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計算統計学支援コンピュータシステムをHP XC4000 クラスタシステムへリプレース。高いコストパフォーマンスと短期稼動を実現

大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 統計数理研究所

導入事例

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最先端の統計理論・手法の研究開発を行う大学共同利用機関法人情報・システム研究機構統計数理研究所(以下、ISM)。「データに基づく合理的推論の仕組み」の研究を日本で唯一専門的に研究するISMでは常に最新の計算機環境が求められる。2006年、ISMはパッケージ化されたHPのHPC ソリューション(HP XC4000クラスタシステム)を採用し、優れたコストパフォーマンスと短期稼動を実現した。

事例キーワード

業種: 研究機関
ソリューション: HPC
製品: HP XC4000(HP ProLiantDL145 G2)クラスタシステム、HP SFS
ソフトウェア: XC システムソフトウェア Linux / LVS / LSF / SLURM / NAT / Kickstart / XC Config / SystemImager / Nagios / SuperMon / pdsh / MySQL / HP-MPI
最先端の統計理論・手法を研究開発
新計算統計学支援コンピュータシステムへの移行を検討
短期稼動を実現し最先端の研究活動をサポート
HP XC4000クラスタシステムの優れた性能を評価
PDF(271KB)
大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 統計数理研究所

日本で唯一の統計科学専門の研究所として最先端の統計理論・手法を研究開発

統計数理研究所 副所長 田村 義保 教授
統計数理研究所
副所長
田村 義保 教授
統計数理研究所は1944年に設立以来、日本で唯一の統計科学専門の研究所として、現代社会におけるデータ解析の要請に応えてきた。予測と知識発見、不確実性のモデリングとリスクの解析、データの設計と調査、計算推論、基礎数理、統計資源などに関する方法や理論の研究開発を推進している。中でも、実用性と汎用性の両方を兼ね備えた統計モデル選択のための規準「Akaike Information Criterion(AIC)」は、20世紀最後の偉大な成果と言われ統計モデルを用いるさまざまな分野で使われている。その功績により、AIC提唱者である統計数理研究所の赤池弘次名誉教授は、2006年の京都賞(稲盛財団)を受賞している。

最近は、基幹的研究組織、研究支援組織、戦略的研究組織のカテゴリに加えて、大学共同利用機関の特性を活かして研究所内外の研究者・実務家による生活に密着した最先端のプロジェクトを展開。その分野は、大気・海洋、津波から、生命科学、環境、医薬品、金融、宇宙空間にまで及ぶ。

例えば、予測発見戦略研究センターでは地震の震源地の解析など、リスク解析戦略研究センターでは金融リスクの定量的計測など、統計数理研究所が開発した統計手法がさまざまな分野で実用化されている。

こうした最先端の研究を支えているのが、2つのスーパーコンピュータシステムだ(統計科学スーパーコンピュータシステムと計算統計学支援コンピュータシステム)。ISM 副所長 田村義保教授は、コンピュータ活用について次のように話す。

「統計科学では大量の統計データを処理します。当研究所では1956年に商用パラメトロン第1号機を導入して以来、常に最新のコンピュータシステムを導入・活用してきました。今回、計算統計学支援コンピュータシステムとして導入したHP XC4000 クラスタシステムは、最新のコンピュータ環境に移行するための定期的なグレードアップでした」

処理速度、短期稼動、コスト面などから
新計算統計学支援コンピュータシステムへの移行を検討

統計数理研究所 統計科学技術センター センター長 中野 純司 教授
統計数理研究所
統計科学技術センター
センター長
中野 純司 教授
以前の計算統計学支援コンピュータシステムは共有メモリだった。そのためにタスクごとの計算結果をすぐに比較できない、CPU やディスクI/Oパフォーマンスが不足するという問題があり、研究者たちから不満の声が上がっていた。これらを踏まえ、2005年7月の入札・新システムの選定では、処理速度の速さ、コストパフォーマンスの高さを重視した。

「新システムへの移行に際しては、コスト、処理速度、短期稼動、使いやすいコンパイラがあるかどうかなどを検討しました。統計では膨大なデータを扱うので、CPU速度やディスクI/Oはより速いことが望まれますし、扱いやすいコンパイラがあることは利用者にとって大変魅力的です。また、使い勝手の面でそれぞれのユーザプログラムに最適なコンパイラを利用できるかどうかもポイントとなります」(田村教授)

