第２章　ハイエンド･コンピューティング関連R&Dの動向

　ハイエンド･コンピューティング分野の連邦政府支援R&Dプログラムは、上述のようにHPCCの中のHECC（High End Computing and Computation）及びDOEのASCI（Accelerated Strategic Computing Initiative）が中心となる。HECCは、各連邦政府機関の独立したハイエンド･コンピューティングの研究開発計画を包含した形で進められており、独立性の高い大きな計画としては、NSFのPACI（Partnership for Advanced Computational Infrastructure）、NASAのHECC、DODのHPCMP（High Performance Computing Modernization Program）が挙げられる。このうちでも、PACIは98年度からHECCのインフラストラクチャーとして、HECCに組み込まれたものである。実際は、第4章で述べるように、ASCIも2000年度からはHECCに組み込まれることになるはずである。また、HPCMPは、HECCには正式には含まれていないが、HPCC/HECCとほぼ足並みをそろえて進められている。本章では、これらの計画について、やや詳細にその内容を見てみることにする。

１. HECC計画

(1)HECC計画

　HECCは、米国のハイエンド・コンピューティングの分野でのリーダーシップを維持することを目的に、物理、科学、生物学等の分野でのモデリングやシミュレーティングのアルゴリズムやソフトウェア、情報量の多い科学・技術分野のアプリケーション、あるいは、量子、生物、光など次世代のコンピューティング概念など、ソフト、ハード両面での研究を行っている。3～5年という短期的な目標としては、テラフロップス（1012 floating point operations per second）レベルでのコンピューティングのためのOS、言語とコンパイラ、プログラミング環境とライブラリ、デバッギングとパフォーマンス･ツール、科学的な映像化、データ管理等の研究を上げている。さらに10～15年という中長期的な目標としては、ペタフロップス（1015）レベルの速度とエクサバイト（1018）の記憶容量に必要な技術と、それらの技術を必要とするアプリケーションの開発を掲げている。
　99年度版のブルーブックでは、HECCの技術開発研究の推進対象を、システム･ソフトウェア技術、将来世代コンピューティングのための最先端研究、HECC技術の実際のアプリケーションへの取り込み、HECC研究のためのインフラの4分野として説明していた。2000年度版でも基本的には同じであるが、より研究テーマの実態に即して以下のように分類している。これら4分野に対応して98、99年度に実施されている主要な研究テーマと実施機関を挙げる。（ブルーブック参照（http://www.ccic.gov/pubs/blue00/））

(2)HECC計画のトピックス

　99年11月にポートランドで開催されたSC99の会場で、テラコンピュータ社のMTA（Multithreaded Architecture）コンピュータの話を聞くと、今やASCIのような超並列ではプロセッサとメモリー間のレイテンシー（データを読み出してくる待ち時間）などの限界があることは定説で、今後のハイエンドの主流がマルチ･スレディングに移ってくると言う。現にHECCでもHEMT（Hybrid Technology Multi-Threaded）計画が注目を集めていると聞き、HEMTの展示ブースでも話を聞いた。HEMT（http://htmt.jpl.nasa.gov）は、2005年頃までにペタフロップスのレベルを達成すべく、ASCIなどの超並列の対極に立つ方法、すなわち超電導プロセッサ（クロック速度が50～100GHz（一方の超並列機では2～3.5GHz程度））とマルチスレディングを組み合わせたアーキテクチャーを完成しようと言うもの。98、99年度と2年間で7百万ドルの予算でシステムの基本設計を行ってきたところで、この評価でOKが出たら、2000年度からプロトタイプの製作に入ると言う。推進グループの中心は、NASAのジェット推進研究所（Jet Propulsion Laboratory = JPL）であるが、予算は、現在NSA（National Security Agency）から出ていると言う。

　ところで、テラコンピュータ（http://www.tera.com/）のMTAマシンも、HECCのハイエンド･アーキテクチャー評価という研究項目に組み込まれている。もともと、98年4月にサンディエゴ･スーパーコンピュータ･センター（SDSC）に2プロセッサのものを納めて以来、99年2月に4プロセッサに、7月に8プロセッサにアップグレードしていた。さらに、99年11月には従来のスポンサーであったNSFとDARPAに代わって、NSAが250万ドルをかけて16プロセッサ化すると発表しており、マルチスレッドのアーキテクチャーへの期待が高いことがわかる。なお2000年3月に、テラコンピュータ社はクレイ社を買収し、名称をクレイ社とすると発表している。

　11月に、NASAを訪ねたところ、HECCの中でNASAが力を入れているIntelligent Synthesis Environment（ISE）計画について説明を受けた。この計画は、離れている研究者やエンジニアが、バーチャルに共同作業を行うことを可能にしようとするもので、ハイエンド･アプリケーションの研究に位置付けられており、NGIの成果に負うところも大きいが、ヒューマン･センタード･システム（HuCS）の各研究にも関係が深いという欲張りな計画のようである。予算としては、99年度に2千万ドル、2000年度に4千万ドルをISEの基礎的な研究に当てるが、NASAはシャトル／宇宙ステーション、再使用型ローンチ･ビークル、高度地球観測衛星、深宇宙探査機などの開発と言うミッションにもこれを活用するため、ミッション側からも大きな予算を当てていると言う。

　DARPAでは、DARPAの使命である、より長期的なターゲットを狙うと言う観点から、Quantum Computing、DNA Computing、Amorphous Computingなどの基礎的な研究を開始していると言う。一方では、湾岸戦争で米軍が直面した言語の相違によるコミュニケーションや偵察監視の技術問題に取り組むよう、国防総省や議会から圧力がかけられたため、DARPAの本来の先端性を喪失するような研究をやらなければならなくなっているともされ、例えば、Battlefield awareness（戦場で敵国言語の文字や音声から情報を理解できる形で抽出する技術、HuCSに分類）などに力を入れている。但し、全般的には、DARPAのHPCC研究費のうちの大きな部分は、現在、LSN/NGIに向けられている。