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SX-ACE

ベクトルスーパーコンピュータ

ハードウェアの特徴とテクノロジ

高い実効性能を備えたエコなオールインワンプロセッサ

SX-ACEは、世界トップクラスの性能を凝縮したCPUコアを搭載しています。
4つのCPUコアをはじめ、大容量のHPC専用設計キャッシュ、メモリ制御部、I/O制御部、ネットワーク通信制御部を1つのプロセッサLSIに搭載。
オールインワンプロセッサ化を実現することにより、高性能と使いやすさの両立に加え、消費電力を抑えるエコ運用を実現します。

高い実効性能を備えたエコなオールインワンプロセッサ

世界トップクラスのCPUコア性能とメモリ性能

SX-ACEでは、64GFLOPSという世界トップクラスのCPUコア性能により、HPCアプリケーションで並列度を増加させるとプログラミングが困難になり、次第に性能がスケールしなくなっていくという大きな課題を解決しています。
SX-ACEは、処理に必要となる並列度を低く抑えることができ、単に理論演算性能が高いだけではなく高レベルの実効性能を維持することで、業務の迅速かつスムーズな処理が可能です。
また、CPUコアあたり64GB/秒という、他のプロセッサの追随を許さない高いメモリバンド幅を実現することで、演算性能との最適化を実現しています。

世界トップクラスのCPUコア性能とメモリ性能

スケーラブルなHPCを実現するマルチノードシステム

プロセッサLSIは、ネットワーク通信制御部を内蔵していますのでノード間のデータ通信が高速に行え、並列処理において高性能かつスケーラブルな性能を発揮します。
各ノードは片方向最大8GB/秒で、ファットツリートポロジの専用開発ネットワークにより接続。
標準の2段ファットツリーネットワークの場合、512ノード、2048CPUコアによるマルチノードシステム構成が可能です。
これにより、131TFLOPSの大規模な共有・分散メモリシステムによる、拡張性に優れたHPC環境を構築できます。

スケーラブルなHPCを実現するマルチノードシステム

オールインワンのアーキテクチャを実現する最先端テクノロジ

SX-ACEのプロセッサは、豊富な実績のあるSXアーキテクチャを継承しつつ、プロセッサ内のメモリサブシステムの強化を図り、より高いメモリバンド幅を実現しています。
プロセッサLSIには28nm CMOSテクノロジ、及び11層銅配線など最先端テクノロジを採用し、20億超のトランジスタを集積化。これにより、プロセッサLSIあたり演算性能256GFLOPS、メモリバンド幅256GB/秒という驚異的な性能を達成し、メモリバンド幅の壁を打破しています。

また、電力効率の高い10Gbps-SerDesをはじめ、Multi-Vthトランジスタ、レジスタ単位及びCPUコア単位でのクロックゲーティング、チップ内各種センサを用いた電源電圧最適化制御など、最先端の低消費電力化技術を採用。
高性能で低消費電力のプロセッサを搭載し、電力効率の高いスーパーコンピューティングを実現します。

低消費電力と省スペースのハイコストパフォーマンスを追及

SX-ACEは、前機種と比較して同一性能時のLSI数を約1/100へと大幅に削減しました。
また、前機種と同等の性能を、1/10の消費電力と1/5の設置面積で実現。飛躍的な低消費電力化と省スペース化による、ハイコストパフォーマンスを追及しています。

低消費電力と省スペースのハイコストパフォーマンスを追求

強化されたベクトルユニット

ベクトルレジスタと論理演算、乗算、加算、除算/平方根演算、マスク演算、ロード/ストアの各パイプラインから構成される多重並列パイプライン方式を採用しています。
また、演算器間のダイレクトパスチェイニング、メモリレイテンシの短縮、命令追い越し実行の強化などにより、ショートベクトル性能やリストベクトル性能の強化を図っています。

HPC専用設計キャッシュとメモリサブシステム

CPUコア毎に大容量のHPC専用設計キャッシュを搭載し、HPC専用設計キャッシュでは同時に多数のベクトル要素データに対するアクセスを処理することができます。
また、HPC専用設計キャッシュと主記憶装置との間には、冗長な主記憶ロードアクセスを削減する機能と、複数のストア命令をマージすることで主記憶ストアアクセスを削減する機能を設け、主記憶アクセス効率を高めるメモリサブシステムを実現しています。

高メモリスループットを実現する主記憶装置

膨大なベクトル計算を効率的に処理するためには、メモリから演算器への高いデータ供給能力が重要であり、演算器の性能に応じたメモリ容量とデータ供給性能が要求されます。
SX-ACEでは、メモリ素子として実績のあるDDR3-DRAMを採用しつつ、規格上限に迫る2000MHzで動作させることでメモリ性能を最大限に引き出す主記憶装置を実現しました。
これにより、主記憶アクセスにおけるリード/ライト比によらず、常に高効率な主記憶データ供給を可能にしています。

高速な演算性能に見合った高いI/O性能

高性能で使いやすいスーパーコンピューティング環境を創造するには、高速な演算性能に見合った高いI/O性能が重要です。
SX-ACEは、プロセッサLSIあたり最大8GB/秒という総合I/O性能を実現しています。

高可用・高信頼アーキテクチャで安心の長期継続運用

SX-ACEは、オールインワンプロセッサ化と高集積設計により部品点数を大幅に削減することで、ハードウェアの信頼性を格段に向上させています。
また、メインフレーム開発で培われた豊富な技術やノウハウを投入し、安心して長期運用できる高信頼性と高可用性を実現しています。

プロセッサLSI回路部には、二重化などによる誤り検出機能を組み込み、メモリには誤り検出訂正符号(ECC)を採用。
また、ビルトイン診断機能(BID)を備え、すみやかな故障箇所の指摘や回復、再構築処理を実行します。
障害情報の自動収集はもちろん、サービスセンタへの自動通報やセンタからの遠隔保守により、迅速な故障診断と容易な予防保守が可能。システムの信頼性・可用性・保守性が飛躍的に向上し、業務運用の高い継続性をサポートします。

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