スーパーコンピュータ「京」がGraph500において7期連続で世界第１位を獲得ービッグデータの処理で重要となるグラフ解析で最高レベルの評価ー

2018 年 6 月 29 日


各位
株式会社フィックスターズ
代表取締役社長 三木 聡
(コード番号: 3687 東証一部)
問合せ先 取締役管理本部長 堀 美奈子
(電話番号：03-6420-0751)


スーパーコンピュータ「京」が Graph500 において 7 期連続で世界第１位を獲得
－ビッグデータの処理で重要となるグラフ解析で最高レベルの評価－



理化学研究所（理研）
、九州大学、東京工業大学、バルセロナ・スーパーコンピューティング・センター、富
士通株式会社、株式会社フィックスターズによる国際共同研究グループは、ビッグデータ処理（大規模グラフ
解析）に関するスーパーコンピュータの国際的な性能ランキングである Graph500 において、スーパーコンピ
ュータ「京（けい）」[1]による解析結果で、2017 年 11 月に続き 7 期連続（通算 8 期）で第 1 位を獲得しま
した。


このたび、ドイツのフランクフルトで開催中の HPC（ハイパフォーマンス・コンピューティング：高性能計
算技術）に関する国際会議「ISC2018」で 6 月 27 日（日本時間 6 月 27 日）に発表されました。


大規模グラフ解析の性能は、大規模かつ複雑なデータ処理が求められるビッグデータの解析において重要とな
るもので、
「京」は運用開始から 6 年以上が経過していますが、今回のランキング結果によって、現在でもビ
ッグデータ解析に関して世界トップクラスの極めて高い能力を有することが実証されました。本成果の広範な
普及のため、国際共同研究グループはプログラムのオープンソース化を行い、GitHub レポジトリより公開中
です。今後は大規模高性能グラフ処理のグローバルスタンダードを確立して行く予定です。


本研究の一部は、科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業 CREST「ポストペタスケール高性能計
算に資するシステムソフトウェア技術の創出（研究総括：佐藤三久）
」における研究課題「ポストペタスケー
ルシステムにおける超大規模グラフ最適化基盤（研究代表者：藤澤克樹、拠点代表者：鈴村豊太郎）」および
「ビッグデータ統合利活用のための次世代基盤技術の創出・体系化（研究総括：喜連川優）
」における研究課
題「EBD：次世代の年ヨッタバイト処理に向けたエクストリームビッグデータの基盤技術（研究代表者：松岡
聡）
」の一環として行われました。
1. Graph500 上位 10 位
このたび公開された Graph500 の上位 10 位は以下の通りです。http://graph500.org/


2. Graph500 とは
近年活発に行われるようになってきた実社会における複雑な現象の分析では、多くの場合、分析対象は大規
模なグラフ（節と枝によるデータ間の関連性を示したもの）として表現され、それに対するコンピュータによ
る高速な解析（グラフ解析）が必要とされています。例えば、インターネット上のソーシャルサービスなどで
は、「誰が誰とつながっているか」といった関連性のある大量のデータを解析するときにグラフ解析が使われ
ます。また、サイバーセキュリティや金融取引の安全性担保のような社会的課題に加えて、脳神経科学におけ
る神経機能の解析やタンパク質の相互作用分析などの科学分野においてもグラフ解析は用いられ、応用範囲が
大きく広がっています。こうしたグラフ解析の性能を競うのが、2010 年から開始されたスパコンランキング
「Graph500」です。
規則的な行列演算である連立一次方程式を解く計算速度（LINPACK[2]）でスーパーコンピュータを評価す
る TOP500[3] においては、「京」は 2011 年（6 月、11 月）に第 1 位、その後、2018 年 6 月 25 日に公表さ
れた最新のランキングでは第 16 位です。一方、Graph500 ではグラフの探索という複雑な計算を行う速度（1
秒間にグラフのたどった枝の数（TEPS[4]））で評価されており、計算速度だけでなく、アルゴリズムやプロ
グラムを含めた総合的な能力が求められます。
Graph500 の測定に使われたのは、
「京」が持つ 88,128 台のノード[5]の内の 82,944 台で、約 1 兆個の頂点
を持ち 16 兆個の枝から成るプロブレムスケール[6]の大規模グラフに対する幅優先探索問題を 0.45 秒で解くこ
とに成功しました。ベンチマークのスコアは 38,621GTEPS（ギガテップス）です。Graph500 第 1 位獲得は、
「京」が科学技術計算でよく使われる規則的な行列演算だけでなく、不規則な計算が大半を占めるグラフ解析
においても高い能力を有していることを実証したものであり、幅広い分野のアプリケーションに対応できる
「京」の汎用性の高さを示すものです。また、それと同時に、高いハードウェアの性能を最大限に活用できる
研究チームの高度なソフトウェア技術を示すものと言えます。「京」は、国際共同研究グループによる「ポス
トペタスケールシステムにおける超大規模グラフ最適化基盤」および「EBD：次世代の年ヨッタバイト処理に
向けたエクストリームビッグデータの基盤技術」 2 つの研究プロジェクトによってアルゴリズムおよびプロ
の
グラムの開発が行われ、2014 年 6 月に 17,977GTEPS の性能を達成し第 1 位、さらに「京」のシステム全体
を効率良く利用可能にするアルゴリズムの改良を行い、 倍近く性能を向上させ、
2 2015 年 7 月に 38,621GTEPS
を達成し第 1 位でした。そして今回のランキングでもこの記録により、世界第 1 位を 7 期連続（通算 8 期）で
獲得しました。
これまでの幅優先探索問題（BFS）[7]に加えて前回から最短路問題（SSSP）[8]に対する結果も公開されて
おり、今後はさらに別の問題への適用も予定されています。
3. 今後の展望
大規模グラフ解析においては、アルゴリズムおよびプログラムの開発・実装によって性能が飛躍的に向上す
る可能性を示しており、今後もさらなる性能向上を目指していきます。また、上記で述べた実社会の課題解決
および科学分野の基盤技術へ貢献すべく、スーパーコンピュータ上でさまざまな大規模グラフ解析アルゴリズ
ムおよびプログラムの研究開発を進めます。


