GPUクラスタによる高性能計算技術の実証： 長崎大学濱田剛テニュアトラック助教らのGPUクラスタによる計算がゴードン・ベル賞を受賞

研究の概要
国立大学法人長崎大学は，独立行政法人理化学研究所，ブリストル大学，電気通信大学，慶應義塾大学と共同でGPU（ゲームの描画処理用のプロセッサとし て発展し，コストパフォーマンスに優れたグラフィックス向けプロセッサ）の科学計算に向けた応用研究を進めています。今回，本グループは380 台のGPU を並列に動作させることで，天文学・流体力学への応用計算において，158 テラフロップス(毎秒158 兆回計算)の実効性能を達成しました。長崎大学の濱田剛テニュアトラック助教と，ブリストル大学の横田理央研究員，理化学研究所の似鳥啓吾基礎科学特別研 究員らによる共同研究の成果です。この成果は，2009 年11 月14〜20 日に米国オレゴン州ポートランドで開かれた国際学会「Supercomputing 2009」において，高性能計算の世界で最も権威のある賞の一つであるゴードン・ベル賞（Price/Performance 部門）を受賞しました。
本研究においては，長崎大学に構築した大規模なGPU クラスタを利用し，その上に天文学向けにはツリー法，流体計算では高速多重極法と呼ばれる手法を実装しました。これらは実用的に用いられている高速な計算 手法ですが，その反面複雑で並列化がしにくく，GPU による並列化が難しかった手法です。しかし，新しく開発した「マルチウォーク法」により効率の良い並列化を可能とし，高い効率を得ることに成功しました。
近年，GPU の科学技術計算などへの応用は非常に盛んに行われるようになりましたが，GPU を大規模に並列化しても，実用的な計算手法に対して高い実効性能が得られた例はほとんどありませんでした。今回の成果は，GPU 並列化による計算において，これまでで最速の計算性能であるとともに，GPU を100 台規模で組み合わせることで，スーパーコンピュータを構築することができることを実証しました。今後のGPU の並列利用に向け弾みがつくとともに，生命科学などの広い分野のシミュレーションの加速が期待されます。

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