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8月 12, 2021

Hyperion Research社Steve Conwayが語る、AIとHPCの現状

HPCwire Japan

Tiffany Trader

夏の暑さに負けないために、AIの復習をしよう!このQ&Aでは、Hyperion Research社のシニアアドバイザーであるSteve Conwayが、活発な活動財政的な支援が行われている時期のAIとアナリティクスの状況を調査している。先日、米国科学財団(NSF)は、総額2億2千万ドルの投資の一環として、全米AI研究機関プログラムを40州(およびコロンビア特別区)に拡大したことを発表した。これらの注目と投資は、何につながるのだろうか?今、何が重要なのか?HPCとの関係は?誰もが疑問に思っていることを、この記事でご紹介する。

HPCwire: 現在のAIの状況をどのように表現しますか?

 
Steve Conway、Hyperion Research  
   

Conway: AIは初期の発展段階にあり、すでに非常に有用です。主流のAI市場では、SiriやAlexaから超人的な能力を持つMRIの読影に至るまで、単一の孤立した人間の能力、特に視覚や聴覚の理解を模倣した狭いタスクのために、初期のAIを大いに活用しています。

HPCwire: AIの最終的な目標は何ですか?

Conway: 長期的な目標は、AIマシンが多才な経験的学習者であり、医療や運転の場面での生死の判断など、リアルタイムでの難しい判断を任せられるような、人工的な一般知能(AGI)へと進むことです。専門家の間では、そこに到達するためには何が必要で、それが実現するかどうかが議論されています。Hyperion Research社は、最近の調査で、世界中の著名なAI専門家にこの点について尋ねました。AGIが実現すると信じている大規模なグループは、平均して87年かかると答えました。中には150年という回答もありました。しかし、実現するかどうかにかかわらず、AGIは目指すべき重要な目標のひとつです。

HPCwire: AIにおいてHPCはどのような役割を果たしますか?

Conway: 今日のAI研究開発の最前線では、新しい経済的に重要なユースケースだけでなく、確立された科学的・工学的なアプリケーションにおいても、HPCはほぼ不可欠な存在です。最近、HPCが注目されている理由の一つは、より大きな主流のAI市場が将来的にどこに向かうのかを示しているからです。HPCがこの市場に与えている最大の贈り物は、40年以上にわたる並列処理の経験と、オンプレミスやクラウドなどのハイパースケール環境のような高度に分散されたコンピューティング環境で、データを迅速に処理して移動する能力です。また、HPCコミュニティは、官民を問わず増え続ける異種ワークフローに異種アーキテクチャを適用するための重要なインキュベーターでもあります。


「HPCがこの市場に与えている最大の贈り物は、40年以上にわたる並列処理の経験と、オンプレミスやクラウドなどのハイパースケール環境のような高度な分散コンピューティング環境でデータを迅速に処理・移動するための関連能力です。」


HPCwire その質問を逆にすると、AIはHPCにおいてどのような役割を果たすのでしょうか?

Conway:最近のHyperion Research社の調査によると、現在、世界中のほぼすべてのHPCサイトがAIをある程度活用しています。その多くは、既存のシミュレーションコードを高速化するためにAIを利用しています。例えば、問題領域の中で無視しても問題ない領域を特定するなどです。問題空間が非常に疎な行列である場合には、このようなヒューリスティックなアプローチが特に役立ちます。また、HPC対応のAIは、データの事前・事後処理にも使用されています。

HPCwire: HPC対応AIにおけるアナリティクスとシミュレーションの関係はどうなっていますか?

Conway:アナリティクスだけを使うアプリケーションもありますが、多くのHPC対応AIアプリケーションは、データアナリティクスとシミュレーションの両方の手法から恩恵を受けています。AIの台頭に伴い、シミュレーションの重要性が低下しているわけではありません。このようにシミュレーションとアナリティクスが頻繁に組み合わされるということは、HPCシステムの設計は、計算に優しく、データに優しいものである必要があるということです。最近の設計では、ここ数十年の間に増加した計算機中心主義を覆し、より良いバランスを確立し始めています。

HPCwire: HPCを活用したAIの「より新しく、経済的に重要なユースケース」について言及されていますね。それについて、もう少し詳しく教えてください。

Conway: 数年前、Hyperion Research社は、逸話に基づいて、ベンダーが新たなHPC市場セグメントとして追求し始める可能性のある反復的なAIユースケースのリストをまとめました:精密医療、自動運転システム、不正・異常検知、ビジネスインテリジェンス、アフィニティマーケティング、IoT/スマートシティ/エッジコンピューティングなどです。Hyperion Research社が最近実施した世界のHPC市場に関するマルチクライアント調査によると、調査対象となったHPCサイトの80%が、これらのアプリケーションの1つ以上をすでに使用していることがわかりました。この中には、HPCデータセンターで確立されたHPCアプリケーションをサポートするためのものもありますが、驚くべきことに、企業のデータセンターでビジネスオペレーションをサポートするためのものもあります。これは、企業のデータ分析の要求がHPCコンピテンシーの領域にまで押し上げられているという、私たちが10年間にわたって追跡してきた傾向の成長を裏付けるものです。

HPCwire: AIとHPDAの関係は?