4. 関連サイト
・Graph500 の詳細について（英語） http://graph500.org/
・理研計算科学研究センター http://www.r-ccs.riken.jp/
・大規模グラフ解析プログラムの GitHub レポジトリ https://github.com/suzumura/graph500/
補足説明
(＊1) スーパーコンピュータ｢京（けい）｣
文部科学省が推進する「革新的ハイパフォーマンス・コンピューティング・インフラ（HPCI）の構築」
プログラムの中核システムとして、理研と富士通が共同で開発を行い、2012 年に共用を開始した計算速
度 10 ペタフロップス級のスーパーコンピュータ。
「京（けい）
」は理研の登録商標で、10 ペタ（10 の 16
乗）を表す万進法の単位であるとともに、この漢字の本義が大きな門を表すことを踏まえ、「計算科学の
新たな門」という期待も込められている。


(＊2) LINPACK
米国のテネシー大学の J. Dongarra 博士によって開発された規則的な行列計算による連立一次方程式の解
法プログラムで、TOP500 リストを作成するために用いるベンチマーク・プログラム。ハードウェアのピ
ーク性能に近い性能を出しやすく、その計算は単純だが、応用範囲が広い。


(＊3) TOP500
TOP500 は、世界で最も高速なコンピュータシステムの上位 500 位までを定期的にランク付けし、評価
するプロジェクト。1993 年に発足し、スーパーコンピュータのリストを年 2 回発表している。


(＊4) TEPS (Traversed Edges Per Second)
Graph500 ベンチマークの実行速度を表すスコア。Graph500 ベンチマークでは与えられたグラフの頂点
とそれをつなぐ枝を処理する。Graph500 におけるコンピュータの速度は 1 秒間あたりに調べ上げた枝の
数として定義されている。TEPS は Traversed Edges Per Second の略。


(＊5) ノード
スーパーコンピュータにおけるオペレーティングシステム（OS）が動作できる最小の計算資源の単位。
「京」の場合は、一つの CPU（中央演算装置）、一つの ICC（インターコネクトコントローラ）、およ
び 16GB のメモリから構成される。


(＊6) プロブレムスケール
Graph500 ベンチマークが計算する問題の規模を表す数値。グラフの頂点数に関連した数値であり、プロ
ブレムスケール 40 の場合は 2 の 40 乗（約 1 兆）の数の頂点から構成されるグラフを処理することを意
味する。


(＊7) 幅優先探索問題（BFS）
最短路問題と同じく、グラフ上で指定された二つの頂点間の距離が最小となる経路を求める問題。グラ
フの各枝の重みが等しい場合を想定しており、主にインターネット上のソーシャルデータや金融データ
などの解析に用いられる。


(＊8) 最短路問題（SSSP）
幅優先探索問題と同じく、グラフ上で指定された二つの頂点間の距離が最小となる経路を求める問題。
グラフの各枝の重みが異なる場合を想定しており、主に道路あるいは鉄道などの交通データ上での経路
案内などに用いられる。
機関窓口・問い合わせ先
＜問い合わせ先＞ ※発表内容については下記にお問い合わせ下さい
理化学研究所 計算科学研究推進室
広報グループ 岡田 昭彦
TEL：078-940-5625 FAX：078-304-4964
E-mail：r-ccs-koho@ml.riken.jp


＜機関窓口＞
理化学研究所 広報室 報道担当
TEL：048-467-9272 FAX：048-462-4715
E-mail：ex-press@riken.jp


国立大学法人九州大学 広報室
TEL：092-802-2130 FAX: 092-802-2139
E-mail：koho@jimu.kyushu-u.ac.jp


国立大学法人東京工業大学 広報・社会連携本部 広報・地域連携部門
TEL：03-5734-2975 FAX：03-5734-3661
E-mail：media@jim.titech.ac.jp


富士通株式会社 富士通コンタクトライン（総合窓口）
TEL：0120-933-200
受付時間：9 時～17 時 30 分（土曜日・日曜日・祝日・当社指定の休業日を除く）


株式会社フィックスターズ マーケティング担当
TEL：03-6420-0758
E-mail：press@fixstars.com


科学技術振興機構 広報課
TEL：03-5214-8404 FAX：03-5214-8432
E-mail：jstkoho@jst.go.jp


＜JST 事業に関すること＞
科学技術振興機構 戦略研究推進部
松尾 浩司（マツオ コウジ）
TEL：03-3512-3525 FAX：03-3222-2063
E-mail：crest@jst.go.jp