5〜6社を比較検討した結果、8月には新HPCシステムとして、 HP XC4000クラスタシステムの採用が決定された。

「決め手はLustre に基づくHP StorageWorks Scalable File Share(HP SFS)をサポートしておりファイル入出力によるボトルネックを解消できる点や、XC クラスタやSFSがHPC向けに最適化されており、保守サポートがパッケージ化されている点でした。そして、コスト面ではクラスタ構成のHP XC4000が有利でした」(田村教授)

さらに、ISM科学技術センター センター長 中野純司教授は次のように続ける。

「HP XC4000 クラスタシステムは、CPU が64 ビットのAMD Opteronだった点も評価できました。ベンチマークテストを行ったところ、他社のシステムに比べて倍くらい速かったのです。 総合評価でHP XC4000クラスタシステムはトップ、ベンチマークもほぼ満点でした」

10月には旧システムからの移行を開始し、2006年1月にカットオーバーするという短期プロジェクトが実行された。

パッケージ化されたHPCソリューションによって
短期稼動を実現し最先端の研究活動をサポート

予定通り2006年1月にカットオーバー、4月から本格運用を開始したHP XC4000 クラスタシステムは、AMD Opteron CPU256個、640GBメモリ、128ノード構成で、全体の演算速度は1331.2GFLOPSを発揮する。最大で64CPU、256GBメモリのキュークラスを整備しているほか、コンパイラとしてIntel Compiler (C++/FORTRAN)、PGI Compiler (C++/FORTRAN)などがインストールされている。また、ストレージ管理にHP SFSサーバを活用することで、NFSで問題だったファイル入出力によるボトルネックも回避されている。さらに、HPCクラスタシステムの最適化と運用も含めたパッケージソリューションとなっていることが短期稼動を可能にした。

「苦労した点は空調くらいでしょうか。通常クラスタの作り込みは時間がかかりますが、HP XC4000クラスタシステムはOS、ミドルウェア、全体の最適化までパッケージ化されているので設置してすぐ稼働できる点がいい。その後のサポート体制もよく、担当SEもよくやってくれています」(田村教授)


HP XC4000クラスタシステムの優れた性能を評価
次期HPCシステムにも期待

HP XC4000クラスタシステムはスーパーコンピュータとして本格運用後の稼働率も高くなりつつあり、研究者の評価も高い。

「大学共同利用機関なので、HP XC4000クラスタシステムは研究所外部の先生もよく利用しています。24時間稼働で稼働率は平均2〜3割、5割を超えることもあります。ヘビーユーザが10〜20人くらいで、ジョブが入らないと文句を言われることもあるくらいです。導入して短期間にこれだけ使われていることに満足していますし、旧システムと比較しても優秀だと思います。 また、外国の研究者のネットワーク利用も許可しています。所員が出張に行っても使いたいのでネットワーク利用を禁止することができないこともあります。監視はしますが、できるだけ自由に利用してもらうのが原則です」(中野教授)

「次のシステム更新のときにも、HPにはもっと速く安いHPC システムを提供してくれることを期待しています」(田村教授)


目的

アプローチ

  • 計算統計学支援コンピュータシステムの短期稼動
  • 演算処理速度の向上
  • 24時間 × 365日の安定稼動
  • パッケージ化されたHPCソリューションの採用で短期稼動を目指す
  • 信頼性・可用性の高いHP XC4000(HP ProLiant DL145 G2)クラスタシステムを採用

システムの効果

ビジネスへの効果

  • システム運用負荷の軽減
  • 優れたコストパフォーマンスの実現
  • 128ノードによる処理速度の向上
  • 研究者の使いやすい計算機環境を整備
  • 研究効率の向上

機構概要

大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 統計数理研究所
所在地: 東京都港区南麻布4-6-7
研究所長: 北川 源四郎
URL: http://www.ism.ac.jp/ このリンクをクリックすると、HP社外へリンクします。

  本ページに記載されている情報は取材時におけるものであり、閲覧される時点で変更されている可能性があります。予めご了承下さい。  
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