地球シミュレータ (第2世代)

• 開発年: 2009(平成21)年
• メーカー: NEC
• プロセッサー数: 1,280
• 性能(公称)
  • 計算プロセッサーのピーク性能: 102.4GFLOPS (8プロセッサー/ノード)
  • 計算ノードのピーク性能: 819.2GFLOPS (×160ノード/システム)
  • ピーク性能: 131TFLOPS

倍率は、ES(1)比。

• CPU
  • クロック: 3.2GHz (×3.2)
  • ベクトル性能: 102.4GFLOPS (×12.8)
• ノード
  • CPU数: 8 (×1)
  • ベクトル性能: 819.2GFLOPS (×12.8)
  • 共有メモリー容量: 128Giバイト (×8)
  • ノード間転送性能: 8GB/s×8×2 (×5.2)
• システム
  • ノード数: 160 (×1/4)
  • 演算性能: 131,072GFLOPS (×3.2)
  • メモリー容量: 20Tiバイト (×2)

各ノードは2段Fat-treeパケット交換方式のネットワークで結合され、分散メモリー型並列計算機となる。

ES2は、NECのSX-9をベースとして開発された。

実測LINPACKベンチマーク性能はRmaxが122.40、Rpeakが131.07であるが、登場から1年半経っていることもあり、単純な計算力を競う2010(平成22)年11月発表の第36回TOP500では世界54位の性能にしかならなかった。

TOP500では分からない、複雑な計算の計算速度、要するに実運用時の速度を競う国際ランキング「HPCチャレンジアワード」で、2010(平成22)年11月、Global FFT(高速フーリエ変換)指標において11.876TFLOPSを達成し、世界第1位となった。

前年度は、全4部門のうち、EP STREAM(Triad) per system(多重負荷時のメモリアクセス速度)とGlobal FFTにおいて世界3位に入賞していた。

LINPACKのピーク性能と比較すれば効率10%程度ということになる。FFT計算はメモリーとネットワークに高負荷をかけ様々なボトルネックの影響を受けるので当然の結果ではあるが、それでも効率1%程度であることがざらにある中で効率10%もあるES2は、恐ろしく高い性能を持ったコンピューターだということができる。

採用されたSX-9のCPUは、先代ESで用いられたスカラープロセッサーやベクトルプロセッサーを1チップに統合したものとされている。

次の部分から構成され、一つのLSI上に実装されている。

• ベクトル処理部(VU: Vector Unit)
• スカラー処理部(SU: Scalar Unit)
• I/Oコントロールユニット(I/O control Unit)
• ノード間制御ユニット(Inter-node control unit)
• アドレス制御部(ACU: Address Control Unit)

VUは、6種類(加算×2、乗算×2、除算、論理、ビット列論理、ロード/ストア)のベクトル演算器と72個のベクトルレジスターからなるベクトル演算器セット8個で構成されており、最大102.4GFLOPSの性能を有する。

CPU LSIの仕様は、次の通りである。

• 65nm CMOS テクノロジ
• 11層 銅配線
• 350Mトランジスタ
• 21.04mm×19.84mm
• 1791信号(8960ピン)
• 消費電力240W(最大)
• クロック周波数3.2GHz

OSには、ESと同様にNEC製のベクトルスパコンSXシリーズ用に開発されたUNIXベースのOS「SUPER-UX」を、超大規模システム向けに強化・拡張したものを使用。

プログラム開発環境とし、自動ベクトル化・自動並列化を行なうFortran 90、C/C++コンパイラーなどが利用できる。

ファイルシステムには、分散コンピューティング環境でも高速なI/Oを行なうGFS(Global File System)が採用された。