米国が再び世界最強のスーパーコンピュータを保有

金曜日、世界中で多くの人が新しいガジェットを手に入れましたが、テネシー州東部の人々が特に目立っていました。オークリッジ国立研究所で公開された新しいスーパーコンピューター「Summit」は、非公式ながら、今のところ地球上で最も強力な計算機です。このマシンは、スマートフォンの最新機能の一部を支える人工知能技術を強化するために設計されました。

アメリカは2013年6月に中国のマシンが初めて世界最強の座を獲得して以来、世界最強のスーパーコンピューターを所有していません。今月後半にTop500と呼ばれる組織によるスーパーコンピューターの公式ランキングが更新され、Summitがその記録に終止符を打つと予想されています。

クラウドコンピューティングと巨大データセンターの時代において、スーパーコンピューターの魅力は薄れつつあります。しかし、多くの難解な計算問題には巨大なマシンが不可欠です。米国政府が昨年発表した報告書は、核兵器や極超音速航空機といった防衛プロジェクト、そして航空宇宙、石油探査、医薬品といった分野における商業的イノベーションにおいて中国に追いつくために、米国はスーパーコンピューターへの投資を増やすべきだと述べています。

IBMが構築したSummitは、テニスコート2面分の床面積を占め、3万7000個のプロセッサーを冷却するために、毎分4000ガロン（約1万8000リットル）の水を循環システムで循環させている。オークリッジによると、この新型スーパーコンピューターは、スーパーコンピューターの性能評価に用いられる標準的な指標で毎秒200京回（200の後にゼロが15個続く）の演算処理能力、つまり200ペタフロップスのピーク性能を発揮できるという。これは一般的なノートパソコンの約100万倍の速度であり、中国のトップ企業であるSunway TaihuLightのピーク性能のほぼ2倍に相当する。

初期テストでは、オークリッジ研究所の研究者たちがSummitを用いて、ヒトゲノム配列間の変異を解析するプロジェクトにおいて、1秒あたり1京回を超える計算を実行しました。彼らは、科学計算がこれほどの計算規模に達したのは初めてだと主張しています。

アメリカが誇るこの最新鋭のコンピューターは、計算力の地政学的な側面だけにとどまらず、幅広い分野で重要な意味を持つ。このコンピューターは、GoogleやAppleといったテクノロジー企業で人気の機械学習技術の実行に、従来のスーパーコンピューターよりも適した設計となっている。

近年、コンピューターが人間の声を認識する能力やボードゲームで人間に勝つ能力が大幅に向上した理由の一つは、研究者たちがグラフィックチップを用いることで、ディープニューラルネットワークと呼ばれる古い機械学習技術にさらなるパワーを投入できることを発見したことです。Facebookは最近、Instagramの写真数十億枚を使ったAI実験が、数百個のグラフィックチップをほぼ1ヶ月間使用していたことを明らかにしました。

Summitには、NVIDIA製のグラフィックプロセッサが約28,000個搭載されているほか、IBM製の従来型プロセッサが9,000個以上搭載されています。オークリッジ国立研究所のトーマス・ザカリア所長は、「スーパーコンピューターでこれほどグラフィックチップを多用するのは異例であり、機械学習を難解な科学的問題に適用する上で画期的な進歩をもたらすはずだ」と述べています。「私たちは世界最強のスーパーコンピューターの構築を目指しました。しかし同時に、それは世界で最も賢いスーパーコンピューターでもあるのです」。

イリノイ大学アーバナ・シャンペーン校国立スーパーコンピューティング応用センター（National Center for Supercomputing Applications）の研究者であるエリウ・ウエルタ氏は、Summitの巨大なGPUプールを「まるで夢の国」と表現する。ウエルタ氏は以前、「Blue Waters」と呼ばれるスーパーコンピュータで機械学習を用いて、創設者に2017年のノーベル物理学賞をもたらしたLIGO観測所のデータから重力波の兆候を検出した。ウエルタ氏は、Summitの能力が、2019年に稼働予定の大型シノプティック・サーベイ望遠鏡（LSI）から毎晩届くと予想される約15テラバイトの画像解析に役立つことを期待している。

Summitは、化学や生物学の問題にディープラーニングを適用するためにも活用される。ザカリア氏によると、Summitは2,200万人の退役軍人の医療記録（そのうち約25万人には全ゲノム配列が含まれている）を利用するエネルギー省のプロジェクトに貢献できる可能性があるという。

大型計算機における米国の競争力を懸念する人々の中には、サミットをめぐる騒ぎが、後継機の製造への関心を高めることを期待する人もいる。

米国、中国、日本、そして欧州連合（EU）は、1,000ペタフロップスを超える演算能力を持つ初の「エクサスケール」コンピュータを、大規模コンピューティングにおける次なる大きなマイルストーンと宣言している。中国は2020年までにこのマイルストーンを達成すると主張していると、ITI財団のグローバルイノベーション政策担当副社長、スティーブン・エゼル氏は述べている。米国は、サミットの後継機であるオーロラが予定通りに完成すれば2021年にエクサスケールを達成する可能性があるが、この計画は過去に遅延が発生している。

トランプ政権は今春、2021年の目標達成を支援するため、3億7600万ドルの追加予算を要求した。今後は国会議員の承認が必要となる。「高性能コンピューティングは、国家の安全保障、経済競争力、そして科学的課題への取り組み能力にとって、極めて不可欠です」とエゼル氏は言う。

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