円盤の移動回数
Sn | = | Sn-1 + 1 + Sn-1 |
= | 2 ・ Sn-1 + 1 | |
= | 2 ・ (2 ・ Sn-2 + 1) + 1 | |
= | 2 ・ (2 ・ (2 ・ Sn-3 + 1) + 1) + 1 | |
= | 2 ・ (2 ・ (2 ・ (2 ・ Sn-4 + 1) + 1) + 1) + 1 | |
... | ||
= | 2n ・ S0 + 2n-1 + 2n-2 + 2n-3 + ... + 2 + 1 | |
Sn | = | 2n-1 + 2n-2 + 2n-3 + ... + 2 + 1 |
公比2の等比数列の和ですから、 2 ・ Sn - Sn を計算すれば、 + ... + を消去できます。
2 ・ Sn | = | 2n + 2n-1 + 2n-2 + 2n-3 + ... + 2 | Sn | = | 2n-1 + 2n-2 + 2n-3 + ... + 2 + 1 |
2 ・ Sn - Sn | = | 2n - 1 | Sn | = | 2n - 1 |
264 はどのぐらいの大きさか?
210 = 1024 ≒ 1000 = 103 という関係に注目しましょう。
264 | = | 260 X 24 |
= | (210)6 X 24 | |
≒ | (103)6 X 24 | |
= | 1018 X 24 | |
= | 16 X 1018 | |
= | 0.16 X 1020 |
となり、20桁であることが解ります。 円盤を1秒に1回動かすと64枚を動かし終わるのに、 0.16 X 1020 秒かかります。
1年を365日とすると、以下のように約3千万秒になります。
64枚動かし終わるのには、以下のように約5千億年かかります。
さて、スーパーコンピュータの速さがどれくらいかというと、 ...
達成した年 | 速度(FLOPS) | メーカ / 発注者 / 組み込まれたプロセッサ数 出典 |
---|---|---|
2005目標 | 1015 | IBM |
2004予測 | 360 x 1012 | IBM / エネルギー省 Blue Gene/L ピーク性能 |
2002 | 35.8 x 1012 | NEC / Earth Simulator / 5120 TOP500 List for June 2004 1位 |
2004 | 19.9 x 1012 | California Digital Corp. / Lawrence Livermore National Laboratory / 4096 TOP500 List for June 2004 2位 |
2002 | 13.8 x 1012 | Hewlett Packard / Los Alamos National Laboratory / 8192 TOP500 List for June 2004 3位 |
2002年11月の TOP500 SuperComputer で、47位までが、
テラFLOPS を超えています。
(ピーク性能では74位まで)
2004年6月では242位までが超えました。
このぐらい速いとハノイの塔も解けちゃいますね。BigInteger できちんと計算してみましょう。
プログラム BigBang.java
実行結果
10 FLOPS で1回分としても 60日もあれば解けてしまいます。
あ、FLOPS? 「ふろっぷす」と読みます。Floating Point Operations Per Second のことで、1秒間に浮動小数点演算を何回実行できるかという能力をあらわす数値です。 つまり、横浜市の海洋研究開発機構横浜研究所に設置された「地球シミュレータ」という コンピュータは、浮動小数点演算を1秒間に36兆回実行できるということです。
(注)2004年11月の 25th TOP500 では以下のようになりました。
順位 | 速度(FLOPS) | メーカ | 発注者 | コンピュータ名 / 組み込まれたプロセッサ数 |
---|---|---|---|---|
1 | 91.7 x 1012 | IBM | IBM/DOE | Blue Gene/L DD2 beta-system(0.7GHz PowerPC 440) / 32768 |
2 | 51.8 x 1012 | SGI | NASA/Ames Research Center | SGI Altix 1.5GHz, Voltair Infiniband / 10160 |
3 | 35.8 x 1012 | NEC | Earth Simulator Center | Earth Simulator / 5120 |
「地球シミュレータ」は2002年からまもってきた1位の座をを明け渡しました。
(その後) 2005年11月のTOP10 26th TOP500では 7位になりました。 順位1の処理速度は3年で1桁上がっています。 プロセッサ数を25倍にして処理速度を8倍弱にしています。
(その後のその後) 2007年6月のTOP500 では以下のようになっています。 順位1は2005年11月から変わっていません。
順位 | 速度(FLOPS) | メーカ | サイト | コンピュータ名 | プロセッサ数 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 280 x 1012 | IBM | DOE/NNSA/LLNL | BlueGene/L - eServer Blue Gene Solution | 131072 |
2 | 101.7 x 1012 | Cray Inc. | Oak Ridge National Laboratory | Jaguar - Cray XT4/XT3 | 23016 |
3 | 101.4 x 1012 | Cray Inc. | NNSA/Sandia National Laboratories | Red Storm - Sandia/ Cray Red Storm, Opteron 2.4 GHz dual core | 26544 |
