HPCクラスタソリューション・LXシリーズ 導入事例 国立大学法人 東京工業大学 様 教育現場や研究室へ最先端の計算環境を導入し、 高度なシミュレーションの迅速化と機動的な運用を推進 導入前の課題 国立大学法人 東京工業大学 計算工学専攻／学術国際情報センター准教授 博士（農学） 関嶋 政和 学生たちへ最先端テクノロジーを 体感させるために教育現場へ導入 氏 る人材育成を担当しています。 東工大様には、すでに NEC が構築した世界最 高 水 準 の ク ラス タ 型 スーパーコン ピュー タ 国立大学法人 東京工業大学様（以下 東工大様） 」が導入され、2013 年度から 「TSUBAME（※1） では、文部科学省が推進する博士課程教育リー はTSUBAME 2.5として、GPUにNVIDIA Tesla ディングプロジェクトの一環として、情報生命 K 20X が搭載されています。学生たちに限らず、 博士教育院（以下ACLS ）を設置しています。そ 東工大様以外の国内外の研究機関や民間企業 こでは、情報系が専門の学生にバイオを学ばせ へも潤沢な計算環境が提供されています。しか たり、あるいはバイオ専門の学生に情報系を学 し、ACLSではより高性能な最新 GPUを搭載し ばせたりと、1つの専門分野をベースにもう1つ たマシンを導入し、高度な計算を、よりスムーズ 別の専門分野にも精通している人材を養成する かつ機 動 的に実 行できるようにしたいという 教育が行われています。 ニーズがありました。 ACLSに参画している、計算工学専攻／学術国際 「高度な計算はスパコンのTSUBAME でも実行 情報センター准教授で博士（農学）の関嶋政和氏 できていましたが、それ以上の進んだ計算環境を は、蛋白質や核酸などの生体分子に対し、ニュー ACLS の授業で実際に使ってもらい、学生たちに トン方程式を適用して原子をひとつずつ動かす コンピュータの最先端テクノロジーを体感してほ 高度なシミュレーションを行う、分子動力学の専 しかったというのが主な理由です」と、関嶋氏は 門家です。創薬やワクチン開発などでは画期的な 導入前の状況を振り返ります。 成果をもたらす重要な研究分野として知られ、関 嶋氏は ACLSでバイオ系と情報系の架け橋とな ※1：Tokyo-tech Supercomputer and UBiquitously Accessible Mass-storage Environmentの略 導入の経緯 お 客 様 名：国立大学法人 東京工業大学 所 在 地：本学キャンパス：〒152- 8550 東京都目黒区 大岡山 2 丁目12-1 創 立 年：1881年 学生・教職員数：学部生：約 5,000 名 大学院生：約 5,000 名 教職員数：約 1,800 名 内 容 理工系の総合国立大学で、大学は 3 学部 23 学 科、大学院は 6 研究科 45 専攻、さらに研 究所や研究院が付属。大岡山、すずかけ台、 田町と 3 つのキャンパスを首都圏に展開。 U R L：http://www.titech.ac.jp/ 先進のGPUを、 確実に搭載できることが選考の主条件 は、東工大様が要求する高度なスペック水準を 新たなマシンの選定は、東工大様から複数の IT その当時、最先端のNVIDIA Tesla K40を確実 ベンダーへ入札を依頼する形で行われました。 に搭載・サポートできる製品はまだ数が少なく、 NEC は、すでに TSUBAME1.0から2.0 / 2. 5お 国内では NEC のみという状 況でした。選考に 満たすかどうかが検討され、またサポートの手 厚さが製品選考の重要な柱となりました。 よび、Green 500（省エネスパコンのランキン 残ったベンダーの中には、おそらく搭載しても グ）において2期連続世界第1位を獲得していた 問題は起きないだろうと予想される製品もあり 」を納入した実績があ 「 TSUBAME-KFC（※2） ましたが、最終的な検証結果が出ていないので り、すぐに入札の準備を進めました。入札過程で 完全対応とは言い切れないという回答でした。 ※2：TSUBAME Kepler Fluid Coolingの略 HPCクラスタソリューション・LXシリーズ 導入事例 国立大学法人 東京工業大学 様 東工大様としては、最新 GPUを確実に搭載・サ ポートされない製品を、教育の重要なマシンとし て導入するわけにはいきませんでした。 研究上のタイムスケジュールから、 24時間365日のサポートは必須 また、手厚いサポート体制も選考の大きな条件 でした。たとえば、バイオ系の研究室に蛋白質 タンパク質とリガンドの例 シミュレーションにより解析されたタンパク質とリガンドの相互作用 の結晶構造解析を行う研究者が使用する場合、 された結果、それをトータルに満たす製品とし 9 時∼17 時といった時間ではなく、研究課題に 365日のサポート条件が必須でした。