カテゴリー: 05)パソコンの基礎知識

スーパーコンピューターの世界では、「TOP500」という 処理速度の上位500位までを発表するランキングがあります。

そのランキングで、2011年2期連続で1位を獲得したのが、理化学研究所と富士通が共同開発している「京」です。

京は、整数の演算処理よりも時間のかかる 浮動小数点演算という計算を 毎秒1京510兆回行うことができます。

汎用のCPUを並列に搭載することで高速な処理を実現する スカラー型を採用しており、CPUを8万8128個も搭載しています。

ちなみに、複数のデータを並行して処理できるベクタープロセッサーというCPUを搭載しているスーパーコンピューターを ベクター型と言います。

京は、信頼性の高いシステムを実現するための工夫も多くなされています。

高速な演算処理を行うと熱が大量に発生し、安定性が低下します。そこで、水冷方式を採用し 温度の上昇を防いでいるのです。

また、CPU内の回路にエラー検出機能を搭載しています。エラーが発生しても、エラー訂正機能や命令再実行機能により 全体のシステム動作に影響を与えることはありません。

さらに、CPUとCPUを繋ぐネットワークに 「Tofu（ﾄｰﾌ）」という独自設計が施されています。1つのCPUが故障しても代替経路を設け、システム全体が停止するリスクを低減させているのです。

パソコンの処理速度は飛躍的に向上したとはいえ、膨大な計算を必要とする予報・予測・シミュレーションなどでは まだまだ力不足です。

そこで、より高い計算処理能力が求められています。

そして、演算処理が非常に高速なコンピューターを「スーパーコンピューター」と呼んでいます。

何か特別な パソコンにはできないことをしているイメージがありますが、計算処理を行うという基本的な機能は変わりません。

1回の処理サイクル（1クロック）で計算できる量に 違いがあるだけです。

パソコンでは 1つないし数個しかできないのに対し、スーパーコンピューターは 大量に行えるのです。

活躍する代表的な分野は 気象予報です。

気象の予報は、局所ごとに発生している現象を分析して 全体への影響を予測するという作業です。

予報の精度を上げるには 局所の絞り込みを細かくする必要がありますが、細かく分割するほど 負荷のかかる処理になります。

パソコンでは膨大な時間がかかってしまうため、スーパーコンピューターが欠かせないわけです。

また、バイオの分野でも注目されています。約30億個のヒトゲノムから遺伝子を解読する作業は、膨大なデータ処理が求められるからです。

さらに、天体力学の分野で、銀河系やブラックホールのメカニズムを解明する際の 大規模な重力計算などでも利用されています。