14 | 48.8 x 1012 | NEC/Sun | GSIC Center, Tokyo Institute of Technology | TSUBAME Grid Cluster - Sun Fire x4600 Cluster, Opteron 2.4/2.6 GHz and ClearSpeed Accelerator, Infiniband | 11088 |
20 | 35.8 x 1012 | NEC | Earth Simulator Center | Earth Simulator | 5120 |
(その後 3) 2007年11月のTOP500 では 順位1はプロセッサ数を倍にしトップをまもりましたが、順位2以下が大きく入れ替わっています。
順位 | 速度 (tera FLOPS) | メーカ | サイト | コンピュータ名 | プロセッサ数 |
---|---|---|---|---|---|
1 | 478.2 | IBM | Department of Energy's/National Nuclear Security Administration/Lawrence Livermore National Laboratory U.S.A. | BlueGene/L - eServer Blue Gene Solution | 212992 |
2 | 167.3 | IBM | Forschungszentrum Juelich(FZJ) Germany | JUGENE - Blue Gene/P Solution | 65536 |
3 | 126.9 | SGI | SGI/New Mexico Computing Applications Center U.S.A. |
SGI Altix ICE 8200, Xeon quad core 3.0 GHz | 14336 |
4 | 117.9 | Hewlett-Packard | Computational Research Laboratories, TATA SONS India |
Cluster Platform 3000 BL460c, Xeon 53xx 3GHz, Infiniband | 14240 |
5 | 102.8 | Hewlett-Packard | Goverment Agency Sweden |
Cluster Platform 3000 BL460c, Xeon 53xx 2.66GHz, infiniband | 13728 |
6 | 102.2 | Cray Inc. | NNSA/Sandia National Laboratories U.S.A. |
Red Storm - Sandia/ Cray Red Storm, Opteron 2.4 GHz dual core | 26569 |
7 | 101.7 | Cray Inc. | Oak Ridge National Laboratory U.S.A. |
Jaguar - Cray XT4/XT3 | 23016 |
16 | 56.4 | NEC/Sun | GSIC Center, Tokyo Institute of Technology Japan |
TSUBAME Grid Cluster - Sun Fire x4600 Cluster, Opteron 2.4/2.6 GHz and ClearSpeed Accelerator, Infiniband | 11664 |
30 | 35.8 | NEC | Earth Simulator Center Japan |
Earth Simulator | 5120 |
建設費約600億円、年間維持費50億円強の「地球シミュレータ」は2008年度で破棄される見通しです。
5年間で、スーパコンピュータの速度は1桁上がり、同等の速度であればコストが1桁下がっています。(2007/11/13)
(その後 4) 2011年6月のTOP500 では 理化学研究所の京(けい)が1位になりました。同年11月の TOP500 では処理能力は向上しましたが上位の順位は変わっていません。
順位 | サイト ベンダ / 開発年 |
コンピュータ | コア数 | Rmax | Rpeak | Power |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 理化学研究所 富士通/2011 |
京 SPARC64 VIIIfx 2.0GHz Tofu interconnect |
705024 | 10510.00 | 11280.38 | 12659.9 |
2 | 国立スーパコンピューティングセンタ天津 NUDT/2011 |
天河一号A Xeon X5670 6C 2.93GHz NVIDIA 2050 |
186368 | 2566.00 | 4701.00 | 4040.0 |
3 | Oak Ridge National Laboratory Cray Inc./2009 |
Cray XT5-HE Opteron 6-core 2.6GHz |
224162 | 1759.00 | 2331.00 | 6950.0 |
4 | 国立スーパコンピューティングセンタ深圳 Dawning/2010 |
Dawing TC3600 Blade System Intel X5650 NVidia Tesla C2050 GPU |
120640 | 1271.00 | 2984.30 | 2580.0 |
5 | 東京工業大学 NEC HP/2010 |
TSUBAME 2.0 HP Cluster Xeon 6C X5670 Nvidia GPU |
73278 | 1192.00 | 2287.63 | 1398.6 |
Rmax (実測速度)、Rpeak(理論値)の単位は テラFlops、 Power の単位は KW