『業務対応HPC』とは、これまで学術・科学分野の研究者が活用してきたスーパーコンピュータの機能を、このような複雑なシステムの運用につきものの悩みの種をなくし、コストも削減しながら、お客様に提供する手段です。サンのお客様が期待している可用性、信頼性、セキュリティをHPCアーキテクチャで提供するものです。

目指すのは、HPCをよりシンプルにし、手が届く価格にし、幅広い業種の企業が簡単に導入できるようにすることです。アーキテクチャは、1つのラックから、演算速度が非常に高い大規模なスーパーコンピュータまで拡張できます。

クラスタ全体を1つのシステムとして考えるアプローチをとっています。つまり、例えば個々のサーバや、使用ソフトウェアは、より大きなシステムのコンポーネントになります。HPCアーキテクチャの主なコンポーネントには、Sun x64サーバとストレージ、新しいSun InfiniBandスイッチ、Solaris 10オペレーティング・システム、そしてクラスタ全体の作業負荷を管理するためのSun Grid Engineが含まれます。

また、HPCクイック・スタート（HPC Quick Start）サービスを提供し、ソリューションを工場出荷時に構成し、すぐに稼働できる状態で出荷するので、HPC環境の稼働を開始するまでのコストと時間を最小限に抑えることができます。

ハイエンドのHPCシステムについては、業界標準では数か月かけて段階的に本稼働モードにしていきます。ミッドレンジでは、導入が完了するまで通常は数週間かかります。しかし、サンはこれらの平均よりも短い、記録的な短期間で業務対応HPCを導入しています。

ハイエンドでは、約1年前に1万人を超える学生が利用する大規模なクラスタを東京工業大学に導入しましたが、このときクラスタは1か月で本稼働を開始していました。ミッドレンジでは、ミシシッピ州立大学への導入で、サンはHPCの導入期間の記録を保持しています。配達のトラックが到着してから、512ノードのクラスタが稼働を開始するまでに2日もかかりませんでした。

結局、ビジネス・ニーズがHPCの必要性を決定します。複雑さが増す問題をモデル化し、解決することが、多くの企業で業務の一部になっています。興味深いのは、最近HPCに注目しているのが、通常思い浮かぶ自動車、エネルギー、製薬などの業種にとどまらないことです。

金融サービスや保険会社が、リスクや株式のポートフォリオの複雑な分析のためにHPCを採用するケースが増えています。エンターテインメント業界も、アニメ映画のレンダリング用にHPCに期待しています。そして、全ての業種の企業にとって、HPCはビジネス・プロセスを最適化できる、スケーラブルなプラットフォームとなるのです。

ビジネス・ニーズが確立したら、企業は、HPCがコスト、スケーラビリティ、管理のしやすさ、消費電力や設置スペースなどのデータセンターの条件をどのように満たしているかを確認する必要があります。

従来は、HPCの導入の前には高い壁が立ちはだかっていました。しかし、新しいHPCシステムによって、様々な業種の企業が、HPCに手が届くようになり、すぐに使い始めることができるようになりました。HPCで、企業は製品をより短期間で市場に投入できるので、他社の先を行くことができます。HPCは、急速に業務やデザイン・分析のプロセスに不可欠な存在になっています。HPCは、自動車製造業者における溶接ロボットと同じぐらい、企業の経営に重要なのです。

条件によって異なります。小規模な導入も可能ですし、物理的な限界を押し広げることもできます。現在、テキサス大学オースティン校のテキサス先端計算センター（TACC：Texas Advanced Computing Center）が、新しいSun Constellation Systemとサンの標準コンポーネントから構成されるクラスタを導入中です。このクラスタは処理能力が500テラフロップ（毎秒500兆の演算）を超えます。

