理化学研究所 計算科学研究センター

メニュー
メニュー
Kcomputer 京について

システム紹介

「京(けい)」のシステム概要

幅広い分野の研究で用いられるさまざまなソフトウェアを効率よく計算するだけでなく、信頼性、安定性を重視したシステムやネットワークなどの詳細です。(スーパーコンピュータ「京」紹介スライド

「京」の後継機、ポスト「京」の開発についてはポスト「京」プロジェクトの特設サイトをご覧ください。

画像をクリックすると説明が表示されます

画像:富士通提供

  • 45nm 半導体プロセス技術によるスカラ型CPU※1 (SPARC64TM VIIIfx、8 コア、128 ギガFLOPS)を採用しています。高性能化・大規模化のための機能として、CPU が扱う細かいデータ単位を複数個まとめて扱えるよう拡張するとともに、データ一貫性のためのチェック・訂正及び再実行の機能を随所に備え、アプリケーション実行の高性能化・信頼性向上に寄与します。
  • 計算ノード間ネットワークには、構成の柔軟性・拡張性が高く超大規模接続が可能な直接結合網※2 を採用しています。  
    6次元メッシュ/ トーラス結合(ユーザービューは3 次元トーラス※2) を採用することで、ユーザー利便性、耐故障性・運用性の向上に寄与します。
  • 水冷システムを導入することにより、効率良くシステムを冷却して消費電力を削減するとともに、故障率を低減します。
  • 数百ペタバイト超級まで拡張可能な高機能・超大規模ファイルシステムを用い、数十ペタバイトのユーザー領域を提供します。
  • グローバル及びローカルファイルシステムから成る2 階層ファイルシステムを採用。ファイル移動には事前予約型の自動ステージング機能を提供します。
  • 様々な研究者・技術者の方に10ペタフロップスの高い性能を、幅広くかつ使いやすい環境でご利用いただけるように、LinuxをベースとしたOS、科学技術分野で広く使われているFortran、C/C++などの言語環境、さらに並列化用の標準ライブラリであるMPIなどをサポートし、汎用性と高いスケーラビリティを提供します。

※1 スカラ型スーパーコンピュータは、データを細かい単位で順次処理する仕組みのCPU を複数個ネットワークで結合して構成されるタイプのシステムであり、現在、世界的に主流となっている。ナノデバイスの構造解析、遺伝子やタンパク質などのデータ検索・解析のように、複雑なデータアクセスを行う計算によく用いられています。

※2 ネットワークには直接結合網と間接結合網という2つの方式がある。直接結合網は2ノード間の結合を様々に拡張して全体を構成する方式で、間接結合網は複数ノードの間の接続に 切り替え装置(スイッチ) などを用いて全体を構成する方式です。
3次元トーラスネットワークは直接結合網の一種であり、3 次元の直方体に配置したノードをそれぞれ6 方向で結合し、各次元がそれぞれリング状に結合されるネットワーク構成をとります。

<計算ノード群の構成>

ピーク演算性能:10.62PFLOPS
メモリ総容量: 1.26PB(ノード当り16GB)

計算ノード間ネットワーク:6次元メッシュ/トーラス
(ユーザービューは3次元トーラス)
帯域: 3次元の正負各方向にそれぞれ5GB/s x 2(双方向)


<プロセッサ構成>

●8コア構成、各コア256本の浮動小数点レジスタを備えたスーパースカラ方式
  ・SIMD拡張(積和演算器2個 x 2セット)

●コア共有の2次キャッシュ(6MB,12way)
  ・ハードウェアバリア機構
  ・プリフェッチ機構
  ・セクタキャッシュ機能

仕様
CPU性能  128GFLOPS(16GFLOPSx8コア)
コア数   8個
浮動小数点演算器構成
(コア当り)
 積和演算器:4 (2×2個 SIMD)
  (逆数近似命令: SIMD動作)
 除算器:2個
 比較器:2個
 浮動小数点レジスタ(64ビット):256本
 グローバルレジスタ(64ビット):188本
キャッシュ構成   1次命令キャッシュ:32KB(2ウェイ)
  1次データキャッシュ:32KB(2ウェイ)
  2次キャッシュ:6MB(12ウェイ)コア間共有
メモリ帯域   64GB/s(理論ピーク値)
動作周波数  2GHz
ダイサイズ  22.7mm x 22.6mm
トランジスタ数  約7億6,000万個
消費電力  58W(プロセス条件TYP)
より詳細な情報は、「SPARC64TM VIIIfx Extensions」を参照のこと


スーパーコンピュータ「京」紹介スライド

●「京」のシステム概要と主な受賞を掲載したパワーポイントのスライドです。
    「京」利用成果の発表時などにご利用ください。発表内容に応じて自由に改変可能です。
●1枚目は日本語版、2枚目は英語版です。

※写真の著作権は理化学研究所に属します。「京」の画像のみ使用する場合は、別途転載依頼書を提出ください。ただし、本紹介スライドでの利用に限り、申請は省略可能です。