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平成22年度 第5回 Q&A

第5回 2010年10月5日(火)

コンピュータ世界でのアーキテクチャとは?
計算機の建築学

鯉渕 道紘(国立情報学研究所 アーキテクチャ科学研究系 准教授)

講演当日に頂いたご質問への回答(全20件)

※回答が可能な質問のみ掲載しています。

Top500の順位について意見を聞かせてください。
独自性は低くても、インドや中国のように予算をかけるだけかけ規模を大きくして上位を目指すべきなのか。
それとも、ある程度の順位は目をつぶって国産かつ独自性というのにこだわるべきなのでしょうか。
残念な話題として、NECのベクトル撤退というのがありましたが。

日本は人件費、電気料金など物価が高いため、独自性の低い技術の単なる組み合わせに頼るスパコン開発は得策ではないという考え方があります。一方で、高度な最先端の要素技術は輸入、あるいは維持することすら難しいため、国産技術を開発し続けることが望ましいと思います。

p.15について
私はこれまでクラウドコンピューティングというのは「分散」の技術だと思っていましたが、スライドでは「集中」とあります。 これはなぜですか?

分散と集中に関しては様々な解釈が可能で混乱させてしまったかも知れません。市民講座では、クラウドという形態における、実質的な計算機群の配置に注目して集中と書きました。クラウドコンピューティングでは経済的なスケールメリットを活用するために複数の大規模なデータセンターを設置して処理します。なので、(世界中に散らばっている)ユーザからはどこに自分のデータがあるのか不明で、分散している計算機が処理をしているように見えますが、実際には一部のデータセンターに処理が集中します。

電力あたりの処理能力では、日本は技術的にどれくらいの位置にあるのでしょうか。
日本の省電力でのランキングトップは何位なのでしょうか

国立天文台に設置されているスパコンは、省電力性を競うLittle Green500 Listにおいて2010年6月に1位を獲得するなど、進んでいると思います。また、総体的に日本は省電力化に関する意識も高く、技術的にも携帯電話に見られる通り高い水準にあると思います。

現代のコンピュータに対してのコンセプトは、物理的特性のみ追求しているように思われる。「ムーアの法則」が崩壊しつつあると指摘されている現在、数値を上げることも必要であろうが、逆にコンピュータによらない方法も考える必要があるのではないだろうか?
人間は「衣」、「食」、「住」が満たされることが必要であるが、これに「コンピュータ」が追加されることは今後もないのではないかと考えるのである。

重要なご指摘だと思います。今回はコンピュータの可能性に言及し、「衣食住」をコンピュータが支えることが可能という立場でしたが、ご指摘いただいた真逆の検討も重要だと考えます。つまり、多様性の確保を前提とした議論が大切だと思います。

超集中の場合のネットワーク・通信のブレークスルーはどうなるのか?

現在よりもユーザと超集中システム間の通信帯域が大きい必要があると思います。

iPadは9.7インチ・730g、Samsung Galaxy Tabは7インチで380gですが、数年後、10インチで100gのタブレット型PCは作れるのでしょうか。主にバッテリーなので、数年後では無理かな?

分かりません。ただ、できるといいですね。はい、バッテリーの軽量化が重要になると思います。

グリッドコンピューティングやクラウドコンピューティングの時代にスーパーコンピュータで"1位"をとる必然性は何ですか。
Paas、Iaasで処理アルゴリズムを向上させることが得策では?
日本独自のアーキテクチャを作ってみては?

クラウドコンピューティングはwebサービスなどには適している一方、アクセラレータがなく、システム内ネットワークが貧弱なため、大規模な科学技術計算には適しておりません。そのため、大規模な科学技術計算を行うためにはスーパーコンピュータは依然必要となります。スパコンは、計算(シミュレーション)によりこれまで分からなかったことを知る道具ということもいえると思います。なので、一歩でも先を見据えた研究開発には、少しでも速いスパコンが必要であるため、世界1位に越したことはないと思います。また、はい、日本保有のアプリケーションに最適化した、日本独自のアーキテクチャでシステムを作るべきだと思います。

スライド7
「ペタコン」は何の略ですか?

