンピュータ(HPC)比率比較　(SC|05,top500.orgより)

ベンダ名	CPU種別	市場占有率	備考
インテル	IA32 ・Intel 64	26%
インテル	IA64	22%
IBM	POWER	25%
AMD	AMD64	18%
－	Vector	2.2%	NECとCrayのベクトル機

ベンダ単位のTop500内スーパーコンピュータ(HPC)占有比較　(SC|05,top500.orgより)

ベンダ名	台数	占有率	100位以内の台数
IBM	233	46.6%	71
HP	218	43.6%	8
SUN	2	0.2%	0
SGI	13	2.6%	6
日立	5	1%	1
NEC	6	1.1%	2
富士通	5	1%	4
クレイ	15	3%	7
インテル	3	0.6%	1

輸出対象外である中国を含む世界全体を見通した市場規模調査でも多くて400億円/年程度であり、今後、予算的な都合で性能の向上についていけないベンダが撤退・脱落していくと予測される。なお、グラフィック処理用サーバでの赤字とスーパーコンピュータ(HPC)への過剰な経営資源の投入のため、SGIが2006年5月に連邦破産法第11章の適用を申請し、受理された。その後、財務面での整理が行われ、06年11月に第11章適用対象から外れ、建前上、一つのコンピュータメーカとして再生を果たした。

[編集] スーパーコンピュータ(HPC)分野におけるWindows系OSに関して

上記のようなUNIX/ Linux系の超並列クラスタとは別に、さらに低予算/小規模向けのスーパーコンピュータ(HPC)用にWindows2003サーバOSをベースとした Windows Compute Cluster Serverというスーパーコンピュータ(HPC)向けのWindows Server系OSが2006年6月リリースされた。

しかし、科学技術系/開発系エンジニア・開発者の多くは、ソース修正/カスタマイズの利便性、使用ソースコードの使用の長期化(徒弟的情報の引継ぎやノウハウの蓄積、データ構造の継承など)などにより、オープンソース（Unix及びLinux）系を中心にした歴史を持つ。さらに、HPCとしての性能を出すには、チューンナブルなパラメータの総合的な調整と、処理を考慮した最適値を出す必要がある。WindowsCCSにおいては、この調整パラメータの固定化や制限化があると考えられており、導入に対しての制限が懸念される。

また、一般企業の業務においては、並列クラスターによるスーパーコンピュータ(HPC)によって大幅に改善されるような問題などはあまりなく、薬や医療・バイオ系の研究/開発などに主力が向けられると思われる。(分散できる統計的な処理やデータをある程度の塊で計算/加工するような処理に向くため)

[編集] 脚注

↑ コンピュータの性能向上を示す指標にゴードンのムーアの法則がある
↑ http://www.mext.go.jp/b_menu/shingi/gijyutu/gijyutu4/gijiroku/002-2/05112901.htm

[編集] 関連項目

[編集] 参考文献

坂村建,コンピュータアーキテクチャー -電脳構築学-,共立出版
日本電気,富士通,日立製作所, スーパーコンピュータ全書, パーソナルメディア
「情報処理」（情報処理学会誌）特集「知られざる計算機」2002年2月号（Vol.43 No.2)
アンドリュー・S・タンネンバウム,ネットワークアーキテクチャー第4版,日経BP
ディビット・G・ストークス（編著）,HAL伝説-2001年コンピュータの夢と現実,早川書房

他

[編集] 外部リンク

ウィキメディア・コモンズに、スーパーコンピュータに関連するマルチメディアがあります。

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