コンピュータアーキテクチャの話(403) 国産スーパーコンピュータの歴史 - 日本初のベクトル計算機「FACOM 230-75 APU」

日本のスーパーコンピュータ

コンピュータの性能が上がってくるにつれて、科学技術計算にコンピュータを利用するという動きが出てきた。大企業の経理処理だけでは、それほど大量の計算は必要ないが、物理現象のシミュレーションを行うと桁違いに大量の浮動小数点演算が必要になる。

このような状況で、Cray-1が登場したのであるが、わが国でも、Cray-1登場の翌年にはCray-1を追いかけて富士通の「FACOM 230-75 APU」というベクタコンピュータが登場している。その後もNWT、CP-PACS、地球シミュレータ、京コンピュータとTOP500の1位を獲得したスーパーコンピュータが開発されている。

これから数回にわたって、そうした日本のスーパーコンピュータたちを振り返っていきたいと思う。まずは、CRAYを追いかけて開発された日本のベクタスパコンを見て行こう。

日本初のベクトル計算機「FACOM 230-75 APU」

CrayがCray-1を出した翌年の1977年に、富士通はFACOM 230-75 APUというベクトル計算機を完成させ、航空宇宙技術研究所(National Aerospace Laboratory)で同年8月より運用が開始された。なお、航空宇宙技術研究所は飛行機の研究を行う研究所で、その後、宇宙科学研究所と統合され、現在は宇宙航空研究開発機構(JAXA)となっている。

富士通は、1970年にFACOM 230-75という超大型の汎用計算機を完成しており、このコンピュータの数値演算能力を大幅に引き上げるためのAPU(Array Processing Unit)を開発した。これは航空機の機体やエンジンの研究で、大規模な流体シミュレーションを必要とする航空宇宙技術研究所の要求に応える開発であった。

この開発を航空宇宙技術研究所側で主導したのは、三好甫(はじめ)氏で、富士通側で開発の指揮を取ったのは池田敏雄氏である。三好先生は、FACOM 230-75 APUに続き、その後、TOP500で1位となったNWT(Numerical Wind Tunnel:数値風洞)、地球シミュレータの開発でも主導的な役割を果たした日本スパコン界の偉人である。また、池田敏雄氏は、富士通の初期のコンピュータ開発を主導した天才である。

なお、Cray-1はそれだけでOSを実行できるコンピュータであったが、富士通はすでに大型の汎用コンピュータであるFACOM 230-75を持っていたので、それにベクタ演算機構を追加するAPUというアプローチをとった。なお、APUは富士通が最初ではなく、1965年にIBMが石油探査の計算を行うための2938 Array Processorという製品(稼働は1968～69年)を作っており、APUの歴史は富士通のF230-75 APUより10年程度遡る。また、UnivacやRaytheonなどもIBMとほぼ同時期にArray Processorを発表している。

2019年2月25日訂正:記事初出時、航空宇宙技術研究所の英語名称が異なっていたため修正させていただきました。また、IBMが石油探査の計算を行うための製品名を2983と表記しておりましたが、正しくは2938ですので、併せて修正を行い、UnivacやRaytheonのArray Processorについても追記させていただきました

汎用機をすでに持っていたのでそれにベクタ演算機構をつけるのがやり易いという事情は、日立、NECも同様で、FACOM 230-75 APUに続いて作られた日立のHITAC M-180 IAP(1978年)、NECのACOS System 1000/IAP(1982年28MFlops)なども汎用機にベクタ機構をアドオンする形式で作られた。