4 平成１４年度の研究成果

本年度はプロジェクト自体は既に終了しており、プロジェクト自体の直接の成果というべきものは特にないが、関連するもの、昨年度の報告書ではカバーできなかったもの等について簡単にまとめる。

4.1 64 Tflops の GRAPE-6 完成

昨年度の報告書の時点では、 GRAPE-6 のうち重力プロセッサ部分は 32 ボードからなり、ピーク性能は 32 Tflops であったが、2002年4月に 64ボード、 64 Tflops のシステムが完成した。

**Figure 2:** 64 Tflops 重力プロセッサの全体。
$\begin{figure}\begin{center} \leavevmode\epsfxsize =120mm\epsfbox{g6fullphoto.ps}\end{center}\end{figure}$

64 Tflops システムは論理的には4クラスタからなる。1クラスタは16ボードから構成され、これがさらに4分割されてボード4枚毎にホスト計算機がつく。クラスタ内の各ボードは重力計算に適したマルチキャストが行える専用ネットワークで接続されている。ホスト計算機は AMD Athlon XP 1800+ を CPU とする Linux PC である(図 2の前に見えている)。

クラスタ間の通信はホスト計算機の持つ Gigabit Ethernet (GbE)ネットワークで行う。並列プログラムの開発自体は MPI (MPICH/pr over TCP/IP) で行ったが、 MPI の通信関数では GbE カードの性能を引き出すことができなかったため、 TCP/IP ソケットをアプリケーションプログラムが容易に利用できるようにするための関数群を定義、実装した。これにより 60MB/s 程度の実効転送速度が実現できた。

このシステムにより、太陽系のカイパーベルト領域の 180万粒子を使ったシミュレーションで、29.5 Tflops と科学技術計算で報告された限りでは世界最高速を達成した。¹この成果により 2002年ゴードンベル賞のファイナリストに選ばれた。なお、ゴードンベル賞(ピーク性能部門)は地球シミュレータが獲得した。これは、地球シミュレータの技術的達成を評価したものであるというのが審査委員会の見解である。

4.2 多用途プロセッサ

50万ゲート規模の FPGA を実装した多用途プロセッサモジュールが完成し、 SPH 法等の計算機アルゴリズムを実装した。

4.3 GRAPE-6 の普及

**Figure 3:** (株)浜松メトリックスの製品版 GRAPE-6。
$\begin{figure}\begin{center} \leavevmode\epsfxsize =100mm\epsfbox{hamamatsu_grape_image.ps}\end{center}\end{figure}$

本プロジェクトで開発したプロセッサボード等の量産は、(株)浜松メトリックスが行った。この経験を生かして浜松メトリックスは GRAPE-6 を製品化し、国内外の研究機関に販売している。販売台数は 30 を超えており、世界の天文学研究に大きな貢献をしている。

4.4 GRAPE-6 の科学的成果

前節で述べたように GRAPE-6 は東大のみならず世界各国で利用され、天文学研究に大きな成果をあげている。ここでは、主に東大での成果について簡単に触れたい。

大きな成果の一つは、現実的な条件化での球状星団の進化の解明である。これは主に現在学振外国人特別研究員である Holger Baumgardt によってなされたものであるが、10万粒子程度を使って銀河の潮汐力や恒星進化の影響などの現実的な効果をとりいれた星団進化の計算を系統的に行い、球状星団の誕生から蒸発までの進化、特に寿命の初期条件への依存性を初めて体計算により求めることができた。

この他、銀河内での衛星銀河の軌道進化について新しい知見を得る、あるいは惑星の周りのリング系について、楕円リングが発生する新しいメカニズムを発見するなど、多彩な成果をあげつつある。

Jun Makino
平成15年1月31日