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2023 年度 研究成果報告書

(計算+データ+学習)融合によるエクサスケール時代の革新的シミュレーション手法

研究課題

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研究課題/領域番号 19H05662
研究種目

基盤研究(S)

配分区分補助金
審査区分 大区分J
研究機関東京大学

研究代表者

中島 研吾  東京大学, 情報基盤センター, 教授 (20376528)

研究分担者 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)
松葉 浩也  東京大学, 情報基盤センター, 客員研究員 (30444095)
研究期間 (年度) 2019-06-26 – 2024-03-31
キーワード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ィング
研究成果の概要

エクサスケール時代のスパコンの能力を最大限活用し,科学的発見を持続的に促進するために,「計算+データ+学習」融合による革新的シミュレーション手法を提案し,最小限の計算量・消費電力で融合シミュレーションを実現する研究開発,革新的ソフトウェア基盤「h3-Open-BDEC」実装を実施した。2021年度以降は,東大情報基盤センターのWisteria/BDEC-01を使用して,様々な分野における「計算+データ+学習」融合シミュレーションを推進し,精度を保ちつつ従来の100倍前後の効率で,車体周囲定常流,全球大気アンサンブルシミュレーションを実施することができた。研究成果は国際的にも高く評価されている。

自由記述の分野

計算科学

研究成果の学術的意義や社会的意義

スーパーコンピュータ(スパコン)は従来のシミュレーションの他,データ解析,機械学習・AI等様々な分野で使用されている。本研究では,「計算(シミュレーション)・データ・学習」融合による,新しい計算科学の開拓と,それにより安心・安全な人間中心の社会(Society 5.0)の構築を実現するためのソフトウェア開発を実施した。「計算・データ・学習」融合により,車体周囲定常流,全球大気アンサンブルシミュレーションが従来の100分の1の計算時間で実施可能となり,スパコンの新しい利用方法を開拓した。本研究の成果は量子コンピュータとスパコンの連携にも転用可能であり,量子コンピューティング普及に貢献する。

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公開日: 2025-01-30  

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