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コード並列化サービス
導入事例：A社様(自動車製造業)
A社様では、独自に開発した数値流体解析プログラムをスーパーコンピュータ上で実行させ、研究開発、設計業務に利用しています。
しかし、スーパーコンピュータは個人が自由に占有することができず、使いたい時にすぐに使えない等、運用上の問題点が挙っていました。
そこでA社様では、近年のパソコン性能の向上に着目し、 PCクラスタシステムの導入を行いました。
プログラムを分散並列化し、PCクラスタ上で動作させることにより、スーパーコンピュータと比べても遜色のない計算環境を安価に構築することが目的です。
PCクラスタを用いた分散メモリ型並列システムでは、単体のコンピュータ性能はスーパーコンピュータには遠く及ばないものの、ノード数(PCの台数)を増やすことで実行性能を上げると共に、大規模計算にもスケーラブルに対応することができます。 そして何よりも、スーパーコンピュータと比較すると初期導入費用が圧倒的に安価です。
当社ではA社様に対して「コード並列化サービス」の適用をいたしました。 A社様のプログラムの並列化を行うにあたり、当社では以下の点を要件としました。
- 分散並列型アプリケーションに改造する
- 複数CPUで計算を分散させることによるシステム全体としての計算性能向上
- 各ノード(PC)には必要最小限のメモリ容量を確保することによるメモリ効率の向上
- 複数のCPUを搭載したPCの場合には共有メモリ型並列(SMP)アプリケーションとしても実行可能
また当社では、プログラムの並列化と共に、PCクラスタシステム(ハードウェア)の構築も行いました。
PCクラスタ仕様および実行環境
- PC (8台構成)
CPU：Intel Pentium4 1.5GHz × 1
Memory：1GB RIMM - ネットワーク
Giga-bit Ethernet スイッチングハブ - 開発環境
Microsoft Visual C++ - 並列計算用ライブラリ
Windows版 MPICH(分散並列計算用)
Win32 Thread(共有メモリ型並列計算用)
構築したPCクラスタ計算環境と、スーパーコンピュータとの性能比を下図に示します。
スーパーコンピュータとPCクラスタの性能比較図
スーパーコンピュータの完全補完とはなりませんが、スーパーコンピュータが非常に混んでおり、実行待ちが発生している場合や、実験的に計算を行いたい場合等、 PCクラスタによる計算環境はA社様の業務において有効に活用されております。
将来的にノード数を増やしたり、より高性能なハードウェアを導入することによりスーパーコンピュータとPCクラスタの性能差は更に縮まってゆくでしょう。
