新HPCの歩み（第296回）－2010年(d)－
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多国間国際研究協力事業「エクサスケール」が始まり、6件が採択された。第2世代の地球シミュレータが昨年稼働開始したが、文部科学省は「気候変動予測に関する計算機検討会」を設置し第3世代の検討を始めた。石川らのe-サイエンス・プロジェクトは、第2回目の国際会議WSPE2010を開催した。 |
日本政府の動き
1) 日本学術会議（情報学委員会）
筆者は日本学術会議第21期の連携会員として、情報学委員会やその下にある国際サイエンスデータ分科会、大量実データの利活用基盤分科会などの活動をしていた。
大量実データの利活用基盤分科会では、2010年3月6日に学術会議において、第2回分科会を開催した。3月29日、統計数理研究所においてミニシンポジウム「データセントリックサイエンスがつくる未来」を開催し、北川源四郎委員長と中島秀幸副委員長が講演した。出席者は若い研究者を中心に120名程度。
3月6日に情報学シンポジウムが日本学術会議講堂で開催され、「30年後の未来予想としての情報分野ロードマップ」と題するパネルディスカッションが開催されることになった。情報分野で30年というのはとんでもない長時間であり、例えば30年前の1980年といえば、ようやくPCが出現したころである。プログラムは以下のとおり。
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13:30-13:40 |
開会挨拶「情報分野のロードマップが求められている現況」 |
村岡 洋一（情報学委員会委員長） |
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13:40-14:30 |
招待講演「企業における情報分野のロードマップ－グローバル・テクノロジー・アウトルックの活用」 |
久世 和資（日本IBM執行役員） |
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14:30-15:00 |
「欧州における情報分野のロードマップ」 |
嶋田 惠一（日立総合計画研究所） |
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15:00-15:30 |
「米国における情報分野の政策の動向」 |
嶋田 一義（JST研究開発戦略センター） |
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15:30-15:45 |
休憩 |
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15:45-17:30 |
パネル討論「30年後の未来予想としての情報分野ロードマップ」 司会者：土井 美和子（情報学委員会幹事） パネリスト： 坂内 正夫（情報学展望分科会委員長） 坂村 健（ユビキタス空間情報社会基盤分科会委員長） 青山 友紀（情報ネットワーク社会基盤分科会委員長） 五條堀 孝（国際サイエンスデータ分科会委員長） 片桐 滋（情報関係教育問題分科会委員） 安達 淳（E－サイエンス分科会委員長） 喜連川 優（ウェブ・メディア社会基盤分科会委員長） 今井 秀樹（セキュリティ・ディペンダビリティ分科会委員長） 北川 源四郎（大量実データの利活用基盤分科会委員長） |
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大量実データの利活用基盤分科会では、3月29日に統計数理研究所において、ミニシンポジウム「データセントリックサイエンスがつくる未来」を開催した。「大量実データと社会の関係」「大量実データの利活用により実現すること」「必要な学術基盤・研究開発」の3点について、10年ごとのロードマップを描いた。
国際サイエンスデータ分科会では、2010年2月24日に第21期第3回分科会を学術会議で開いた。とくに、ICSUの下での、CODATAとWDSの役割分担について議論した。2010年7月1日～2日には、国立科学博物館において、「核と人工物の歴史と科学」講演会を開催した。
2) 文部科学省情報科学技術委員会
2010年には情報科学技術委員会が4回開催された。HPCIや次世代IT基盤関係の議題が多くを占めた。
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日付 |
主要な議事 |
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第65回 |
2010年4月21日 |
1.平成22年度の情報科学技術予算について 2.平成22年度に実施する研究開発課題の評価の進め方について 3.革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ（HPCI）及びコンソーシアム構築について 4.その他 |
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第66回 |
2010年5月28日 |
1.「次世代IT基盤構築のための研究開発 情報基盤戦略活用プログラム（e－サイエンス実現のためのシステム統合・連携ソフトウェアの研究開発）」中間報告会 2.「次世代IT基盤構築のための研究開発 イノベーション創出の基盤となるシミュレーションソフトウェアの研究開発」中間報告会 3.情報科学技術に関係する政府の基本政策等について 4.その他 |
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第67回 |
2010年6月24日 |
1.「次世代IT基盤構築のための研究開発 情報基盤戦略活用プログラム（ｅ－サイエンス実現のためのシステム統合・連携ソフトウェアの研究開発）」中間評価について 2.「次世代IT基盤構築のための研究開発 イノベーション創出の基盤となるシミュレーションソフトウェアの研究開発」中間評価について 3.平成23年度における情報科学技術分野の取り組みについて 4.HPCIの構築に係わる平成23年度新規課題の事前評価の進め方について 5.その他 |
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第68回 |
2010年8月20日 |
