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スーパーコンピューター

辞書:電算用語の基礎知識 計算機技術用語 (TCYOGO)
読み:スーパーコンピューター
外語:super computer 英語 , 超级计算机 大陸簡体 , 超級計算機 台灣正體
品詞:名詞
1998/12/18 作成
2016/06/21 更新

科学技術計算などに使用される、特殊な高速電子計算機。シミュレーション解析など、通常の電子計算機では不可能な膨大な規模の計算業務に使用される。末尾の音引きを略して「スーパーコンピュータ」とも。略して「スパコン」。

コンピューターの中でも、とりわけ高速な演算処理を行なうために特別に設計されたものをいう。

明確な定義があるわけではないが、開発される時代における一般的なワークステーションなどと比して、特に高い演算処理性能を持ったものが、特別にスーパーコンピューターと呼ばれている。

近年では、整数演算よりも実数演算性能に重きを置いたものをいうことが多いようである。

定義が曖昧であるため性能も千差万別であり、1000億円程度の超高性能な特注品から、NVIDIAが開発した2万円以下で購入できる玩具的な製品まで様々なものがある。

用途

多くは、大規模で複雑な計算をするために使われている。

解析や分析、分子設計、シミュレーション演算といったものへの応用例が多い。

シミュレーション演算では、専用に設計された「地球シミュレータ」などが代表的である。

バイオ、化学分野で利用される例が多く、このため大学や研究機関で使われることが多いが、企業で使われることもある。

構成

主に、ベクトル型と並列型(スカラー型)がある。

ベクトル型は日本のメーカーが主力で、スパコン専用に設計された、行列計算を得意とするプロセッサーであるベクトル(LIW)ユニットを複数並列させることで高速化を実現する。

並列型(スカラー型)はアメリカのメーカーが主力で、パソコンなどでも使われる低価格な汎用プロセッサーを数百個から数万個並列させることで高速化を実現する。数で勝負する方式で、近年の主流でもある。

この他に、グリッドコンピューティングを応用したものも登場しつつある。

規制

スーパーコンピューターは、核兵器原子炉の設計など大量破壊兵器の設計に不可欠とあって、輸出に関しては厳しい規制が敷かれている。

しかし、支那にスーパーコンピューターが何の規制も無く存在するという時点で、このような規制はもはや何の意味も無い。

性能

沿革

性能は日進月歩である。2001(平成13)年春時点では実効性能で100GFLOPS程度の速度が一応の基準となっていた。しかし今や、100GFLOPS程度の速度は誤差の数値である。現在は、このようにある程度の速度のあるコンピューターをノードとし、多数組み合わせて一台とするクラスター型が多い。

この性能については年2回、世界の高速なコンピューター上位500位までをランキングするTOP500があり、6月と11月に集計されて発表されるが、この性能もうなぎ上りである。