この時点 左右される不規則なタイムスケジュールでマシ で、ミッションクリティカルなサポートが困難と てNEC の LXシリーズが選考の最後まで残りま ンを稼働させることになります。もし、途中でマ いうITベンダーは選考から外れました。 す。こうして、2014 年 3 月に L X シリーズの 4 U シンに障害が起きた場合を想定すると、24 時間 性能とサポートの両面から、様々な機種が検討 GPUサーバが導入されました。 導入後の成果 「TSUBAME 2.0との比較では、8ノード（NVIDIA 機動力のアップなど、教育効果が非常に大きい 最先端の高速シミュレーションを実現 Tesla M2050 16GPUs）と1台のNVIDIA Tesla のではないかと想定しています。もちろん教育 K40 の能力はほぼ同等の性能があります。それ 現 場 ばかりでなく、研 究 室での 様 々な演 算シ 「日本でNVIDIA Tesla K40が導入され始めた が、ACLS の教育現場や研究室で手軽に活用で ミュレーションにおいても高度な運用が可能に のは 2014 年 3月半ばぐらいですので、東工大の きるというのは、非常に大きな意味があること なるため、研究のスピードアップや質的な向上が システムはもっとも早い時期に稼働した事例で だと考えています」と、関嶋氏は“手もと”に置 期待できます」 はないでしょうか」と関嶋氏。導入された L X シ かれたコンパクトな LXシリーズの導入メリット 関嶋氏は最後にNEC への期待を次のように語 リーズの計算環境において、研究テーマである を語ります。 分子動力学の各種シミュレーションを実行した 稼働がスタートしてから 5カ月が経過しました 「 NEC には、これからも最新のテクノロジーを 場合、スパコンTSUBAMEと比較すると、GPU が、LX シリーズはトラブルもなく安定した稼働 積極的にキャッチアップし、ユーザに対していつ 一台当たりで約 20 ％計算スピードが向上して を続けており、授業や研究の双方でフルに活用 でも最先端のソリューションが提供できるとい ACLSの教育現場や研究室で、 ります。 いるといいます。 されています。計算ジョブを一度任せれば、その う態勢を取り続けてほしいです。それは、LX シ TSUBAMEは、多くの学生や研究室、ACLS な まま補助作業をせずに安心して結果を待ってい リーズだけでなく、スパコンの分野でも挑戦し どでも利用しており、計算は常にバッチ処理で られるので、その安定感と信頼性の高さが最大 続けてほしいですね」 行われ、実行ジョブを“キュー”に入れる必要があ 限に評価されています。 ります。しかし、ローカルに置かれたLXシリーズ では計算の順番待ちをすることなく、計算ジョブ を命 令すれば すぐに高 速 で実 行できるので、 ちょっとした試算レベルの課題にも柔軟かつ機 より高度な運用を実現するために、 LXシリーズの機能充実を追求 動的に活用できます。 大学の予算や調達に関わることなので、関嶋氏 また、大規模な計算システムは定期的な保守作 はあくまでも個人的な要望と断りながらも、今 業で停止しなくてはいけない時がありますが、学 後の展望について次のように語ってくれました。 生の教育や研究を止めるわけにはいきません。 「現在はサーバ 1台につき GPU を1モジュール LXシリーズの導入後は、TSUBAMEがメンテナ ずつ搭載していますが、それを2モジュールに増 ンス中でも安心して授業や研究を続けられるよ 設したいと考えています。また、サーバ台数を増 うになりました。 やせば、ACLSにおける教育の高度化や迅速化、 LXシリーズ 4U-GPUサーバ お問い合わせは、下記へ NEC IT プラットフォーム事業部 TEL：03（3798）7229 FAX：03（3456）0746 E-mail：[email protected] URL：http://jpn.nec.com/hpc/ ●本カタログに記載されている会社名、製品名は、各社の商標または登録商標です。 ●このカタログの内容は改良のため予告なしに仕様・デザインを変更することがありますのでご了承ください。 ●本製品の輸出（非居住者への役務提供等を含む）に際しては、外国為替及び外国貿易法等、関連する輸出管理法令等を ご確認の上、必要な手続きをお取りください。ご不明な場合、または輸出許可等申請手続きにあたり資料等が必要な場合 には、お買い上げの販売店またはお近くの弊社営業拠点にご相談ください。 日本電気株式会社 〒108-8001 東京都港区芝五丁目7-1（NEC本社ビル） 2014年9月現在 Cat.No. E11-14091064J
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