【レポート】ネット上に巨大な研究環境を実現させる「ITBL計画」(1)

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2003/02/18

ITBL計画の概要

「ITBL計画」という言葉をご存じだろうか。ITBLとは、"IT-Based Laboratory"の頭文字をとったもので、このプロジェクトでは、日本国内の研究機関のスーパーコンピュータ、データベースなどを高速回線で接続し、より複雑で高度なシミュレーションや、地理的制約を受けない共同研究が可能な「仮想研究環境」の構築を目的とする。平成13年度に6つの機関--物質・材料研究機構、防災科学技術研究所、航空宇宙技術研究所(航技研)、理化学研究所(理研)、日本原子力研究所(原研)、科学技術振興事業団--により開始され、将来的には国内100台以上のスパコンを接続するという。

計算機を多数ネットワーク接続するというと、最近では「グリッド・コンピューティング」を思い浮かべるだろうが、計算リソースを共有し、有効活用するという一面においてはグリッドとITBLは同じだ。しかし競合する立場にあるわけではなく、ITBLの場合、あくまで前述のネット上の研究環境の実現を目標としており、そのための"手段"には固執しない。必要な技術は開発し、グリッドベースの技術も使えるものはどんどん利用する、というスタンスをとっている。

日本科学未来館において17日、「第3回 ITBLシンポジウム -仮想研究所の実現に向けて-」が開催され、ITBL計画の進捗状況、基盤ソフトウェア、アプリケーションなどについて報告された。ここでは、その概要をお伝えしたい。

○ITBL計画の現状

ITBL委員会の委員長も務める日本原子力研究所福田正大氏より、ITBL計画の進捗状況に関する説明があった。これまでの活動経緯を簡単に紹介すると、まず計画の本格着手が平成13年4月。そして第1回目のITBLシンポジウムが同年11月に開催され、翌14年3月には、基盤ソフトのα版が完成した。その後機能検証などを行っており、原研の関西研究所にITBL棟も完成、ITBL用スパコン(富士通PRIMEPOWER)の運用も開始となった。この計算機は128CPU×4ノード、ピーク性能は1.2TFLOPSというパフォーマンスを持っており、ITBL計画の関西における拠点ともいえる。

現在まで、実際に高速ネットワークを利用した実験も行われており、理研(和光)の計算機で計算した結果をITBL VPNを経由し、原研関西研究所の計算機で可視化するといったことや、航技研(調布)と理研(和光)のPCクラスタを「スーパーSINET」で接続するなどの実験を実施、通信速度の測定などを行った。

基盤ソフトα版や、ITBLポータルサイトのテスト公開により、すでに異機種の計算機を複数連携した計算の実行や、データの共有、ポータルサイトに登録されているアプリの試用などが可能となっている。また、ITBLの規模は、現在までに原研の4サイト(那珂、東海、東京、関西)が既に接続済みで、理研(和光)、航技研(調布)の2サイトが接続実験中、今後は、東北大、北陸先端大学院大などが接続の検討を進めているということだ。

○基盤ソフトについて

ITBLの根幹となる、ITBL基盤ソフトについて、日本原子力研究所計算科学技術推進センターの樋口健二氏より説明された。氏はまず設計方針について述べ、(1)基本ツールからアプリケーションまでのグリッドレイヤーをカバー、(2)容易に利用できるGUI、(3)各サイトのセキュリティポリシーとの整合性、(4)アプリのニーズに合わせて機能を追加、(5)アプリ構築が容易--などの点を考慮したという。

ITBLサーバ

その基盤ソフトの仕組みだが、その前にまずITBLの構造を先に説明する必要があるだろう。ITBLでは、システムを構成する基本単位に"サイト"と呼ばれるものがあり、これにはITBLサーバと、複数の実行計算機が含まれる。ITBLサーバには、(1)利用者の認証などを行うフロントサーバ、(2)フロントサーバと実行用計算機の仲介をする中継サーバ、(3)ITBLシステムの管理データなどを保持するデータサーバ--の3種類があり、それぞれを別個のマシンとして設置する。

ITBLを利用するには、一般のWebブラウザを使って、ITBLサイトにアクセスする。計算ジョブの実行はもちろん、ブラウザ上からファイル操作・リソース情報の表示なども可能となっているが、セキュリティを考慮し、利用にはブラウザに証明書を組み込む必要がある。ジョブの実行に際しては、プログラムや入出力ファイルの関連づけをグラフィカルに行うことができる「TME」などの機能もこの基盤ソフトにより提供されるほか、可視化機能についても、リアルタイム可視化機能をもつ「PATRAS Controller」、AVS/Expressを拡張した「AVS Function」などのツールが用意されている。

(大塚実)