1.「次世代IT基盤構築のための研究開発 グリーン・サイバー・フィジカル・システム基盤技術開発」事前評価について 2.「革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ計画」事前評価について 3.「グランドチャレンジアプリケーション開発 次世代生命体統合シミュレーションソフトウェアの研究開発」中間評価について （報告） 4.その他 |
8月20日に金融庁9階903会議室で開催された第68回情報科学技術委員会では、筆者がHPCI計画推進委員会主査代理として出席し、HPCI計画の事前評価について報告した。
3) 日本学術振興会（エクサスケールなど）
日本学術振興会では、G8の国際協力で新しい事業多国間国際研究協力事業（G8 Research Councils Initiative）を始めた。学振の説明によると、「2008年京都で開催されたG8の学術振興機関長会議（G8-HORCs）において、ドイツ研究振興協会（German Research Foundation: DFG）からG8各国による多国間の共同研究に対する支援事業の設立について提案がなされた。その後、各国において参加が検討され、日本、カナダ、フランス、ドイツ、ロシア、イギリス、アメリカの7カ国による多国間の国際研究協力事業を開始することとなった。」とのことである。
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今年は第1回目の公募で、「エクサスケール・コンピューティングを視野に入れた地球規模課題のための応用ソフトに関する学際的プログラム」ということであった。要件は、3カ国以上の共同研究でなければならない。従来の2国間と同じで、国ごとにそれぞれの資金団体から研究資金が支給される。JSTと差別化するために、ボトムアップであることを強調している。学振からの支給経費は1,500万円以内／年／件（間接経費を含む）で、研究費、旅費、人件費、間接経費などに使える。期間は2年～3年。広い意味では、ポスト「京」への準備といえよう。
「地球規模」と言いながら、予算が研究室規模なので、「もの」を作るような研究にはならない。まずは国際協力のタネを撒くということであろう。7ヶ国の学術研究機関に在籍する研究者による選考委員会を組織することとなり、筆者の名前も学振から選考委員候補として挙げたそうであるが、幸い委員にはならなかった。
第1回公募には79件の応募があり、6件が採択された。日本の研究者が入っているものとしては、
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“Enabling Climate Simulation at Extreme Scale”代表 Marc Snir (UIUC) 日本から：松岡聡、佐藤三久 |
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“Icosahedral-grid Models for Exascale Earth System Simulations”代表Günther Zängl（独気象庁） 日本から：佐藤正樹、富田博文 |
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“Using next generation computers and algorithms for modelling the dynamics of large biomolecular systems”代表：泰地真弘人 日本から：上田昌宏 |
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“Nuclear Fusion Simulations at Exascale”代表Graeme Ackland (U. Edinburgh) 日本から：朴泰祐 |
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4) 地球シミュレータ
昨年3月、地球シミュレータは更新され、ES2としてSX-9/Eを導入した。ノード数は160、1ノードは8個のCPUと128 GBのメモリから成る。（写真は、海洋研究開発機構のページから）
筆者は昨年から課題選定を行う運営委員会の委員長を務めている。産業利用は所掌ではないが、平成22年度「地球シミュレータ産業戦略利用プログラム」の公募が1月12日～2月12日に行われた。採択課題が公開されている。
2010年1月27日（水）～28日（木）には、新杉田の海洋研究開発機構横浜研究所 三好記念講堂で「平成21年度 地球シミュレータ利用報告会」が開催された。
2010年度の地球シミュレータ課題審査委員会は、3月12日(金)に東京事務所で開催され、一般公募採択課題を決定した。
9月16日には、海洋研究開発機構 横浜研究所 三好記念講堂において「平成22年度 地球シミュレータ利用者連絡会」が開催された。
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14:00-14:05 |
挨拶 |
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14:05-14:20 |
地球シミュレータ利用状況 |
地球シミュレータセンター 板倉憲一 |
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14:20-15:05 |
ES2でのプログラム性能 |
地球シミュレータセンター 上原均 |
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15:05-15:35 |
ES2でのリクエストアロケーションの詳細 |
地球シミュレータセンター 板倉憲一 |
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15:35-15:50 |
休憩 |
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15:50-16:50 |
地球シミュレータ利用に関するアンケートについて |
地球シミュレータセンター 板倉憲一 |
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16:50-17:00 |