LINPACKベンチマークが採用された1993(平成5)年以降、第一位は次のような変遷を遂げた。

  • TMC CM-5 ( アメリカ、1993(平成5)年6月 〜 1993(平成5)年11月)
  • 富士通 数値風洞 ( 日本、1993(平成5)年11月 〜 1994(平成6)年6月)
  • Intel Paragon XP/S140 ( アメリカ、1994(平成6)年6月 〜 1994(平成6)年11月)
  • 富士通 数値風洞 ( 日本、1994(平成6)年11月 〜 1996(平成8)年6月)
  • 日立 SR2201 ( 日本、1996(平成8)年6月 〜 1996(平成8)年11月)
  • 日立 CP-PACS ( 日本、1996(平成8)年11月 〜 1997(平成9)年6月)
  • Intel ASCI Red ( アメリカ、1997(平成9)年6月 〜 2000(平成12)年11月)
  • IBM ASCI White ( アメリカ、2000(平成12)年11月 〜 2002(平成14)年6月)
  • NEC 地球シミュレータ ( 日本、2002(平成14)年6月 〜 2004(平成16)年11月)
  • IBM Blue Gene/L ( アメリカ、2004(平成16)年11月 〜 2008(平成20)年6月)
  • IBM Roadrunner ( アメリカ、2008(平成20)年6月 〜 2009(平成21)年11月)
  • Cray Jaguar ( アメリカ、2009(平成21)年11月 〜 2010(平成22)年11月)
  • NUDT 天河一号A ( 支那、2010(平成22)年11月 〜 2011(平成23)年6月)
  • 富士通 ( 日本、2011(平成23)年6月 〜 2012(平成24)年6月)
  • IBM Sequoia ( アメリカ、2012(平成24)年6月 〜 2012(平成24)年11月)
  • Cray Titan ( アメリカ、2012(平成24)年11月 〜 2013(平成25)年6月)
  • NUDT 天河二号 ( 支那、2013(平成25)年6月 〜 2015(平成27)年11月)
  • NRCPC 神威 太湖之光 ( 支那、2016(平成28)年6月 〜) ←いまここ

壁突破

  • 世界で初めて1GFLOPS突破 ‐ Cray 2 (1986(昭和61)年)
  • 世界で初めて1TFLOPS突破 ‐ Intel ASCI Red (1997(平成9)年)
  • 世界で初めて1PFLOPS突破 ‐ IBM Roadrunner (2008(平成20)年)

11年ごとに1000倍に性能が上がっていることが分かる。このペースが維持されるなら、世界で初めて1EFLOPSを達成するのは2019(令和元)年になる見込みである。

TOP500上位

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2016(平成28)年6月(第47回)

1位に支那の新しい機械が登場し、ダントツの一位を獲得した。アメリカの新機種は7位に登場している。500位以内の台数でも、支那は167台で1位、2位で165台の米国を追い越し、性能面でも欧米勢を引き離し首位に立つことになった。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
193014.6
125435.9
神威 太湖之光Sunway SW26010 260C
10,649,600コア
NRCPC国立スーパーコンピューティングセンター/無錫
支那、2016
233862.7
54902.4
天河二号TH-IVB-FEP Cluster
3,120,000コア
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2013
317590.0
27112.5
TitanCray XK7
560,640コア
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2012
417173.2
20132.66
SequoiaIBM BlueGene/Q
1,572,864コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2012
510510.00
11280.38
Fujitsu Cluster
705,024コア
富士通理化学研究所
日本、2011
68586.6
10066.3
MiraIBM BlueGene/Q
786,432コア
IBMDOE/SC/アルゴンヌ国立研究所
アメリカ、2012
78100.9
11078.9
TrinityCray XC40
301,056コア
CrayDOE/NNSA/LANL/SNL
アメリカ、2016
86271.0
7788.9
Piz DaintCray XC30
115,984コア
CrayCSCS
スイス、2013
95640.2
7403.5
Hazel HenCray XC40
185,088コア
CrayHLRS
ドイツ、2015
105537.0
7235.2
Shaheen ⅡCray XC40
196,608コア
Crayキング・アブドゥッラー科学技術大学
サウジアラビア、2015

2015(平成27)年11月(第46回)

1位から5位は変化なし。6位と8位に新しい機械が登場した。

順位Rmax
Rpeak
名称 プロセッサーベンダー所在、年
68100.9
11078.9
TrinityCray XC40
301,056コア
CrayDOE/NNSA/LANL/SNL
アメリカ、2015
76271.0
7788.9
Piz DaintCray XC30
115,984コア
CrayCSCS
スイス、2013
85640.2
7403.5
Hazel HenCray XC40
185,088コア
CrayHLRS
ドイツ、2015
95537.0
7235.2
Shaheen ⅡCray XC40
196,608コア
Crayキング・アブドゥッラー科学技術大学
サウジアラビア、2015
105168.1
8520.1
StampedeDell PowerEdge C8220
462,462コア
Dellテキサス大学 TACC
アメリカ、2012