説明が足りず申し訳ありません。広義ではペタフロップ(1秒間に100兆回の浮動小数点演算)級の計算ができるスーパーコンピュータのことです。狭義(一般的に日本)では、去年の事業仕分けで話題にのぼった、理化学研究所で現在開発されている、予定通り稼働すると日本最高速のスーパーコンピュータです。市民講座では狭義の意味で使わせていただきました。

現状のシュミレーションを行っているときのコンピュータ使用上の問題(生命科学・宇宙科学)。

回答10と同様のことはいえると思います。

現行のコンピュータを科学の道具として(化学の仮説の検証上の)問題点。
ex.有効性の限界

コンピュータを「シミュレーション」に限定した場合、(1)すべての条件、現象を漏らさずシミュレーションに入力する難しさ、(2)あるいは、実行速度の点で条件や一部の現象の計算を省略した場合の実行結果の精度の検証、などは普遍的な課題だと思います。

かつて精度の問題でアナログコンピュータが消えましたが、消費電力や効率が優れていたと聞きます。原子1つ1つを配置できる今、こういった全く別のコンピュータが再登場することはあるでしょうか?

重要なご指摘だと思います。進歩しつづけるためには、計算機の構築法は複数あるべきだと思います。

最近注目されている(市販)製品・技術には、どんなものがありますか。

以下の技術に関連する製品は注視しています。社会科学IT基盤:データインテンシブコンピューティング、サイバーフィジカルシステム、ITインフラ:クラウド(計算機群の仮想化)のみならず、ネットワークの仮想化、チップ設計:3次元積層チップ、チップ内超高帯域無線通信、光チップ内ネットワーク

コンピュータの性能向上はかなり限界に近づきつつあり、今後は並列処理の方向に行くしかないという話を聞いたことがありますが、合っていますでしょうか?だとすると、並列アルゴリズムの研究がより重要になるのではないでしょうか?

ご指摘の通りだと思います。

日本人がチューリング賞を受賞する日は来るのでしょうか?

日本人、特に日本の研究教育機関から受賞者がでるといいですね。より一層みんなで切磋琢磨していきたいと思います。

お話ありがとうございました。
グリッドコンピューティングとクラウドコンピューティングの違いをもう少し詳しく教えていただきたいです。
クラウドコンピューティングはグリッドコンピューティングに含まれるのでしょうか。
よろしくお願いします。

クラウドコンピューティングの定義は一意に定まっていないので様々な解釈ができますが、グリッドは複数の計算機をネットワークで接続したシステム、クラウドは複数でなくとも、1つの計算機で構成することも可能な点で、グリッドはクラウドに含むという解釈をすることも可能だと思います。

鯉渕先生はどのような事を研究されているのでしょうか。簡単にお聞きしたいです。

計算機システムとネットワークの設計に関する研究です。詳細(研究室や論文など)はhttp://research.nii.ac.jp/~koibuchiをご覧ください。

p.3
"仮想と現実の融合"(Twitterやブログをイメージします)によって新しい価値が生まれるかもしれないとおっしゃいました。
新しい価値はどのような価値だと考えておられるのか具体的に教えてください。宜しくお願い致します。

本回答でもまだ、抽象的にお感じになるかもしれませんが、今後、現実社会は、仮想空間の出来事により影響を受け、また逆も生じる可能性が高いと思います。さらに、物理的な制約によりこれまで実現できなかった社会、生活体制が実現できる可能性が高くなる。これらに関連するすべての価値です。

コンピュータの「建築」とは、英語の"build"の意味で「大きな物(この場合は情報で構築された仮想建造物)を建築すること」という意味なのでしょうか?
有形物を造るのかと思っていました。
それとも、仮想建造物と有形建造物の両方でしょうか?

コンピュータの「建築」ですが、"building"よりは、"architecture"の意味が強いです。有形建造物の話を中心にさせていただきましたが、"情報で構築された仮想建造物"も重要だと思います。

未来技術として様々なコンピュータの改良が研究されていると思いますが、以下の(耳にした)技術の現状を教えてください。
1.量子コンピュータ(計算方法としての)
2.DNAコンピューティング( 〃 )
3.光コンピュータ(電子の代替として)
4.スピントロニクス( 〃 )
「もし実用化された」として、これらは限界をどのくらい先に進めるものですか?

難しい質問です。各々対象とする計算に関して劇的に性能改善する可能性のある技術だと認識していますが、分かりません。

スパコンは通常共同利用し、CPU/ノードを割り当て利用すると思いますが、実際の問題では最大でどのくらいを割り当てるでしょうか?
また、非軍事科学用としては、ITERのように国際協力というのはあり得ないのでしょうか?

各スパコンの管理運用ポリシーによって1つの問題に対して割り当てられる資源サイズの上限が決まりますので、ケースバイケースだと思います。また、スパコン間を結ぶグリッド技術がより一層発展、普及することで、ITERのように世界規模の国際協力はあり得ると思います。

shimin 2010-qa_5 page2571

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