まとめ |
地球シミュレータセンター 古井利幸 |
2010年10月8日、「地球シミュレータ産業利用シンポジウム2010」が一ツ橋の学術総合センターで開催された。
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10:30-10:35 |
主催者挨拶 |
平 朝彦（海洋研究開発機構） |
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10:35-10:40 |
文部科学省挨拶 |
池田 貴城（文部科学省） |
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10:40-11:05 |
地球シミュレータ産業戦略利用プログラム事業説明 |
新宮 哲（海洋研究開発機構） |
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11:05-11:50 |
スーパーコンピュータによる先端的シミュレーションの産業利用の現状とその将来展望 |
加藤千幸（東京大学） |
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11:50-13:20 |
昼食休憩 |
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13:20-13:45 |
非定常渦構造の特性解明およびそれに基づく抜本的空気抵抗低減技術の開発 |
杉田 祐輔（トヨタ自動車株式会社） |
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13:45-14:10 |
二酸化炭素地下貯留に関する大規模シミュレーション技術の開発 |
山本 肇（大成建設株式会社） |
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14:10-14:35 |
三次元有限要素法による回転機の高速高精度数値解析技術の開発 |
中村雅憲（東洋電機製造株式会社）、河瀬順洋（岐阜大学） |
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14:35-15:00 |
休憩 |
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15:00-15:40 |
スーパーコンピュータでインフルエンザウイルスの変異の仕組みを探る |
田中 成典(神戸大学大学院) |
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15:40-16:05 |
フラグメント分子軌道（FMO）法のリガンド-タンパク質相互作用解析への応用 |
小澤 基裕（キッセイ薬品工業株式会社） |
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16:05-16:30 |
機能性ナノ粒子設計シミュレーション |
吉田 孝史（株式会社東芝） |
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16:30-16:55 |
地震時の大規模平野の地盤挙動と斜面崩壊のシミュレーション技術の開発 |
正月 俊行（株式会社構造計画研究所） |
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16:55-17:00 |
閉会の挨拶 |
渡邉 國彦（海洋研究開発機構） |
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17:00-17:15 |
休憩 |
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17:15-18:30 |
懇談会 |
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「平成22年度第1回地球シミュレータ課題選定委員会」が2010年12月16日に開催され、次年度の公募要領を決定するとともに、委員会の名前を「地球シミュレータ運用委員会」から「地球シミュレータ運営委員会」とすることが告げられた。
また、平成23年度「地球シミュレータ産業戦略利用プログラム」の利用課題募集は、2010年12月13日～2011年2月10に行われた。
5) 気候変動予測に関する計算機検討会
文部科学省研究開発局では、2010年7月13日、「気候変動予測に関する計算機検討会」を設置した。これは、「地球温暖化とそれに伴う気候変化に関する効果的・効率的な対応策に貢献することを目的とする気候変動予測については、より信頼度が高く、詳細な予測情報等が求められる場合、これまで以上に計算機リソースが必要となると予想される。」「また、現在21世紀気候変動予測革新プログラムの下、地球シミュレータが中核となり計算機リソースを提供しているが、平成23年11月の次世代スーパーコンピュータの稼働に向けて、地球温暖化時の台風の全球的予測や集中豪雨の予測については、次世代スーパーコンピュータにおいて、(独)海洋研究開発機構が戦略機関となって関係の大学・機関と協力して実施を予定している。」「以上を踏まえて、今後の気候変動予測における必要な計算機リソース、最適な計算機システム等について、今後のスーパーコンピュータの在り方も視野に入れて検討するとともに、その結果を地球シミュレータの今後の計画を含む気候変動予測に反映することを目的として、専門家で構成する気候変動予測に関する計算機検討会(以下｢検討会｣という)を設置する。」とのことであった。メンバーは下記の通りで、筆者が主査を依頼された。
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小柳 義夫（主査） |
工学院大学 |
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平尾 公彦 |
理化学研究所 |
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佐藤 三久 |
筑波大学 |
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牧野 淳一郎 |