2015(平成27)年6月(第45回)

1位から6位は変化なし。7位に新しい機械が登場した。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
133862.7
54902.4
天河二号TH-IVB-FEP Cluster
3,120,000コア
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2013
217590.0
27112.5
TitanCray XK7
560,640コア
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2012
317173.2
20132.66
SequoiaIBM BlueGene/Q
1,572,864コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2012
410510.00
11280.38
Fujitsu Cluster
705,024コア
富士通理化学研究所
日本、2011
58586.6
10066.3
MiraIBM BlueGene/Q
786,432コア
IBMDOE/SC/アルゴンヌ国立研究所
アメリカ、2012
66271.0
7788.9
Piz DaintCray XC30
115,984コア
CrayCSCS
スイス、2013
75537.0
7235.2
Shaheen ⅡCray XC40
196,608コア
Crayキング・アブドゥッラー科学技術大学
サウジアラビア、2015
85168.1
8520.1
StampedeDell PowerEdge C8220
462,462コア
Dellテキサス大学 TACC
アメリカ、2012
95008.9
5872.0
JUQUEENIBM BlueGene/Q
458,752コア
IBMユーリヒ総合研究機構
ドイツ、2012
104293.3
5033.2
VulcanIBM BlueGene/Q
393,216コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2013

2014(平成26)年11月(第44回)

1位から9位は変化なし。10位に新しい機械が登場した。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
103577.0
6131.8
(無名)Cray CS-Storm
72,800コア
Cray米国政府
、2014

2014(平成26)年6月(第43回)

1位から9位は変化なし。10位に新しい機械が登場した。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
133862.7
54902.4
天河二号TH-IVB-FEP Cluster
3,120,000コア
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2013
217590.0
27112.5
TitanCray XK7
560,640コア
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2012
317173.2
20132.66
SequoiaIBM BlueGene/Q
1,572,864コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2012
410510.00
11280.38
Fujitsu Cluster
705,024コア
富士通理化学研究所
日本、2011
58586.6
10066.3
MiraIBM BlueGene/Q
786,432コア
IBMDOE/SC/アルゴンヌ国立研究所
アメリカ、2012
66271.0
7788.9
Piz DaintCray XC30
115,984コア
CrayCSCS
スイス、2013
75168.1
8520.1
StampedeDell PowerEdge C8220
462,462コア
Dellテキサス大学 TACC
アメリカ、2012
85008.9
5872.0
JUQUEENIBM BlueGene/Q
458,752コア
IBMユーリヒ総合研究機構
ドイツ、2012
94293.3
5033.2
VulcanIBM BlueGene/Q
393,216コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2013
103143.5
4881.3
(無名)Cray XC30
225,984コア
Cray米国政府
、2014

2013(平成25)年11月(第42回)

1位から5位は変化なし。6位に新しい機械が登場した。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
66271.0
7788.9
Piz DaintCray XC30
115,984コア
CrayCSCS
スイス、2013

前回の6位から9位がそのまま7位から10位に降格した。

2013(平成25)年6月(第41回)

2013(平成25)年6月発表の第41回TOP500のうちの上位10システムである。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
133862.7
54902.4
天河二号TH-IVB-FEP Cluster
3,120,000コア
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2013
217590.0
27112.5
TitanCray XK7
560,640コア
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2012
317173.2
20132.66
SequoiaIBM BlueGene/Q
1,572,864コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2012
410510.00
11280.38
Fujitsu Cluster
705,024コア
富士通理化学研究所
日本、2011
58586.6
10066.3
MiraIBM BlueGene/Q
786,432コア
IBMDOE/SC/アルゴンヌ国立研究所
アメリカ、2012
65168.1
8520.1
StampedeDell PowerEdge C8220
462,462コア
Dellテキサス大学 TACC
アメリカ、2012
75008.9
5872.0
JUQUEENIBM BlueGene/Q
458,752コア
IBMユーリヒ総合研究機構
ドイツ、2012
84293.3
5033.2
VulcanIBM BlueGene/Q
393,216コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2013
92897.00
3185.05
SuperMUCiDataPlex DX360M4
147,456コア
IBMライプニッツ計算センター
ドイツ、2012
102566.00
4701.00
天河一号ANUDT YH Cluster
186,368コア
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2010

