京都の地球科学(二一六)    2012年4月号

   京コンピュータによる計算科学
                       尾池和夫

 スーパーコンピュータが世界一の性能を持つことになって、これから起こる南海トラフ
の巨大地震の予測が、かなり高い精度で可能となる具体的な道筋が見えてきた。そのため
に活躍するスーパーコンピュータは二つある。一つはJAMSTEC(海洋研究開発機構)
で稼働している「地球シミュレータ」であり、もう一つが「祝世界一」という垂れ幕のあ
る「京コンピュータ」である。
 二〇一二年完成に向けて作業が行われている「京(けい)」は、英語名を「K computer」
という。文部科学省を中心に開発が進められている次世代スーパーコンピュータシステム
の愛称である。理化学研究所次世代スーパーコンピュータ開発実施本部が開発主体となっ
ており、総事業費約一一二〇億円を投じて富士通から購入した。完成すると理論演算性能
一〇ペタフロップス、すなわち演算速度が毎秒一京回の性能が予定されている。京は一兆
の一万倍を指す単位である。
 この「京」が世界一になったのは、二〇一一年六月のTOP五〇〇リストで、中国の
「天河1A」(現在二位)に対して三倍以上の性能となることが確認されたときである。
これは、かつて日本が世界一の座を譲り渡した二〇〇四年一一月以来のことであった。そ
の二〇〇四年一一月まで世界の一位を占めていたのが、初代の「地球シミュレータ」であっ
た。
 さらに「京」は、消費電力の面で優れた性能を示した。二〇一一年六月、GREEN
五〇〇リストで世界トップレベルの六位を獲得した。他の上位システムのほとんどはGPU
を利用しているので、「京」は汎用CPUのみで構成されるものとして、極めて消費電力
が低いシステムとなった。ここではこれ以上コンピュータの解説をするのが目的ではなく、
巨大地震の予測に世界一のスーパーコンピュータは役立つということが、ここでの焦点で
ある。このスーパーコンピュータの設置場所の選定に関しては、強震動による震災という
観点からら世界一安全な場所が神戸だという意見を述べた。

  神戸美し除夜の汽笛の鳴り交ふとき   後藤比奈夫

 ポートライナーで神戸空港の一つ手前の駅が「京コンピュータ前」という駅である。
二〇一一年七月一日に、旧称の「ポートアイランド南駅」から改称された駅名である。延
べ床面積一〇五〇〇平方メートルの計算機棟をはじめとする大きな施設の前の駅である。
「京」の完成に向けて今さまざまの計算科学の課題を進める準備が行われている。その一
つである「地震津波課題ワークショップー東北地方太平洋沖地震を踏まえて」が、二〇一
二年二月二七日に開催された。社会で今、もっとも関心のある課題の一つであるという認
識のもとに、一五〇名ほどの関係者たちが集まって議論が行われた。
 この課題では、野外実験では不可能である大規模な自然災害の研究を、シミュレーショ
ンによって行う。そして、大規模なシミュレーションによる地球変動の予測を行う。すで
に実績を上げている「地球シミュレータ」との連携で、「京」を効果的に活用することが
期待できる。
 昔、私が地震学を始めた頃には、丸善の対数表と計算尺で計算をしていたのであるから、
それから五〇年ほどの計算科学の進展の歴史には目を見張る思いである。

  初雪や父に計算尺と灯と         山西雅子

 ワークショップでは、最初に海洋研究開発機構の地震津波・防災研究プロジェクトのリ
ーダである金田義行さんが、大津波の実体やシミュレーションのスライドを見せながら、
研究の意義を説明した。大津波だけではなく、地盤の液状化や建物の被害、津波火災など、
複合的な災害の様子を振り返りながら、その実態を究明するために基礎的な研究を進める
ことの意味をくわしく熱心に報告した。
 スーパーコンピュータによるシミュレーションでは、巨大な規模の現象を実験で再現す
るために模型を作って実験するということは不可能であるから、模型の代わりに計算科学
で大きな模型を再現しながら、その挙動の実体を解明する。自然災害の研究では、このよ
うな手法が真に威力を発揮するのである。
 計算科学で分析するときには、もちろん実際の現象を精度良くとらえたデータが必要で
あるが、二〇一一年、日本列島に起こったマグニチュード九・〇の巨大地震では、観測デー
タが日本の優れた観測網で得られたことが大きな意味を持つ。JAMSTECでは、一方
で観測網をさらに充実させながら、そこから得られるデータを活かしつつ、京コンピュー
タによるシミュレーションで、これからの地震活動予測に挑戦することになる。
 まず、二〇一一年の女川の津波をモデルケースとして、そこで得られたGPS波浪計の
データと、津波の到達記録や被害の調査結果などをもとにして、津波のシミュレーション
から女川の被害の実態を再現するという課題に取り組む。女川での貴重な体験をもとにし
て、これからの減災対策に具体的な予測をしながら、精度の高い情報を提供していこうと
いう意図が説明された。
 二〇一一年の巨大地震のデータだけではなく、八〇〇年代の貞観の地震活動期の史料を
分析しておいて、それもシミュレーションに活用していく計画もあり、日本列島に繰り返
し起こったと思われる大規模な地震活動期の実体がくわしく究明されることが期待される。




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