スーパーコンピュータとネットワーク【後編】

スパコンの「スイッチレス化」が生んだ“想定外の効果”とは？

ダラム大学は、宇宙関連の研究に用いるスーパーコンピュータ「COSMA7」に“スイッチレス”のアーキテクチャを取り入れた。どのような成果があったのか。

公開 2022年10月06日 05時02分

[TechTarget]

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　英国のダラム大学（Durham University）の計算宇宙学研究所（ICC：Institute for Computational Cosmology）は、スーパーコンピュータ「COSMA」シリーズの一つ「COSMA7」を活用して、宇宙の起源についての研究を進めている。ICCは研究の遅れを回避するため、COSMA7にスイッチレス（スイッチを使用しないこと）のネットワークアーキテクチャを採用した。これはICCが想定していなかった成果を生んだ。

スパコンの「スイッチレス化」が生んだ想定外の成果

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　ICCがCOSMA7をスイッチレスにしたのは、ネットワーク遅延の原因となる輻輳（ふくそう）のリスクを低減することが目的だ。それを実現するため、ICCはネットワーク機器ベンダーRockport Networksのネットワーク製品群「Rockport Switchless Network」を導入した。Rockport NetworksのCTO（最高技術責任者）、マシュー・ウィリアムズ氏は今回のプロジェクトについて、「ネットワークの輻輳問題に対する取り組み方を変えるものだ」と評価する。

　ネットワークの輻輳への対処法は、従来の主流だったスイッチの数を増やす方法から、帯域幅（回線路容量）を増強するやり方に移行しているとウィリアムズ氏は話す。これはネットワークの制御やアーキテクチャが洗練されたことで実現した。

　ダラム大学でCOSMAの技術マネジャーを務めるアラステア・バズデン氏は、COSMA7刷新のテスト段階における研究員からのフィードバックは、肯定的なものがほとんどだったと振り返る。作業の中断はなかったという。

　研究員は刷新後のCOSMA7を利用するに当たり、研究に使うソースコードを調整する必要はない。ほとんどの研究員は刷新前後の違いを認識しておらず、バズデン氏はこれを「良い兆候だ」と評価する。

　バズデン氏は刷新による成果として、PoC（概念実証）でテストした平滑化粒子流体力学の研究に用いるソースコードの例を挙げる。このソースコードはタスクベースの並列処理を採用しており、研究員は輻輳の有無による影響はないと考えていた。ところがRockport Switchless Networkを用いると、並列処理の実行速度に改善が見られた。ICCはエクサスケール（1秒間に100京回規模の計算速度）でのモデリングにおける高速化も目指す。