エクサスケールコンピューティングへ向けたソフトウェア技術開発ロードマップ

情報処理学会第74回全国大会会期：2012年3月6日（火）～8日（木）　会場：名古屋工業大学

日時：3月6日（火）15:00-17:30
会場：第2イベント会場（52・53号館 1F 5211）

【セッション概要】今後 5 年から 10 年で、毎秒10の18乗回の演算ができる“エクサスケール”のコンピュータが登場すると予想されている。クロック周波数の大きな向上は見込めないため、エクサスケールでは一億以上の演算器数が必要となるが、これらの演算器をどのようなアーキテクチャで構築するのか、メモリ・ネットワーク・二次記憶とどうつなぐのか、膨大なタスク・スレッドをどう管理するのか、効率的な通信をどう実現するのか、プログラムはどんな言語で書くのか、コンパイラはどこまで最適化できるのか、超大規模並列計算や相対的に細くなるメモリ・ネットワークに耐えるアルゴリズムはどんなものか、などの多数の課題を突き付ける。これらの問題に対する若手研究者たちの取り組みを中心に紹介し、パネルにより会場を含めた自由闊達な討論を行う。

司会：須田　礼仁（東京大学情報理工学系研究科教授）

【略歴】1993年東京大学理学部修士課程修了。同年東京大学理学部助手。1997年名古屋大学工学研究科講師、2000年同助教授。2002年東京大学情報理工学系研究科助教授、2010年同教授。2010年現在、情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会主査、日本応用数理学会理事、自動チューニング研究会主査。高性能計算、数値アルゴリズム、自動チューニングの研究に従事。

15:00-15:25 講演-1 エクサスケール時代の計算科学
富田　浩文（独立行政法人理化学研究所計算科学研究機構複合系気候科学研究チームチームリーダー）
【講演概要】ポスト京からエクサスケールの間には、電力や設置場所の制約から、計算機アーキテクチャの変革があると思われる。計算科学各分野がもつこれまでのアプリケーション資産を継承しつつ新しいアーキテクチャになじむ計算方法の構築も余儀なくされる可能性がある。しかし、計算科学としてエクサスケールへの期待は大きく、まさに計算機科学研究者と計算科学研究者が一体化して、課題を克服して行くことが大切である。本講演では、最近議論されたアプリケーション作業部会のサイエンスロードマップをもとにエクサスケールではどのようなサイエンスを行おうとしているのかを紹介する。
	【略歴】1999年東京大学大学院工学系研究科（航空）博士課程修了、1999年4月地球フロンティア研究システム参加、2004年4月海洋研究開発機構地球フロンティア研究センター研究員、2009年4月同主任研究員、2011年1月理化学研究所・計算科学研究機構チームリーダー。

15:25-15:50 講演-2 エクサスケールシステムに向けたアーキテクチャのロードマップ
近藤　正章（電気通信大学大学院情報システム学研究科准教授）
【講演概要】今後5年から10年でエクサフロップス級のコンピュータシステムが登場すると予想されているが、その実現は簡単ではなく、電力や信頼性、大規模・複雑化するシステムのマネージメントなど、多くの技術的課題が存在する。その課題を克服し、多くの応用分野の方に有効に活用して頂けるシステムの実現を目指し、研究開発ロードマップ・アーキテクチャグループでは、エクサスケールシステムのアーキテクチャ構成や研究開発アプローチについて検討を行っている。本講演ではその内容を紹介するとともに、真に有用なエクサスケールシステムの将来像について考えたい。
	【略歴】1998年筑波大学第三学群情報学類卒業。2000年同大学大学院工学研究科博士前期課程修了。2003年東京大学大学院工学系研究科先端学際工学専攻修了。博士（工学）。独立行政法人科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業CREST研究員、2004年東京大学先端科学技術研究センター特任助手、2007年同特任准教授を経て、現在電気通信大学大学院情報システム学研究科准教授。

15:50-16:15 講演-3 システムソフトウェアのロードマップ
野村　哲弘（東京工業大学学術国際情報センター産学官連携研究員）
【講演概要】エクサスケールコンピューティングに向けて、アーキテクチャは並列性を確保して演算性能を確保するために、そしてプログラミング言語や数値計算ライブラリはその並列性をユーザの手におえるものにするために変容を迫られている。これらをつなぎ、効率的に動作させるためのレイヤであるシステムソフトウェアも、これらの環境変化に備えて変化していかなければならない。本講演ではシステムソフトウェアに突き付けられている課題と、それを解決すべく行われている研究開発のロードマップ概要を報告する。
	【略歴】2007年東京大学大学院情報理工学系研究科コンピュータ科学専攻修士課程修了、2011年同博士後期課程単位取得退学。同年より、東京工業大学学術国際情報センター産学官連携研究員としてポストペタスケールコンピュータのシステムソフトウェアに関する研究に従事、現在に至る。

16:15-16:40 講演-4 エクサスケール時代のプログラミング
丸山　直也（東京工業大学学術国際情報センター助教）
【講演概要】現在の100倍の性能の実現するエクサスケールコンピューティングに向けた取り組みが国内、国外共に数多く行われている。エクサスケールを実現する計算機環境では複数の異なる種類のプロセッサ上にて数十億の並列性を駆使するプロラミングを実現する必要がある。同時にエクサスケールにおいて最も重要な指標である電力性能の最適化、今後より短なることが想定されるMTBFに対応した耐故障性等をアーキテクチャ、システムソフトウェア、およびアプリケーションと連し解決する必要がある。本講演ではエクサスケールに向けたプログラミングについてその主要な課題を明らかにし、解に向けたアプローチについて議論する。
	【略歴】2001年に東工大理学部情報科学科卒業、2003年に同じく東工大の数理計算科学専攻の修士修了。2008年に同専攻において博士（理学）修了。2008年4月より東工大学術国際情報センターにおいてポスドク研究員を経て、2009年8月よりセンターにおいて助教。主に高性能大規模並列計算に関する研究に従事。情報処理学会、ACM各会員。

