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エクサを目指せ！──「NVIDIA GTC Workshop Japan 2011」基調講演

NVIDIAが開発者向けに行うテクニカルイベントのために共同設立者が来日。エクサスケールが求められるGPUコンピューティングの未来を語った。

[長浜和也，ITmedia]

超並列演算処理で重要なのは“消費電力”

　エヌビディアジャパンは、7月22日にCUDA環境を利用する開発者に向けた「NVIDIA GTC Workshop Japan 2011」を行った。基調講演では、NVIDIA共同創立者兼上級副社長のクリス・A・マラコウスキー氏がこれからのGPUコンピューティングに求められる課題について説明した。また、エヌビディアジャパン代表兼米国本社上級副社長のスティーブ・ファーニー・ハウ氏が、日本のおけるGPUコンピューティングの現状を紹介した。

NVIDIA共同創立者兼上級副社長のクリス・A・マラコウスキー氏

　マラコウスキー氏は、薬品、地球物理、天体、工業設計などの各種シミュレーションで演算とその結果の視覚化などのコンピューティング利用は、科学技術の作業において、“第3の柱”として重要なものであると述べた。そのうえで、薬品開発では、従来数時間から数日を要していた分子レベルの分析演算をTeslaで数秒に短縮でき、また、従来、2％の外科医にしかできなかった動いている心臓の手術で、GPUコンピューティングによる心臓の動き予想と、それに対応して補正するロボットアームの登場で難易度を引き下げることに成功したというケーススタディを紹介した。

　CPUが苦手とする並列演算処理能力が重要になるGPUコンピューティングでは、システムで同時に動かすCUDAコアをいかに多くするかが鍵になるが、それと同時に、消費電力の削減も強く求められるようになってきた。すでに、東京工業大学のTSUBASA 2.0は、消費電力当たりの性能は、同じCUDA環境に対応したGPUコンピューティングを採用する中国の「天河」を上回り世界のトップにあるが、今後、さらに多くのCUDAコアを並列に動かすシステムでは、よりいっそうの省電力が必要になる。

　マラコウスキー氏は、NVIDIAが公開している2013年に向けたロードマップで、2011年登場（＝生産開始）予定の“Kepler”、2013年登場（＝生産開始）予定の“Maxwell”では、ワット当たりの性能が大幅に向上することをアピールしている。（8月5日追記：ロードマップに関する記述で、登場（＝生産開始）と追記しました）

“Fermi”世代でワット当たりの性能は世界トップとなったが（写真＝左）、さらに大規模な並列演算を実現するためにワット当たりの性能はこれからも大幅に向上する必要がある（写真＝中央、右）

2006年時点の性能では、リボゾームレベルの2ナノ秒生化学シミュレーションでも演算に8カ月かかっていたが、2018年にはバクテリア規模の生化学シミュレーションが可能になるといわれている（写真＝左）、このほか、プロセス工学シミュレーション（写真＝中央）、商用航空機の設計（写真＝右）におけるケーススタディも取り上げられた

会員730名を擁するGPUコンピューティング研究会

　ハウ氏は、日本においても製造業、バイオインフォマティクス、マシンビジョン、金融、医療画像処理、気候シミュレーションでGPUコンピューティングの利用が進んでいると述べる。また、日本のユーザーによるGPUコンピューティングの取り組み例として、東京工業大学の学術国際情報センターに設けられた「GPUコンピューティング研究会」が取り上げられ、同センター所属の青木尊之氏から、同研究会の活動とNVIDIA GTC Workshop Japanのテクニカルセッションに参加した内容が紹介された。

エヌビディアジャパン代表兼米国本社上級副社長のスティーブ・ファーニー・ハウ氏（写真＝左）と東京工業大学教授の青木尊之氏（写真＝中央）。青木氏が紹介したGPUコンピューティング研究会では、CUDA講習会、ワークショップ、シンポジウムを実施している。8月3日にはTSUBAMEを使ったCUDA講習会を行う予定だ（写真＝右）

　エヌビディアジャパンマーケティングマネージャーの林憲一氏は、基調講演で実施したライブストリーミングのシステムが、Tesla C2070、Microsoft Expression Encoder4、（Windows Serverに実装された）Internet Information ServeresとSmooth Streamingで構成され、そのうち、Microsoft Exoression Encoder4とSooth StreamingがCUDAに対応していうことを紹介した。

　さらに、5月に発表したCUDA 4.0ではGPUプログラミングが容易になったことを訴求、マルチGPUプログラミングのGPU Direct 2.0、並列処理のポーティングではUnified Virtual Addressing、C＋＋での並列プログラミングはThrust、Visual Studio 201でのCUDAによるプログラミングでParallel Nsight 2.0をそれぞれ用いることで、プログラミング作業が容易になると説明した。

エヌビディアジャパンマーケティングマネージャーの林憲一氏（写真＝左）。基調講演などのスピーチセッションは、TeslaとCUDA対応アプリケーションによるシステムで動画配信された（写真＝中央）。また、プログラミング支援機能が充実した最新のCUDA 4.0のほか、CUDA対応のハードウェア、ソフトウェアなどを検索できる「GPUコンピューティングソリューションファインダー」も紹介された（写真＝右）