2020年HPCwire Awards、科学分野のスーパーコンピューティング成果

科学分野のスーパーコンピュータにとって典型的な年ではなかった。パンデミックが発生したとき、世界中のほぼすべての研究用スーパーコンピュータがその能力の大部分をCOVID-19研究に集中させ、それらの努力の驚くべき成果がこの特集記事で紹介されている。

しかし、このような緊張状態にあっても、多くの研究者がスーパーコンピューティングのパワーを使って、他のさまざまな分野で印象的な科学研究を行っていた。これらの研究は、バーチャルSC20カンファレンスで発表された第17回HPCwire Readers’ and Editors’ Choice Awardsプログラムで表彰された。

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もちろん、2020年のライフサイエンス分野で最も注目を集める仕事の多くは、COVID-19が占めていたが、セントジュード小児研究病院の研究者たちは、いずれにしても突破口を開き、ライフサイエンスにおけるEditors’ Choice Award for Best Use of HPCを受賞した。St. Judeの研究者は、DDNストレージとNvidia A100 GPUを使用して、単独のがんサンプルから全ゲノムとトランスクリプトームのシーケンスデータを統合し、調節性ノンコーディングバリアントを発見する方法を開発した。

国土の改善

	衛星画像（右下）と比較して、9kmのシミュレーションから1kmのシミュレーションへと解像度が向上していることを示している。ECMWFによる提供画像

パンデミックは世界の終末的な注目を集めたかもしれないが、気候変動は引き続き増加しており、2020年には記録的なハリケーンシーズンが到来し、最終的な数値は未定だが記録上最も暑い年となる。ヨーロッパ中期予報センターの研究者たちは、米国で最も強力な公的にランク付けされたスーパーコンピュータであるオークリッジ国立研究所のSummitスーパーコンピュータで実行された前例のないシミュレーションにより、物理科学分野でのReaders’ Choice Award for Best Use of HPCを受賞した。このシミュレーションでは、4ヶ月間の全シーズンにわたって、1kmの分解能で惑星の大気全体を捉えている。

「1kmの解像度でシミュレーションを行うことで、我々は竜巻の可能性を含めた異常気象の予測をより正確に行うことができるようになります」とオークリッジの計算気候科学者であるValentine AnatharajがHPCwireに語った。「このベースラインシミュレーションは、すでに将来の衛星ミッションの計画に利用されています。」

一方、ジョージア工科大学とハノイ科学技術大学の研究者は、気候危機の解決に向けて力を合わせて取り組んでいる。研究者たちは、サンディエゴスーパーコンピュータセンター（SDSC）のCometシステムを利用して、ソーラーパネルに使用されるシリコンに代わる、より効率的でコスト効率の高い鉛フリーの代替材料の候補4つを特定し、エネルギー分野でのEditors’ Choice Award for Best Use of HPCを受賞した。ジョージア工科大学で材料科学と工学の教授を務めるHuan Tranは、「これは私と私の共同研究者にとって大きな名誉です」と述べている。

星を求めて

他の研究者たちは、さらに高いところに目を向けていた。オーストラリア国立大学の研究チームは、ライプニッツスーパーコンピューティングセンターのSuperMUC-NGシステムを使用して、史上最大規模の磁気流体力学シミュレーションを実行した。このシミュレーションは、星の誕生における銀河の乱流の役割を説明するのに役立ち、チームはTop HPC-Enabled Scientific Achievement のReaders’ Choice Awardを獲得した。

NCSA主導のチームは、星のライフサイクルのもう一方の端に注目し、ピッツバーグスーパーコンピューティングセンターのBridgesとテキサスアドバンスドコンピューティングセンターのStampede2を使用して、中性子星の合併の高速かつ正確なシミュレーションを行うのに役立つ定数を特定することで、物理科学におけるEditors’ Choice Award for Best Use of HPCを受賞した。Eliu Huertaは、「この賞が私たちの最近の業績を評価してくれたことを大変嬉しく思います。私たちは、共同研究者であるShawn Brownと彼のチームと協力して、物理学や他の分野のAIとHPCの融合を加速させていくことを楽しみにしています」述べている。

実験期間中のクラウドGPUインスタンスの経時変化。サンディエゴスーパーコンピュータセンター（SDSC）の科学ソフトウェア開発・研究をリードするIgor Sfiligoiによる提供画像

最後に、アイスキューブニュートリノ観測所の研究者たちはSDSCとOpen Science Gridと協力して、記録的な「集中豪雨」のために、複数のクラウドプロバイダーにまたがる51,000個のクラウドGPUを同時に使用した。目標は南極の氷の下数千メートルに埋もれた何千ものセンサーからの濃密なデータの分析で、星の中で継続的に発生するような核反応によって生成される謎の粒子であるニュートリノの兆候を収集することを目的としている。この印象的なスタントは、HPCクラウドにおけるEditors’ Choice Award for Best Use of HPCを受賞した。

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今年のHPCwire Readers’ and Editors’ Choice Awardの受賞者の詳細については、ここで受賞者のプレゼンテーションと受賞ビデオをチェックすることができる。COVID-19を中心とした受賞者の特集では、さらに多くの科学志向の受賞者が取り上げられている。