2012(平成24)年11月(第40回)

2012(平成24)年11月発表の第40回TOP500のうちの上位10システムである。新機種が続々と登場し、日本の「京」は二位になった。

前回6位だったJaguarは、Titanに進化し1位となった。また、前回8位だったJUQUEENが完成し5位に浮上した。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
117590.0
27112.5
TitanCray XK7
560,640コア
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2012
216324.75
20132.66
SequoiaIBM BlueGene/Q
1,572,864コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2012
310510.00
11280.38
Fujitsu Cluster
705,024コア
富士通理化学研究所
日本、2011
48162.38
10066.33
MiraIBM BlueGene/Q
786,432コア
IBMDOE/SC/アルゴンヌ国立研究所
アメリカ、2012
54141.2
5033.2
JUQUEENIBM BlueGene/Q
393,216コア
IBMユーリヒ総合研究機構
ドイツ、2012
62897.00
3185.05
SuperMUCiDataPlex DX360M4
147,456コア
IBMライプニッツ計算センター
ドイツ、2012
72660.3
3959.0
StampedeDell PowerEdge C8220
204,900コア
Dellテキサス大学 TACC
アメリカ、2012
82566.00
4701.00
天河一号ANUDT YH Cluster
186,368コア
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2010
91725.49
2097.15
FermiIBM BlueGene/Q
163,840コア
IBMCINECA
イタリア、2012
101515.0
1944.4
DARPA Trial SubsetIBM Power 775
63,360コア
IBMIBM Development Engineering
アメリカ、2012

2012(平成24)年6月(第39回)

2012(平成24)年6月発表の第39回TOP500のうちの上位10システムである。新機種が続々と登場し、日本の「京」は二位になった。

今回、上位に増えたものの殆どはIBM BlueGene/Qである。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
116324.75
20132.66
SequoiaIBM BlueGene/Q
1,572,864コア
IBMDOE/NNSA/LLNL
アメリカ、2012
210510.00
11280.38
Fujitsu Cluster
705,024コア
富士通理化学研究所
日本、2011
38162.38
10066.33
MiraIBM BlueGene/Q
786,432コア
IBMDOE/SC/アルゴンヌ国立研究所
アメリカ、2012
42897.00
3185.05
SuperMUCiDataPlex DX360M4
147,456コア
IBMライプニッツ計算センター
ドイツ、2012
52566.00
4701.00
天河一号ANUDT YH Cluster
186,368コア
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2010
61941.00
2627.61
JaguarCray XT5-HE
298,592コア
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2009
71725.49
2097.15
FermiIBM BlueGene/Q
163,840コア
IBMCINECA
イタリア、2012
81380.39
1677.72
JuQUEENIBM BlueGene/Q
131,072コア
IBMユーリヒ総合研究機構
ドイツ、2012
91359.00
1667.17
Curie thin nodesBullx B510
77,184コア
Bull SACEA/TGCC-GENCI
フランス、2012
101271.00
2984.30
Nebulae(星雲)Dawning TC3600 Blade
77,184コア
Dawning国立スーパーコンピューターセンター深圳
支那、2010

2011(平成23)年11月(第38回)

2011(平成23)年11月発表の第38回TOP500の上位10位は、前回と全く同じ。日本が一位を維持したほか、一位の日本以外は、成績は前回のままである。

変更があった1位のみを記載する。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
110510.00
11280.38
Fujitsu Cluster
88,128 SPARC64 Ⅷfx
富士通理化学研究所
日本、2011