企業のデータセンタには、TACCが使用しているサーバを1～2ラック、またはコンパクトな4UのスペースにSun Fire X4600 M2サーバと1/4Tバイトのメモリがおそらく適しています。どちらの環境も標準コンポーネントとオープン・インタフェースを基盤とし、小規模なラックから、ペタスケールのスーパーコンピュータのパフォーマンスまで拡張が可能です。

サンのお客様はスケーラビリティを期待していますが、HPCにも同じスケーラビリティを期待できます。HPCが、学術・研究分野というルーツを飛び出していることを理解することが重要です。このようなシステムに投資しているほとんどの企業は、高パフォーマンスと信頼性を低コストで実現したいと考えています。また、短期間で導入でき、他のITシステムと同じように保守も簡単であることを求めています。サンは、これらの分野において数十年の経験を持っています。

サンのx64ベースのシステムとブレード・システムは、エネルギー効率が非常に高く、温度を特定の範囲内に収めるためにCPU速度を犠牲にすることはないので、サンのお客様は速度とエネルギー効率の両方を手に入れることができます。また、当社のブレード・サーバは、他社のほとんどのラックマウント・システムと比較して、エネルギー効率が高くなっています。HPC環境用に、サンは1ラックあたり48ブレードの構成を提供しています。Sun Grid Engineによる作業負荷管理も使用して、使用率を98パーセントまで向上できます。

Sun Grid Engine 6.1ソフトウエアを使えば、作業負荷が複数のマシンやHPCグリッドに分散されるので、HPC管理の時間を短縮し、コストを削減できます。Grid Engineによって、必要な処理が、使用可能な演算リソースにバランスよく割り振られるので、マシンがアイドル状態や過負荷状態にならず、プロジェクトを迅速に実行できるのです。

構成可能性については、Sun Grid Engineでは、その分散リソース管理（DRM）によって、スクリプトをプラグインし、またユーザが動作を任意に変更できます。TACCがHPCインフラストラクチャの管理にSun Grid Engineを選んだのも、このDRMが理由の一つでした。また、ジョブの送信、監視、及び制御用のAPIは言語に依存しないので、開発者は、スーパーコンピューティングのグリッドと統合し、ほかのDRM APIとの間で移植可能なアプリケーションを作成できます。

多くの場合、組織は結局、演算処理能力が足りなくなるので、クラスタの拡大に伴って管理が難しさを増すのであれば、HPCをデータセンタに追加するのはほとんど意味がないのです。Grid Engineでは、マシン間に仮想的に線を引く1つのマスタ・ポリシーに従って全てのクラスタを管理できます。その結果、組織内でHPCへのニーズが拡大したときに、引き続き最も重要なプロジェクトを優先できます。

Sun Grid Engineは、他社製品に比べて、サポートとコストの面で格段の違いがあります。製品化された同等のオープン・ソース・ソフトウェアはなく、他社独自の製品は、Sun Grid Engineよりも機能が少ないのに価格は数倍です。Grid Engineはライセンスが多数のCPU単位になっていますが、他社独自の製品はコア単位で販売されています。

さらに、エンタープライズ・コンピューティングとユーティリティ・コンピューティングに必要なGrid Engineの一部の機能が、他社製品にはありません。これらの機能には、SQLデータベースでアカウンティング情報を確認できる機能や、また簡単なクエリでグリッド処理の概要を確認できる機能などがあります。

現在、学術・研究機関ではLinuxを使用するHPC環境を導入しているところが多いのですが、実は、業務環境の場合は、Solarisのほうが適しているのです。

Solarisは、スーパーコンピューティング環境でのノードの複雑さや応答時間を管理できるように設計されています。4プロセッサのブレードをサポートする必要があり、各プロセッサにコアが4つある場合、16のコアを全て管理する複雑さが増してしまうのです。

CPUを2つだけ考えればよかったときは、タスクを実行しているCPUに正しくメモリが割り当てられる可能性は50パーセントだったので、パフォーマンスは通常は良好でした。しかし、プロセッサとコアが複数ある場合、何が起こるか予測できません。Solarisはメモリ配置の最適化機能を備えており、適切なプロセッサで適切なジョブが処理されるので、HPCの効率が上がり、応答時間が短くなります。