Conway: Hyperion Research社では、ハイパフォーマンス・データ・アナリシス(HPDA)を、シミュレーションやアナリティクスのためにHPCリソースを使用するデータ集約型コンピューティングと定義しています。AIは、学習モデルやその他の分析手法など、データ分析を伴うHPDAのサブセットです。

HPCwire: AIとクラウドコンピューティングについてはどうですか?エッジコンピューティングは?

Conway: 当社の調査によると、HPCワークロード全体の20%がサードパーティのクラウドで実行されており、この数は増加していますが、ほとんどの場合、オンプレミスのコンピューティングを犠牲にしているわけではありません。HPCのワークロードをサポートするAIの手法は、クラウド環境でもオンプレミスと同じくらい一般的です。また、HPCは、エッジでの局所的な応答性だけでなく、広域的な分析と制御を必要とする重要なエッジ・コンピューティング・アプリケーションにおいても重要な役割を果たしています。例えば、かつてトップ500にランクインしたスーパーコンピュータ「Tianhe-1a」の大部分は、広州の都市交通管理に使用されていました。HPCは、エッジからエクサスケールまで、新興のグローバルITインフラを統合する接着剤になると考える著名人もいます。

HPCwire: 物事を前進させるためには何が必要でしょうか?人々はこれらのことに取り組んでいるのでしょうか?

Conway: 世界中のHPCコミュニティでAIを推進している研究者のおかげで、物事は確実に前進していますが、取り組んでいる重要な課題もあります。例えば、多層構造のニューラルネットワークの動作を説明可能で信頼できるものにすること、一部の分野では有用な実世界のデータが不足しているため、現実的な合成データの利用を促進すること、複数の人間の感覚を同時に模倣できるマルチモーダルAIを進化させることなどが挙げられます。さらに深い課題として、AIの方法論に関するものがあり、AGIを実現するためには学習モデルが適切であると考える専門家と、学習モデルは知能の高レベルで抽象的な機能しか模倣しておらず、自然界を直接体験することで人間の脳を反映させる方法で補強する必要があるとする専門家との間で、数十年来の議論が続いています。

HPCwire: NSFは先日、2億2,000万ドルの投資の一環として、National AI Research Institutesプログラムを40州(およびコロンビア特別区)に拡大することを発表しました。それは、世界中で立ち上げられている多くの州主催のAIプロジェクトのひとつです。公共投資は、AIに対するあなたの見解のどこに当てはまりますか?

Conway: 米国、中国、欧州、日本はいずれも、科学技術の進歩と経済的競争力の前提条件として、AI能力の向上を目指した政府出資の取り組みを行っています。また、科学技術や産業界のイノベーションを加速させることが実証されているHPCについても、同様の取り組みを行っています。AIやHPCをはじめ、変革の可能性を秘めた技術については、国や地域の目標を定め、その目標に向かって前進する意欲を高めるために、政府の投資が欠かせません。特に、AIのように技術が初期段階にあり、不確実性が高い場合はそうです。

HPCwire: スティーブン・ホーキング博士は、「AIは、人類に起こる最高の出来事にも最悪の出来事にもなるだろう」という有名な言葉を残しています。コメントをお願いします。

Conway: ホーキング博士に疑問を持つのは私ではありません。AIの勢いはとどまるところを知らず、重要な倫理的検討事項を圧倒してしまう危険性があると思いますが、特にこの2年ほどは、AIの進歩がもたらす倫理的影響に注目が集まっています。AGIはせいぜい100年ほど先の未来と予測されているので、人類がこの問題と格闘するにはまだ時間があります。


バイオ: Steve Conwayは、Hyperion Research社のHPC Market DynamicsのSenior Adviserです。Conwayは、世界のハイパフォーマンスコンピューティング市場に関する調査を指揮しています。また、Hyperion Research社のハイパフォーマンスデータ分析(ビッグデータ、HPCの必要性)に関する業務も担当しています。