2011(平成23)年6月(第37回)

2011(平成23)年6月発表の第37回TOP500のうちの上位10システムである。久々に日本が一位に返り咲いた。

なお、2位から5位は前回の1位から4位、8位から10位は前回の5位から7位で、成績は前回のままである。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
18162.00
8773.63
Fujitsu Cluster
68,544 SPARC64 Ⅷfx
富士通理化学研究所
日本、2011
22566.00
4701.00
天河一号ANUDT YH Cluster
186,368 Xeon + NVIDIA GPU
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2010
31759.00
2331.00
JaguarCray XT5-HE
224,162 Opteron
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2009
41271.00
2984.30
Nebulae(星雲)Dawning TC3600 Blade
55,680 Xeon + 64,960 Tesla
Dawning国立スーパーコンピューターセンター深圳
支那、2010
51192.00
2287.63
TSUBAME 2.0HP Cluster Platform 3000SL
73,278 Xeon、NVIDIA GPU
NEC/HP東京工業大学
日本、2010
61110.00
1365.81
CieloCray XE6
142,272 Opteron
Crayロスアラモス国立研究所
アメリカ、2010
71088.00
1315.33
PleiadesSGI Altix ICE 8200EX/8400EX
111,104 Xeon
SGINASAエイムズ研究センター
アメリカ、2011
81054.00
1288.63
HopperCray XE6
153,408 Opteron
CrayDOE/SC/LBNL/NERSC
アメリカ、2010
91050.00
1254.55
Tera-100Bull bullx super-node S6010/S6030
138,368
Bull SAフランス原子力庁
フランス、2010
101042.00
1375.78
RoadrunnerBladeCenter QS22/LS21
122,400 PowerXCell/Opteron
IBMロスアラモス国立研究所
アメリカ、2009

2010(平成22)年11月(第36回)

2010(平成22)年11月発表の第36回TOP500のうちの上位10システムである。上位10システムは、すべてがLinuxをOSに採用していた。

順位Rmax
Rpeak
名称プロセッサーベンダー所在、年
12566.00
4701.00
天河一号ANUDT YH Cluster
186,368 Xeon + NVIDIA GPU
NUDT国立スーパーコンピューターセンター/天津
支那、2010
21759.00
2331.00
JaguarCray XT5-HE
224,162 Opteron
Crayオークリッジ国立研究所
アメリカ、2009
31271.00
2984.30
Nebulae(星雲)Dawning TC3600 Blade
55,680 Xeon + 64,960 Tesla
Dawning国立スーパーコンピューターセンター深圳
支那、2010
41192.00
2287.63
TSUBAME 2.0HP Cluster Platform 3000SL
73,278 Xeon、NVIDIA GPU
NEC/HP東京工業大学
日本、2010
51054.00
1288.63
HopperCray XE6
153,408 Opteron
CrayDOE/SC/LBNL/NERSC
アメリカ、2010
61050.00
1254.55
Tera-100Bull bullx super-node S6010/S6030
138,368
Bull SAフランス原子力庁
フランス、2010
71042.00
1375.78
RoadrunnerBladeCenter QS22/LS21
122,400 PowerXCell/Opteron
IBMロスアラモス国立研究所
アメリカ、2009
8831.70
1028.85
Kraken XT5Cray XT5-HE
98,928 Opteron
CrayNICS
アメリカ、2009
9825.50
1002.70
JUGENEBlue Gene/P Solution
294,912 POWER
IBMForschungszentrum Juelich (FZJ)
ドイツ、2009
10816.60
1028.66
CieloCray XE6
107,152 Opteron
Crayロスアラモス国立研究所
アメリカ、2010

著名システム

有名なスパコンに、次のようなものがある/あった。なお演算処理性能は、注記の無いものは理論性能である。

用語の所属
電子計算機
関連する用語
メインフレーム
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