スーパーコンピュータ「京」 ── 7年ぶりの世界一

スーパーコンピュータ 「京（けい）」 は、理化学研究所（理研）と富士通が共同で開発したスーパーコンピュータである。2011年6月20日、ドイツ・ハンブルクで開かれた国際会議 ISC'11 で第37回 TOP500 が発表され、「京」は LINPACK ベンチマークで8.162ペタフロップス（毎秒8,162兆回の浮動小数点演算）を記録して世界1位になった。日本のスーパーコンピュータが TOP500 の首位に立つのは2004年6月以来、7年ぶりだった。しかもこのとき「京」はまだ整備の途中で、最終的な864筐体のうち672筐体での記録である。

同じ年の11月には全筐体がそろい、10.51ペタフロップスで2期連続の首位となった。TOP500 は、10ペタフロップスを超えた初めてのシステムだと記している。名の「京」は10の16乗、つまり10ペタを表す万進法の単位からとられた。

TOP500 で何を競ったのか

TOP500 は、世界のスーパーコンピュータを LINPACK の処理速度で順位づけするリストで、1993年に始まり、毎年6月と11月の2回発表される。LINPACK は大規模な連立一次方程式を解く速さを測るベンチマークで、テネシー大学の Jack Dongarra が開発した。

TOP500 は2011年6月の発表で、「京」の性能が次点の3倍を超え、コア数もほかのどのシステムのほぼ2倍だと書いた。当時の大型システムの多くがグラフィックス処理装置（GPU）などの加速器を積んでいたのに対し、「京」は加速器を使っていない点も強調されている。TOP500 のシステム情報によると、プロセッサは富士通の SPARC64 VIIIfx（8コア、2GHz）、ノード間をつなぐのは独自のインターコネクト Tofu、OS は Linux で、完成後の構成での消費電力は約12.66メガワットとされている。

理研の発表は、実行効率93.0%を世界トップクラスの大規模システムとしては驚異的に高い水準だとし、プロセッサの研究開発から設計・製造まで国内で完成させた「純国産」のスーパーコンピュータだと位置づけている。

震災のなかでの首位

1位の発表は、2011年3月の東日本大震災から3か月余りあとのことだった。理研の野依良治理事長は発表のコメントで、被災した厳しい状況のなかで製作に打ち込んだ企業への感謝を述べ、富士通の間塚道義会長は、東北地方の協力会社が自らも被災しながら部品の供給に尽力したと書いている。

事業仕分けと「2位じゃダメなんでしょうか」

「京」の名が広く知られたきっかけは、首位獲得の前にあった。2009年11月、民主党政権の行政刷新会議による事業仕分けで次世代スーパーコンピュータの予算が取り上げられた。2012年7月に参議院議員の山谷えり子が提出した質問主意書は、仕分け人だった蓮舫参議院議員の発言を「世界一になる理由は何があるんでしょうか。二位じゃダメなんでしょうか」と引用している。

同じ質問主意書は、2010年度予算が「事実上の凍結」から曲折を経て、概算要求から40億円減で計上されたと書く。これは質問者の記述である。開発はその後も続き、1年半あまりで「京」は世界1位をとった。

完成、2位への後退、そして停止

理研によると、「京」は2011年に TOP500 の2期連続1位のほか、HPCチャレンジ賞の4部門すべてで首位をとり、ゴードン・ベル賞も受けた。LINPACK だけでなく実際のアプリケーションでも性能が出ることを示した、と理研は説明している。開発は文部科学省の「革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ（HPCI）の構築」計画のもとで進められ、設置場所は神戸市の理研計算科学研究機構（現・計算科学研究センター）である。

完成時に理研が挙げた用途には、次世代半導体材料の解析、創薬の候補化合物探索、地震・津波のシミュレーション、解像度800mの大気大循環モデルによる局地的な豪雨の予測などがあった。

首位にいた期間は1年で、2012年6月には米国 IBM 製の Sequoia に抜かれた。それでも「京」は7年近くにわたり多くの研究機関と企業に使われ、2019年8月16日に共用を終え、8月30日のシャットダウンセレモニーで停止された。役割は、理研と富士通が2014年から開発してきた後継機 「富岳」 に引き継がれた。「富岳」は SPARC から Arm に命令セットを切り替えている（Arm アーキテクチャ）。

同じ時代の計算機の出来事は ハードウェアの年表 にある。