2023 Fiscal Year Annual Research Report
Innovative Methods for Scientific Computing in the Exascale Era by Integrations of (Simulation+Data+Learning)
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19H05662
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
中島 研吾 東京大学, 情報基盤センター, 教授 (20376528)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
荻田 武史 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00339615)
岩下 武史 北海道大学, 情報基盤センター, 客員教授 (30324685)
片桐 孝洋 名古屋大学, 情報基盤センター, 教授 (40345434)
下川辺 隆史 東京大学, 情報基盤センター, 准教授 (40636049)
長尾 大道 東京大学, 地震研究所, 准教授 (80435833)
八代 尚 国立研究開発法人国立環境研究所, 地球システム領域, 主任研究員 (80451508)
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| Project Period (FY) |
2019-06-26 – 2024-03-31
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| Keywords | スーパーコンピューティング / 計算科学 / データ同化 / 機械学習 / 低精度・混合精度・変動精度演算 / ヘテロジニアスコンピューテイング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，「計算＋データ＋学習（S+D+L）」融合を実現する革新的ソフトウェア基盤「h3-Open-BDEC」を開発し，低精度・混合精度演算，機械学習とシミュレーションの融合等により，従来と比較して効率的に実シミュレーションを実現できることを示した。当初目標は「精度を保ちつつ従来の10倍の効率」であったが，結果的に2例ではあったが，「S+D+L」融合により100倍前後の効率を達成できた。「変動精度演算に基づく新計算原理」層は，低精度・混合精度演算の計算効率，安定性，消費電力性能評価を系統的に実施した先駆的事例であり，国際的にも高く評価されている。本研究で開発したh3-Open-SYS，h3-Open-UTILはヘテロジニアスな環境上で「S+D+L」融合を実現する世界でも初めてのソフトウェアであり，世界的も大変注目されている。講習会を積極的に開催し，学際大規模情報基盤共同利用・共同研究拠点（JCHPN）の共同研究課題においても，ゲリラ豪雨，核融合・海洋生態・材料科学などの各種シミュレーションにおいて「S+D+L」融合のために利用され，その数は年々増加している。h3-Open-BDECは，「S+D+L」融合実現によって新たな計算科学を開拓するツールとして国際的にも認知されており，その点においても当初目標は達成できた。各国の研究機関との協力も進み，特にドイツのJuelich Supercomputing Centre（JSC）とは，JSCが開発した大気・水環境，脳内血流等のマルチフィジックス連成コード群を，同じインタフェースでWisteria/BDEC-01で実行とする研究を共同で進めている。論文総数110（査読付：78，国際共著：15），学会発表243（招待講演：64，国際会議：118）となった。2023年11月には最終報告会をハイブリッドで実施し，欧米からも多数参加した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(98 results)
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[Journal Article] Parallelized Remapping Algorithms for km-scale Global Weather and Climate Simulations with Icosahedral Grid System2024
Author(s)
Kodama, C., Yashiro, H., Arakawa, T., Takasuka, D., Matsugishi, S., and Tomita, H.
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Journal Title
In Proceedings of the International Conference on High Performance Computing in Asia-Pacific Region (HPCAsia '24)
Volume: -
Pages: 35-46
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Integration of 3D simulation of long-period strong ground motion and real-time data assimilation on the Wisteria/BDEC-01 system with h3-Open-BDEC2023
Author(s)
Nakajima, K., Furumura, T., Tsuruoka, H., Yashiro, H., Sumimoto, S., Arakawa, T.
Organizer
HPC Workshop for Nuclear Explosion Monitoring 2023, CTBTO (Preparatory Commission for the Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization)
Int'l Joint Research / Invited
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