国立天文台 |
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松岡 聡 |
東京工業大学 |
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渡邊 國彦 |
海洋研究開発機構 |
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保坂 征宏 |
気象研究所 |
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坪木 和久 |
名古屋大学 |
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林 祥介 |
神戸大学 |
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余田 成男 |
京都大学 |
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高橋 桂子 |
海洋研究開発機構 |
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藤井 孝藏 |
宇宙航空研究開発機構 |
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江守 正多 |
国立環境研究所 |
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室井 ちあし |
気象庁 |
検討を始める前に、文部科学省研究開発局、地球・環境科学技術推進室の依頼により、2010年7月22日、文科省研究開発局の藤木完治局長のところに伺い、スーパーコンピュータとその学術的社会的役割についてご説明を行った。
気候変動予測に関する計算機検討会は以下の通り開催された。
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日付、場所 |
主要な議事 |
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第1回 |
2010年8月25日、 海洋研究開発機構東京事務所 |
(1)今後の気候変動予測研究における計算機システム（計算機リソース）について ・気候変動研究について（保坂委員） ・気候変動研究について（江守委員） ・計算機について（松岡委員） ・計算機について（佐藤委員） |
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第2回 |
2010年9月14日、 文部科学省16階 |
(1)次世代スパコン（京）の方向性についての説明 ・次世代スパコン（京）の方向性について（平尾委員） (2)気候変動予測に関する計算機システム（計算機リソース）について ・気候モデルのプログラムの特徴1（保坂委員） ・気候モデルのプログラムの特徴2（江守委員） ・ESにおける計算規模 |
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第3回 |
2010年9月27日、 海洋研究開発機構東京事務所 |
(1)スパコンメーカー(N/F/H)からのヒアリング (2)気候変動予測に関する計算機システム（計算機リソース）について |
主な議論は、気候変動予測研究に必要な計算機リソースとスーパーコンピュータ技術の将来動向であった。2010年10月、「気候変動予測のための計算基盤の整備に向けて（中間とりまとめ）」を公表し、気候変動予測研究検討会に報告した。その中で以下の問題を指摘した。
ⅰ）これまで、我が国の気候変動研究では主としてベクトル計算機を使ってきたが、今後のアーキテクチャのトレンドを考えた場合、これまでのプラグラムやモデルの互換性と同時に、ベクトル、スカラという概念をすて、気候変動予測の計算に関して速くて効率のよいアーキテクチャは何かを考える必要がある。
ⅱ）気候変動予測プログラムの高度化・複雑化により、計算機への要求は益々厳しくなっており、全ての要求を満たす計算機を整備することは事実上不可能である。このため、気候変動研究に必要なシミュレーションの多様性に配慮しつつ、主要な計算の特徴を見極めて、それに応じて計算機の設計をある程度最適化していくことが重要となる。
ⅲ）今後、計算機技術は益々発展する一方、計算速度を高めていくためには、消費電力やメモリバンド幅、高並列化への対応、コスト等利用者側の制約も益々大きくなってくる。このため、気候変動研究者等は、これらの制約を十分考慮したうえで、新しい気候モデルの開発や計算機環境の整備を行っていく必要がある。
ⅳ）計算機の高並列化やメモリの階層化などへ利用者が対応していくためには、コンパイラなどのアプリケーションツールの開発・整備が非常に重要である。
これらの検討を行ったうえで、2015年以降、地球シミュレータを代替する計算機の必要性の有無と、必要な場合の各大学・研究機関の計算機との関係等について考え方を明らかにする必要がある、と述べている。
6) e-サイエンス
「e-サイエンス実現のためのシステム統合・連携ソフトウェアの研究開発」プロジェクトは、文部科学省の「次世代IT基盤構築のための研究開発」の一つとして、2008年度から2011年度末まで4年間にわたって実施されている。
その中の、「シームレス高生産・高性能プログラミング環境」プロジェクト（研究代表者：石川裕、東京大学）は、昨年に引き続き第2回目の国際会議WSPE2010 (International Workshop on Peta-Scale Computing Programming Environment)を、2010年2月18日に京都駅近くのキャンパスプラザ京都において開催した。プログラムは以下の通り。
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9:00 |
Opening |
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9:10 |
Towards a stable Peta/Exa Scale Computing Envionment |
Pete Beckman (Argonne National Laboratory) |
