MDGRAPE-3 とホスト・コンピューターとの通信はメモリーおよび I/O バスを経由して行なわれます。そのため、プロセッサーの処理能力はもちろんですが、高いメモリー帯域幅や I/O 帯域幅、つまり "強い足腰" が必要です。クラスタリングする台数に応じたリニアな性能向上のためには、スケーラビリティーも欠かせません。

『MDGRAPE3システムのホストコンピュータとなったデュアルコア インテル® Xeon® プロセッサー 5150 は、、UMA (Unified Memory Access: 均一メモリーアクセス) アーキテクチャーを採用しており、プロセッサとすべてのメモリ間のレイテンシーが大きく異なる NUMA (Non-Unified Memory Access: 非均一メモリーアクセス) アーキテクチャーと比べて、プログラムを実行した場合の性能の安定性や信頼性の面で優れています。I/O に関しては、インテル® 5000P チップセットの機能を活用した、オンボードの 2つのギガビット・イーサネットのほかに高速な PCI Express* スロットを 2 つに加え、PCI-X* スロットを 3 つと、十分な拡張性を持っています。そうしたトータル・バランスに優れている点が、従来から引き続きインテル® Xeon® プロセッサー・ベースのサーバーを選んでいる大きな理由の 1 つです。』 (泰地 博士)

2006年 デュアルコア インテル® Xeon® プロセッサーのプラットフォーム

MDGRAPE-3 システムに採用されているデュアルコア インテル® Xeon® プロセッサー・ベース・プラットフォーム "Bensley**" は、独立した FSB (フロント・サイド・バス) が特徴で、FSB 帯域幅が最大 21 GB/s、従来のプラットフォームと比べて最大 3 倍のデータ転送が可能。メモリーバスの改良と FB-DIMM の採用により、メモリー帯域幅は最大 21 GB/s で従来の約 3 倍、メモリー容量は最大 64GB で、従来プラットフォームに比べ約 4 倍の容量を実装することができます。

デュアルコア インテル® Xeon® プロセッサー 5150 を搭載したホストと、 MDGRAPE-3 チップを 12 個搭載したボードは InfiniBand* と同じ物理層を使用した 10Gbit /秒の帯域を持つ専用インターフェースにより接続されています。MDGRAPE-3 ボードは力の計算を行い、結合の様子やグラフィクス処理など、アプリケーション全体の処理におけるその他の計算については、デュアルコア インテル® Xeon® 5150 プロセッサーで構成されるホスト・コンピューターが行います。

MDGRAPE-3 システムのホスト・コンピューターには、当初インテル® Xeon® プロセッサー 5000 番台を搭載していましたが、その後 5150 番台 (開発コード名 Woodcrest) にアップグレードされ、現在順調に稼動しています。本システムではインテル® コンパイラーが使用されており、インテル® Core™ マイクロアーキテクチャー向けのコード最適化などのチューニングを通して、さらなる性能向上を目指して、技術的な支援を行っていきます。

『次世代の MDGRAPE では、チップ当たり 2 TFLOPS の性能を目指していきます。それにむけて、インテルには、プロセッサー・プラットフォームの高性能化はもちろん、インテル® コンパイラーやインテル® MPI ライブラリーなどのソフトウェア開発製品のさらなる性能および機能向上にも努めていただきたいと思っています。』(泰地 博士)

日本では 2011年を目標に 10 PFLOPS の性能を持つ次世代スーパーコンピューター (汎用京速計算機) の実現に向けた国家プロジェクトが進められています。「次世代スーパーコンピューター開発実施本部」を推進する理研では、専用計算機、ベクトル、スカラーによる複合型計算機を提案しており、大学、企業の研究機関とともに開発作業を進めています。いちはやく 1 PFLOPS を達成した MDGRAPE-3 プロジェクトの成果は次世代スーパーコンピューター開発におけるひとつの重要な "マイルストーン" となることは間違いないでしょう。

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• システムの解説
• 今後の展望