16:40-17:05 講演-5 アプリケーションで働く小人を見つけられるか？～数値計算ライブラリによる抽象化の挑戦～
片桐　孝洋（東京大学情報基盤センター特任准教授）
【講演概要】エクサスケール環境では計算機アーキテクチャが複雑化しプログラミングがますます困難になるといわれている。高性能アプリケーションを低開発コストで作成するためには、高性能な数値計算ライブラリの利用が不可避となるだろう。しかし、既存の数値計算ライブラリは、アプリケーションで使える機能が提供されていないことがある。そこで、数値計算ライブラリ開発者がアプリケーション開発者と共同で処理の抽象化を行い、数値計算ライブラリの機能設計をすることが重要である。本発表では米国UCBで研究された、主要アプリケーションの演算の抽象化「バークレーの13人の小人」を紹介し、今後の数値計算ライブラリ設計指針の議論を行う。
	【略歴】1996年京都大学工学部情報工学科卒業。2001年東京大学大学院理学系研究科情報科学専攻博士課程修了。博士（理学）。2002年6月電気通信大学大学院情報システム学研究科助手、2005年3月米国カリフォルニア大学バークレー校コンピュータサイエンス学科訪問学者を経て、2007年4月より現職。並列数値線形代数アルゴリズム、ソフトウェア自動チューニングの研究に従事。2002年情報処理学会山下記念研究賞受賞。2011年文部科学大臣表彰若手研究者賞受賞。

17:05-17:30 パネル討論スパコンにもっとソフトウェアを！
【討論概要】スーパーコンピュータはハードウェアの側面、しかもごく限られた側面だけが大きく取り上げられがちである。しかしスーパーコンピュータも基盤ソフトウェアが動き、社会に貢献するアプリケーション計算が実行されてはじめてその意味を持つ。しかも、エクサスケールの計算は、人類がかつて目にしたことのない膨大な並列度をあやつって初めて実現される。また、数万行にも及ぶ巨大なアプリケーションソフトウェアは、エクサコンピュータのみのために開発するのではなく、小規模の高性能計算機からエクサまでシームレスに適応できなければならない。エクサコンピュータが社会に役立つ計算基盤となるために何が必要なのか討論する。
司会：須田　礼仁（東京大学情報理工学系研究科教授）
	【略歴】1993年東京大学理学部修士課程修了。同年東京大学理学部助手。1997年名古屋大学工学研究科講師、2000年同助教授。2002年東京大学情報理工学系研究科助教授、2010年同教授。2010年現在、情報処理学会ハイパフォーマンスコンピューティング研究会主査、日本応用数理学会理事、自動チューニング研究会主査。高性能計算、数値アルゴリズム、自動チューニングの研究に従事。
パネリスト：富田　浩文（独立行政法人理化学研究所計算科学研究機構複合系気候科学研究チームチームリーダー）
	【略歴】1999年東京大学大学院工学系研究科（航空）博士課程修了、1999年4月地球フロンティア研究システム参加、2004年4月海洋研究開発機構地球フロンティア研究センター研究員、2009年4月同主任研究員、2011年1月理化学研究所・計算科学研究機構チームリーダー。
パネリスト：近藤　正章（電気通信大学大学院情報システム学研究科准教授）
	【略歴】1998年筑波大学第三学群情報学類卒業。2000年同大学大学院工学研究科博士前期課程修了。2003年東京大学大学院工学系研究科先端学際工学専攻修了。博士（工学）。独立行政法人科学技術振興機構戦略的創造研究推進事業CREST研究員、2004年東京大学先端科学技術研究センター特任助手、2007年同特任准教授を経て、現在電気通信大学大学院情報システム学研究科准教授。
パネリスト：野村　哲弘（東京工業大学学術国際情報センター産学官連携研究員）
	【略歴】2007年東京大学大学院情報理工学系研究科コンピュータ科学専攻修士課程修了、2011年同博士後期課程単位取得退学。同年より、東京工業大学学術国際情報センター産学官連携研究員としてポストペタスケールコンピュータのシステムソフトウェアに関する研究に従事、現在に至る。
パネリスト：丸山　直也（東京工業大学学術国際情報センター助教）
	【略歴】2001年に東工大理学部情報科学科卒業、2003年に同じく東工大の数理計算科学専攻の修士修了。2008年に同専攻おいて博士（理学）修了。2008年4月より東工大学術国際情報センターにおいてポスドク研究員を経て、2009年8月よりセンターにおいて助教。主に高性能大規模並列計算に関する研究に従事。情報処理学会、ACM各会員。
パネリスト：片桐　孝洋（東京大学情報基盤センター特任准教授）
	【略歴】1996年京都大学工学部情報工学科卒業。2001年東京大学大学院理学系研究科情報科学専攻博士課程修了。博士（理学）。2002年6月電気通信大学大学院情報システム学研究科助手、2005年3月米国カリフォルニア大学バークレー校コンピュータサイエンス学科訪問学者を経て、2007年4月より現職。並列数値線形代数アルゴリズム、ソフトウェア自動チューニングの研究に従事。2002年情報処理学会山下記念研究賞受賞。2011年文部科学大臣表彰若手研究者賞受賞。