NECのSX-1とSX-2

NECは1983年4月に第2世代のスパコンである「SX-1」と「SX-2」を発表した。なお、SX-2が大阪大学に出荷されたのは1985年で、これがSX-1/2シリーズスパコンとしての最初の出荷である。

SX-2は4本のベクタパイプラインを持ち、各パイプラインは乗算と加算を連続して実行できる。ベクタパイプラインのクロックは6nsであり、ピーク演算性能は1.33GFlopsとなるが、公称では1.3GFlopsと言っている。SX-2の出荷は、S-810の出荷から2年程度遅く、そのため、より高密度、より高速のCML LSIを使うことができ、また、水冷で配線遅延を減らしたりしたことがSX-2の性能に効いている。

なお、SX-1はベクタパイプラインが2本、クロックは7nsで、ピーク演算性能は570MFlopsとなっていた。

  • SX-2

    図2.19 NECのSX-2スパコンの構成。6nsサイクルで動作する4本のベクタパイプラインを持ち、ピーク演算性能1300MFlopsと最速のスパコンであった (出典:NECのSX-1/SX-2の英文カタログ)

SX-1/2は1000gate、遅延時間250psのCML(Current Mode Logic)ロジックLSIと1Kbit、アクセス時間3.5nsのメモリLSIを使い、6nsのクロックサイクルを実現していた。

  • SX-2

    図2.20 SX-1/2に使用された1000gateのLSIのチップ写真 (出典:NECのSX-1/SX-2の英文カタログ)

富士通のVP100/200や日立のS-810/820は空冷のマシンであったが、高発熱のCML LSIを高密度に詰め込んだSX-1/2は空冷では冷やしきれないので水冷方式を採用し、水冷のコールドプレートで冷却を行っていた。

  • SX-2

    図2.21 SX-1/2の水冷コールドプレート

また、SX-1/2のパッケージは36個のLSIを10cm角の多層セラミック配線基板に搭載していた。

  • SX-2

    図2.22 SX-1/2の実装。100cm角の多層セラミック配線基板に36個のLSIを搭載する (出典:NECのSX-1/SX-2の英文カタログ)

日本の第2世代スパコンの性能をLivermoreループとLinpackで測定した結果をまとめたものがHockneyとJesshopeの共著のPARALLEL COMPUTERS 2(ISBN 0-85274-811-6)に掲載されている。

  • スパコン

    表2.4 この表は、HockneyとJesshopeの共著のPARALLEL COMPUTERS 2(ISBN 0-85274-811-6)に掲載されている表2.7を抜粋したもの。この表の数値はMFlops性能であり、数値が大きいほうが性能が高い。そして、数値の後に()で囲った数はベクタプロセサの数である。また、1つの性能項目の中に複数の数値が掛かれている欄があるが、これはそれぞれの測定値が発表されていることを示している

日本の第2世代スパコンの性能をまとめてみてわかるのは、例えばLinpackの結果をみても、実際に得られるFlops性能とピーク性能には大きな乖離がある。これはスパコンのマイクロアーキテクチャと問題の相性もあるが、ハードウェアが同じであってもプログラムの最適化によって、性能が大きく変わるからである。

なお、この結果は30年あまり昔のものであり、最近ではスパコンのLinpack性能は、ピーク演算性能の50%～90%程度の性能が得られるようになってきている。

(次回は7月19日の掲載予定です)