いうまでもなく、Solarisには実績があります。ハイエンドのマルチプロセッサ・システムで長年にわたり実証された高いスケーラビリティが、このような新しいマルチコア・システムでも効果を発揮します。HPCでは、プロセッサへのデータ供給を継続し、オーバーヘッドを可能な限り抑えるため、帯域幅と浮動小数点演算の比率が重要です。例えば、Solarisは仮想メモリ機能を備えており、最大1Gバイトのページ・サイズをサポートしますが、Linuxのページ・サイズは8000バイトに限られています。

このため、Solarisのほうが、HPCアプリケーションに必要なデータ量を効率的に処理できます。TACCのような環境では、オペレーティング・システムでInfiniBandスイッチのファブリック・マネージャ、演算ノード、及びストレージが制御されます。Sun HPCアーキテクチャはLinuxを使用して運用することも簡単ですが、Solaris 10の高度な機能は全て無料です。

ぜひ、OpenSolaris.orgからSolarisをダウンロードしてその差を体感してみてください。

HPCストレージのユニークなオプションとして、サンの“データ・サーバ”があります。1Tバイトのディスクを装備したSun Fire X4500サーバでは、1つのラックで1/2ペタバイト近いストレージを実現できます。TACCでは、このサーバを使用して1.7ペタバイトのストレージを用意しようとしています。

この容量以上のストレージも可能です。ヨーロッパ原子核研究機構では、100台を超えるSun Fire X4500サーバを使用して2.5ペタバイトを超えるデータを保存しています。

多くの企業は、4Uラックでこのサーバ1、2台にそれぞれ24～48Tバイトのデータを保存できれば十分です。サンは、パフォーマンスが非常に高いクラスタ接続ストレージから、企業データやセキュア・テープ・アーカイブのソリューションまで、幅広いストレージ・ソリューションを提供しています。

ストレージのオペレーティング・システムとしてSolarisが大きな役割を果たすこともお伝えしなければなりません。このような大規模な環境では、ペタバイトまたはそれ以上のデータをストレージ・エリア・ネットワークに置くのは難しすぎるからです。例えば、TACCでは、ストレージを直接InfiniBandのネットワークに配置し、ストレージ・サーバを実行するプラットフォームとしてSolarisを使用できます。

現在、Top 500リストの上位を占める大規模なスーパーコンピュータの一部は、比較的低速のプロセッサを大量に使用して構築され、ノードあたりのメモリが少なく、それぞれ独自仕様の相互接続を使用しています。これに対して、Sun Constellation Systemでは、最速の業界標準プロセッサを使用し、ノードあたりのメモリ容量も業界最高レベルです。また、帯域幅が高く、応答時間が短い、業界標準の相互接続を使用しています。

したがって、サンは業界全体の投資をフルに活用し、コモディティ・コンポーネントのコスト曲線に乗ることができるのです。お客様にとっては、選択肢が増えることになります。サンは、Sun Constellation Systemによって、システム・レベルでイノベーションを市場にもたらしています。それは、設計点が完全なクラスタであり、1つのラック内で1テラフロップ以下から1ペタフロップ以上までの優れたスケーラビリティを重視した技術革命です。これは、互換性のある同じアーキテクチャ内で1000倍を超えるスケーラビリティにあたるのです。

ペタスケール・コンピューティングは、現在はほとんどの企業の情報システムにとって、最新トレンドとしてもてはやされていますが、今後数年のうちにはごく一般的な技術になるはずです。複雑さが増す問題をモデル化し、解決することが、多くの組織で業務の一部になっており、この勢いに衰えはまだ見られません。会社間の競争圧力によって、むしろこの傾向に拍車がかかるはずです。今後は、演算処理能力を増加できるスケーラブルなパスが、多くの企業にとって重要になると考えています。