スーパーコンピュータとは？
大量の演算を超高速で処理する高性能計算機。気象予測・創薬・核融合シミュレーションなど膨大な計算が必要な科学技術計算に使われる
詳細解説
スーパーコンピュータ（Supercomputer）は、一般のコンピュータとは比較にならない極めて高い演算性能を持つ大型計算機で、科学技術計算・シミュレーション・AIの学習に活用されます。演算性能はFLOPS（Floating-Point Operations Per Second: 1秒間の浮動小数点演算回数）で測定され、2020年代のトップクラスは数百ペタFLOPS（10^15）から数エクサFLOPS（10^18）に達します。日本のスーパーコンピュータ「富岳（Fugaku）」は2020年・2021年のTOP500で世界1位を獲得し、ARM系プロセッサ「A64FX」を48万8,448コア搭載して415.5ペタFLOPSを達成しました。スーパーコンピュータの活用分野は気象予測（大気・海洋シミュレーションで台風進路を予測）・創薬（タンパク質折り畳みシミュレーション・COVID-19治療薬探索）・核融合・宇宙シミュレーション・地震予測・AIモデル学習（GPUクラスタによる大規模深層学習）・航空宇宙設計（流体解析）などです。スーパーコンピュータのアーキテクチャは大量のCPU・GPUノードを高速インターコネクト（InfiniBand等）で接続した大規模並列計算が基本です。TOP500リストは世界のスーパーコンピュータの性能ランキングを年2回発表しており、HPCの指標として広く参照されます。クラウドHPC（AWS・Azure・Google Cloudのスーパーコンピューティングサービス）により中小規模の組織でもHPCを利用しやすくなっています。ITパスポートでは「スーパーコンピュータの用途」「富岳の概要」「FLOPSの意味」「科学技術計算との関係」が出題されます。
ITパスポートでの出題ポイント
- 1FLOPS（1秒間の浮動小数点演算回数）で性能を測定
- 2富岳：2020〜2021年TOP500世界1位・ARM系A64FX・415.5ペタFLOPS
- 3気象予測・創薬・核融合・地震予測・AI学習などに活用
- 4大量のCPU/GPUノードを高速インターコネクトで接続した並列計算