スーパーコンピュータとは?歴史から活用方法まで詳しく解説!【2021年】

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スーパーコンピュータとは、システムの中に多数のCPUプロセッサを搭載することで、膨大な計算量を要する科学技術計算や3DCG計算などを短時間で高速に処理するためのコンピュータです。最近では、新型コロナウイルスの変異株の影響を計算した結果、コロナ変異株は、短時間で感染するという結果が発表されたのも記憶にあたらしいのではないでしょうか?

今回は、そんな注目を集めるスーパーコンピュータについてどんなものなのか、私たちの生活にどのように使用されているのかなどをわかりやすく解説していきます。

スーパーコンピュータって?

スーパーコンピュータとは、略してスパコンとも呼ばれる通常のコンピュータよりも圧倒的な計算の速さを持つコンピュータのことをスーパーコンピュータといいます。スーパーコンピュータは、通常の家庭用パソコンと同様にどちらにも、CPUという計算を処理する装置が入っています。

ただし、スーパーコンピュータには通常のパソコンよりも多いCPUが入っている為、計算速度は、家庭用パソコンの数百倍から数十万倍もあります。

スーパーコンピュータの歴史は?

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世界で初めて製造されたスーパーコンピュータは、1964年から製造された、コントロール・データ・コーポレーションの汎用コンピュータ「CDC 6600」といわれています。その後、1976年には、アメリカのシーアールアイ社が、CDC 6600の10倍以上の計算速度をもつCrayクレイというスーパーコンピュータを作り注目をされました。

日本のスーパーコンピュータの歴史は、1981年、通商産業省(現:経済産業省)が「スーパーコンピュータプロジェクト」を開始したあたりから本格化されています。その後、80年代後半から90年前半に世界最高水準に達しましたが、1990年代の日本経済の低迷時代に入り、日本のスーパーコンピュータ低迷時代に入りましが、このような事情を奪回するために2005年、文部省が「次世代スーパーコンピュータプロジェクト」を開始。

2011年のランキングでは日本のスーパーコンピュータ「京」(稼働開始:2012年〜運用終了:2019年)が一位を獲得。また、2021年には、「富岳」が世界のランキング一位に選ばれています。

 

スーパーコンピュータはどこで使われているの?

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圧倒的な計算力を誇るスーパーコンピュータですが、私たちの生活の中でどんな場面で使われているのでしょうか?現在スーパーコンピュータが使われている場面や、今後使われていく場面は多様です。

  • 気候予測

計算量が、非常に多い気象予報。スーパーコンピュータが、気候変動予測をすることですばやく予測を出し、気候変動が被害を軽減することが期待されています。

  • 地震

地震発生時に、沖合での津波の波形や陸地での地殻変更の観測データを用いスーパーコンピュータを利用すれば、短時間で津波の浸水状況を予測するなど、地震被害のリスクを軽減させることが期待されます。

  • 医療

細胞・組織・臓器の部分的にしか再現できなかった動きを、緻密な計算でスーパーコンピュータによって再現することが可能となり、治療法の検討や薬の効果の評価などが可能になりました。また、薬の開発において、新薬候補の物質を選び出す期間が大幅に減り、低コストで安全性の高い新薬の開発が可能になります。

  • 交通

交通シミュレーションにより得られたデータ、自動車搭載センサー情報や天気・交通などのリアルタイム情報、過去の履歴情報などを統合し、渋滞や危険を避けた最適な移動ルートの高精度探索の有効性を検証する他、渋滞解消などの交通業の改善が可能になります。

また、自動車の自動運転もAIにスーパーコンピュータが作ったシミュレーションを学習させるということで、「データ科学とAI」を、組み合わせることもスーパーコンピュータの重要な役割になっています。

  • 社会の安全

環境汚染や災害、テロ活動をはじめとする社会の安全に影響が及ぶ過程をスーパ―コンピュータを使ってシミュレーションすることができ対策を対策を立てることがかのうになります。

  • 天体物理学

宇宙が始まった頃の様子を探るために、スーパーコンピュータを用いたシミュレーションを利用し、宇宙の構造進化の時間を初期の状態に近づけるという新しいプロジェクトがすでに始まっています。、スーパーコンピュータを利用することによって、観測に必要な時間を大幅に短縮することが期待されています。

  •    材料科学

計算能力と量子力学が必要な物質科学は、スーパーコンピュータの高度な計算能力を利用し原子レベルで新しい材料を構造できるようになっています。

まとめ

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私たちの生活の発展に無くてはならない存在になっているスーパーコンピュータ。スーパーコンピュータの発達がもたらす多くの利点を今後もさらに、私たちの生活の中で感じていけるようになるのではないでしょうか?

スーパーコンピュータの発展に注目していきたいと思います。

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