理化学研究所 計算科学研究センター

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スーパーコンピュータ「富岳」の開発

スーパーコンピュータ「富岳」開発概要

「京」の後継機 スーパーコンピュータ「富岳」は下記の開発方針のもと行われます。

  • 社会と科学の課題の解決を最優先
    社会や科学分野のさまざまな課題を解決することを優先します。そのためにハードウェア開発とアプリケーション開発を協調的に設計（コデザイン）し、さまざまな分野で幅広く利用できることを目指します。

  • 世界トップレベルの性能へ
    世界最高水準の汎用的なシステムを実現します。

  • 国際協力でより高い次元へ
    日本が持つ強みを活かしつつ、国際協力を戦略的に活用することで、世界最先端・国際標準となる技術の実現を目指します。

  • 「京」の資産を継承
    スーパーコンピュータ「京」の後継機として、「京」で培った技術・人材、そしてアプリケーションの蓄積を最大限に活用します。

総ラック数

総ラック数 432ラック

総ノード数

総ノード数 158,976ノード
384ノードx 396 ラック= 152,064
192 ノードx 36 ラック= 6,912

総理論性能

総演算性能 通常モード（CPU動作クロック周波数2GHz）
  • 倍精度理論最高値（64bit）488ペタフロップス
  • 単精度理論最高値（32bit）977ペタフロップス
  • 半精度（AI学習）理論最高値（16bit）1.95エクサフロップス
  • 整数（AI推論）理論最高値（8bit）3.90 エクサオップス
ブーストモード（CPU動作クロック周波数2.2GHz）
  • 倍精度理論最高値（64bit）537ペタフロップス
  • 単精度理論最高値（32bit）1.07エクサフロップス
  • 半精度（AI学習）理論最高値（16bit）2.15エクサフロップス
  • 整数（AI推論）理論最高値（8bit）4.30 エクサオップス
総メモリ容量 4.85 PiB
総メモリバンド幅 163 PB/s

ノード単体性能

命令セットアーキテクチャ Armv8.2-A SVE 512bit
富士通拡張:ハードウェアバリア、セクタキャッシュ、プリフェッチ
計算コア数 48 + 2アシスタントコア
4 CMG (Core Memory Group, NUMA nodeのこと)
演算性能 通常モード（CPU動作クロック周波数2GHz） 倍精度: 3.072 TF, 単精度: 6.144 TF, 半精度: 12.288 TF
ブーストモード（CPU動作クロック周波数2.2GHz） 倍精度: 3.3792 TF, 単精度: 6.7584 TF, 半精度: 13.5168 TF
キャッシュ*1 *2 L1D/core: 64 KiB, 4way, 256 GB/s (load), 128 GB/s (store)
L2/CMG: 8 MiB, 16way
L2/node: 4 TB/s (load), 2 TB/s (store)
L2/core: 128 GB/s (load), 64 GB/s (store)
メモリ HBM2 32 GiB, 1024 GB/s
インターコネクト Tofu Interconnect D (28 Gbps x 2 lane x 10 port)
I/O PCIe Gen3 x16
テクノロジー 7nm FinFET

*1 キャッシュ性能は2GHz動作時
*2 詳細は https://github.com/fujitsu/A64FX 参照


SVE: Scalable Vector Extension

CPU-Die (画像提供：富士通)
※クリックで拡大します





ストレージ

第一階層
  • グローバルファイルシステムのキャッシュ
  • テンポラリーファイルシステム
    • 計算ノードのローカルファイルシステム
    • ジョブの共有ファイルシステム
第二階層
  • Lustreベースのファイルシステム
第三階層
  • 商用クラウドストレージ（準備中）


プログラミング環境

コンパイラ Fortran2008 & Fortran2018サブセット
C11 & GNU拡張仕様・Clang拡張仕様
C++14 & C++17サブセット & GNU拡張仕様・Clang拡張仕様
OpenMP 4.5 & OpenMP 5.0サブセット
Java
並列プログラミング XcalableMP
FDPS
スクリプト言語 Python + Numpy + Scipy, Ruby
科学技術計算用ライブラリ BLAS, LAPACK, ScaLAPACK
SSL II (Fujitsu)
EigenExa, Kevd, Batched BLAS, 2.5D-PDGEMM


システムソフトウェア

OSRed Hat Enterprise Linux 8
McKernel
MPIFujitsu MPI (Based on OpenMPI), RIKEN-MPICH (Based on MPICH)
File IOLLIO
Application-oriented file IO libraries