専修大学情報科学センターのパソコンを 使ったグリッドコンピューティング ― ＳＰＡＣＥ計画 － 森正夫 1 、水崎高浩 1 、内藤豊昭 2 、中村友保 2 及び 専修大学情報科学センター 及び 専修大学情報科学センター 1 専修大学 法学部／自然科学研究所 1 専修大学 法学部／自然科学研究所 2 専修大学.

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1 専修大学情報科学センターのパソコンを 使ったグリッドコンピューティング ― ＳＰＡＣＥ計画 － 森正夫 1 、水崎高浩 1 、内藤豊昭 2 、中村友保 2 及び 専修大学情報科学センター 及び 専修大学情報科学センター 1 専修大学 法学部／自然科学研究所 1 専修大学 法学部／自然科学研究所 2 専修大学 ネットワーク情報学部／自然科学研究所 2 専修大学 ネットワーク情報学部／自然科学研究所 2004 年 3 月 22 日 日本天文学会 名古屋大学

2 並列計算機で探る物質循環過程 ビッグバン ↓ 原始ガス ↓ 星間ガス ↑ ↓ 超新星爆発 星形成重元素生成 ↑ ↓ 大質量星 （太陽の８倍以上） “ 銀河 ” と呼ばれる グローバルシステムでの 物質循環過程を解明する ©newton press

3 “SPACE” 計画 SPACE とは、 SPACE Senshu PersonAl － computer Cluster Environment パソコンをネットワーク接続した並列計算機を構築し、専修大学で の研究教育に活用するプロジェクト。 パソコンをネットワーク接続した並列計算機を構築し、専修大学で の研究教育に活用するプロジェクト。 平成１ 4 年度 SPACE 初号機： 平成１ 4 年度 SPACE 初号機： 専修大学情報科学センターの教育用パソコンにより大規模並列計算シス テム用のテストシステムの構築。 専修大学情報科学センターの教育用パソコンにより大規模並列計算シス テム用のテストシステムの構築。 平成１５年度 SPACE 2 号機： 平成１５年度 SPACE 2 号機： 日本私立学校振興・共済事業団学術振興資金により、 PC クラスター （パソコン３２ CPU 規模の並列計算機）を導入し、銀河の物質循環過程 を調べる。 日本私立学校振興・共済事業団学術振興資金により、 PC クラスター （パソコン３２ CPU 規模の並列計算機）を導入し、銀河の物質循環過程 を調べる。 平成１６年度以降 SPACE 3 号機： 平成１６年度以降 SPACE 3 号機： 専修大学情報科学センターの教育用パソコンをネットワーク接続し、５ １２ CPU 規模の大規模並列計算機を構築。また、２号機、３号機を高速 回線で接続したグリッドコンピューティングにより、宇宙全体の物質循 環過程を明らかにする。 専修大学情報科学センターの教育用パソコンをネットワーク接続し、５ １２ CPU 規模の大規模並列計算機を構築。また、２号機、３号機を高速 回線で接続したグリッドコンピューティングにより、宇宙全体の物質循 環過程を明らかにする。

4 SPACE 初号機の概要 平成１４年度 平成１４年度 SPACE 初号機：稼動中 SPACE 初号機：稼動中 Pentium III Pentium III 800MHz x 16 800MHz x 16 SDARAM 512 MB SDARAM 512 MB HDD 40 GB HDD 40 GB システム開発室 --- Gigabit Ethernet --- 共同実習室 D 専修大学情報科学センター 各スレーブ間は 100 M イーサネット

5 SPACE 初号機によるテスト計算 表：１ステップあたりの計算時間（秒） 1 CPU 2 CPU 4 CPU 8 CPU 16 CPU 64 3 格子点 2.94251.49720.82580.46050.2783 128 3 格子点 23.86311.9676.28393.32431.8185 512 3 約 2 分 並列化率 ： プログラムの並列化の割合 並列化効率 ： 3 次元理想流体 衝撃波管問題

6 SPACE 2 号機のスペック 日本私立学校振興・共済事業団学術振興資金 ＨＩＴ社製 PC クラスター（３２ CPU ） ＨＩＴ社製 PC クラスター（３２ CPU ） CPU: Pentium4 2.8 GHz x 32 、 MEM: 1GB/PE HDD: 80GB/PE 、 Network: Gigabit ethernet OS: RedHat 8.0 、コンパイラー： intel fortran c++ 3 次元理想流体 衝撃波管問題

7 SPACE 3 号機の計画 平成 16 年度、専修大学情報科学センターの計算機リプレースにあたり、教 育用パソコンのハードウエア資源の有効活用として、 SPACE 計画が採択。 休日・夜間に使用されていないＰＣを利用し、約 600 台のＰＣクラスター を構築して研究用グリッドコンピューティングシステムを実現する。 64 台は Gigabit Ethernet で高速ネットワーク接続し、並列計算時のＰＣ間 のデータ通信を高速に行う。 512 台は通常のネットワーク接続され、大規模 PC クラスターを構成する。

8 SPACE 3 号機の構成 CPU ： Pentium4 2.8 GHz 、 MEM ： 512 MB Network ：クライアント A Gigabit 、クライアント B 100Base-TX OS ： RedHat 7.3 (PC クラスター：夜 ), Windows XP( 教育用：昼 ) クライアント B はディスクレスでクライアント A がそのブートサーバー Cluster software ： SCORE 5.4 平成 16 年度導入予定 研究教育用 PC(64 台 ) 教育用 PC(512 台 ) 1 号機 2 号機 平成 15 年度導入 並列計算機 情報科学センター自然科学教育研究室 光ファイバー ギガビットイーサーネット 光ファイバー クライアント A クライアント B

9 最後に 専修大学情報科学センターにある学生教育用パソコンを 使って PC クラスターを構築し、そのパフォーマンスを調 べた。 Pentium III ＋ 100Base でも、小規模な流体計算 ならば可能であるし、データの可視化の用途などにも使 用できる。 専修大学情報科学センターにある学生教育用パソコンを 使って PC クラスターを構築し、そのパフォーマンスを調 べた。 Pentium III ＋ 100Base でも、小規模な流体計算 ならば可能であるし、データの可視化の用途などにも使 用できる。 平成１６年度以降パワーアップされた新教育 PC システム により、高速ネットワーク接続の PC では大規模流体計算 が可能となる。また、通常のネットワーク接続の PC では モンテカルロ法を用いた輻射輸送の計算や、広範囲のパ ラメーターサーベイが必要な問題を扱うことができる。 平成１６年度以降パワーアップされた新教育 PC システム により、高速ネットワーク接続の PC では大規模流体計算 が可能となる。また、通常のネットワーク接続の PC では モンテカルロ法を用いた輻射輸送の計算や、広範囲のパ ラメーターサーベイが必要な問題を扱うことができる。 このシステムを銀河の化学力学進化の研究に応用し、宇 宙における物質循環過程を解明していく計画である。 このシステムを銀河の化学力学進化の研究に応用し、宇 宙における物質循環過程を解明していく計画である。