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9:50 |
Xabclib: An Iterative Solver with a General Auto-tuning Interface “OpenATLib” |
Takahiro Katagiri (University of Tokyo), Takao Sakurai (HITACHI Ltd.), Hisayasu Kuroda (Ehime University/University of Tokyo), Ken Naono (HITACHI Ltd.), Kengo Nakajima (University of Tokyo) |
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10:30 |
Progress Report of Xcrypt: What You Can Do Now with the Parallel Script Language |
Hiroshi Nakashima (Kyoto University) |
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11:10 |
Lazy functional streams for workflow representation and runtime |
Matthew Sottile (University of Oregon) |
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11:50 |
Lunch |
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13:00 |
Preliminary Performance Report on programming in XcalableMP |
Mitsuhisa Sato (University of Tsukuba) |
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13:40 |
Programming Support for Heterogeneous Parallel Systems |
Siegfried Benkner (University of Vienna) |
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14:20 |
Break |
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14:30 |
Xruntime: MPI-Adapter for Portable MPI Computing Environment |
Shinji Sumimoto (Fujitsu Lab.), Atsushi Hori, Kazuki Ohta, Yutaka Ishikawa (University of Tokyo) |
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Xruntime: Parallel File IO Using Ring Communication Topology － From Viewpoint of File Staging － |
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Xruntime: Scalable Parallel I/O Systems by Client-Side Optimizations |
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Towards a common runtime system for multicore machines, accelerators and clusters |
Raymond Namyst (University of Bordreax, INRIA)
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Scientific Data Management and I/O － Challenges for Exascale |
Alok N. Choudhary (Northwestern University) |
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16:40 |
Break |
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16:50 |
Current Status of Next Generation Supercomputer in Japan |
Mitsuo Yokokawa (RIKEN) |
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17:30 |
Closing |
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「e-サイエンス実現のためのシステム統合・連携ソフトウェアの研究開発」第4回運営委員会は、2010年4月21日にJST上野事務所（池之端）で開催された。
5月28日には、第66回科学技術・学術審議会 研究計画・評価分科会情報科学技術委員会が開催され、我々の「次世代IT基盤構築のための研究開発 情報基盤戦略活用プログラム（e‐サイエンス実現のためのシステム統合・連携ソフトウェアの研究開発）」と「次世代IT基盤構築のための研究開発 イノベーション創出の基盤となるシミュレーションソフトウェアの研究開発」の中間報告会が行われ、評価を受けた。
2010年7月16日には、麹町スクエアのJST社会技術研究開発センターにおいて、第3回「次世代IT」PD/PO会議が開催された。課題の中間評価が話題になった。
次回は日本政府の動き（その二）、日本の大学センター等の動きである。「最先端研究基盤事業」として、HPCI共用ストレージが設置される。また、いよいよJHPCNが本格的に始まる。
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