地球シミュレータによる解析サービス

目的

地球シミュレータは、640台の計算ノード(PN:Processor Node)を、640×640の単段クロスバネットワークで結合させた分散メモリ型並列計算機です。各PNは、ピーク性能8Gflopsのベクトル型計算プロセッサ(AP:Arithmetic Processor)8台が主記憶装置16GBを共有する共有メモリ型並列計算機となっています。全体ではAPが5120台の上り、そのピーク性能は40Tflopsもあり、主記憶容量が10TBとなる、世界で最大規模、最速規模のスーパーコンピュータです。

従来より、このスーパーコンピュータは、地球環境や大気海洋などの地球規模の大規模な解析シミュレーションの研究に利用されてきました。

この地球シミュレータを保有運営する(独)海洋研究開発機構様は、このスーパーコンピュータ『地球シミュレータ』の持つ能力を産業界における問題解決に応用するための取り組みも積極的に推進されています。

アドバンスソフト株式会社は、産業界での応用実績が豊富な弊社の解析シミュレーションソフトウエアを、この『地球シミュレータ』に移植し、お客様の課題解決にお役に立つことを目的に、『地球シミュレータによる解析サービス』を提供しています。

※詳しくは、こちらをご参照下さい

内容

弊社の『地球シミュレータによる解析サービス』の内容は、

• お客様の課題解決にお応えする高精度解析のコンサルテーション
• 解析計算のためのデータ準備、地球シミュレータを用いた解析計算の実施
• 解析結果の分析・評価など、シミュレーション解析結果報告書の作成

から成り立ち、お客様の問題解決に、高精度な解析結果を最速のターンアラウンドで提供致します。

お客様は、『地球シミュレータによる解析サービス』により、

• 対象の装置や機器を丸ごと解析する等、現物に近づく解析が可能になります。
• 問題解決のための解析計算精度の飛躍的な向上につながります。
• 従来のマシン環境では数週間もかかる計算処理が、時間単位の計算で結果を得られる等、解析計算に要するターンアラウンドタイムを大幅に短縮します。

現在、『地球シミュレータによる解析サービス』でご利用可能なソフトとして、下記のソフトウエアを準備しています。

• 流体解析分野(Advance/FrontFlow)
• 構造解析分野 (Advance/FrontSTR)
• 材料ナノ解析分野 (Advance/PHASE)
• タンパク質・化学物質相互作用解析 (Advance/BioStation)

評価

地球シミュレータを使用した場合の利点等について、具体的な今までの適用事例から、どのような効果が期待できるのかを、ご参考に評価をまとめます。

地球シミュレータをフル稼働で利用する等の超大規模計算の事例でなく、日常の解析シミュレーションでは、少し規模が大きく、例えば計算時間が1ヶ月以上も掛かる等の要因から、今まで手がけられていなかった事例を取り上げています。

1. ナノ解析シミュレーションの例
   • 300原子モデル、1個の原子を不純物として入れた場合のナノ解析
   • 今までは数十個の原子モデルで解析していたが、数十のモデルでも計算時間は3週間強も掛かっていた。実験値との誤差もあり、解析モデルとして数十原子程度の解析で良いのかどうか見極めていない。
   • 地球シミュレータによる計算では、12時間程度終わり、計算結果もより実験値に近づけられた。

   (従来)	(地球シミュレータ利用)
   数十原子モデル	300原子モデル
   計算に3週間	12時間程度の計算時間
   実験値とのずれ	より実験値に近づいた
   -	マシン料金 40万円程度必要

2. 流体非定常解析の例
   • 300万メッシュの2流路のLESによる流体非定常解析
   • 今までは、コンピュータ資源に制約があり、LES解析をしていなかった。製品品質の確保から、精度の高い解析が必要だが、実験に頼った開発のため、後工程での品質問題発生の課題があった。
   • 自社HPC環境でLES流体解析を実施するとした場合、見積もりでは、1ヶ月以上の計算時間が必要と見込まれ、手がけられていなかった。

   (見積もり)	(地球シミュレータ利用)
   数十万~数百万メッシュでの RANSにより解析	300万メッシュ
   	1週間程度の計算期間
   問題分析に難あり	精度の高い解析結果を入手
   -	マシン料金　100万円程度必要

「地球シミュレータ」による解析サービスの効果あらまし