GPU|株式会社ハイレゾ

GPU MAKES SMILE

AI・ディープラーニング(深層学習)や8K放送に備えた高解像度画像のリニアレンダリング、自動運転のシミュレーションや流体力学の演算など、デジタル新時代に欠かせないコア・ソリューション。それが「GPU Server(ジーピーユーサーバー)」です。株式会社ハイレゾはGPU専用データセンターをサーバーから自社で開発し、保有・運用しています。
その設立数と稼働実績は2020年4月現在で日本一の実績です。

2019年、私たちは今まで培ってきたノウハウを石川県志賀町に集結し、自社開発、自社運用の大規模な「志賀町第一GPUデータセンター」を設立しました。GPUクラウドサービス「HIGHRESO GPU ADVANCE」をはじめ、「北陸先端科学技術大学院大学(JAIST)」との共同研究など、ハイスペックな環境を民間企業のみならずさまざまな学術研究機関へ低価格で提供しています。すべては、クリエイティブとテクノロジーで「その技術を誰よりも必要としている人」の笑顔を増やすために。株式会社ハイレゾのGPU事業をご紹介します。

GPUが描く未来

パソコンやサーバーには、頭脳にあたるCPU(Central Processing Unit)が搭載されており、司令塔的な役割を担います。一方でGPUは「Graphics Processing Unit」の略で、工場のように大量の処理を行うことが可能で、グラフィックの画像描写などを得意とします。

膨大な計算処理を必要とする3Dグラフィックスなどの用途に適したGPUですが、その高い演算性能を活かして開発された「GPUサーバー」が近年注目を集めています。

CPUサーバーGPUサーバーの違い

パソコンやサーバーが機能するために必要な「計算処理を行う」のがCPUやGPUですが、それぞれに特性があります。パソコンにおいてCPUが頭脳的な役割を担うと表現されるのは、HDDやメモリ、OS、プログラムなどを含むコンピューターから送られる情報をまとめて処理することを得意としているから。こうした複雑な処理を得意とするCPUを複数枚保有する「CPUサーバー」を大量に連結させたものが、これまでのスーパーコンピューターでした。これに対して、画像を出力する際の座標の計算を行うなど、単純な計算を大量に、同時に行うことを得意とするGPUを連結したのが「GPUサーバー」。そのため、AI・ディープラーニング(深層学習)や高解像度グラフィクスのレンダリングなどにおいて、CPUサーバーよりも早く計算できるコンピューターとして注目を集めています。

仕事を順番に処理
逐次的な処理を行うため、次処理の予測などで高速化。
コアが複雑化。
並列処理に特化
同一処理を一度に行うため、コアを簡略化可能。
大量のコアを搭載可能。

GPU市場が日本で拡大しない理由

あらゆるサービスに計算が必要とされる現代において、GPUサーバーは貴重な「計算資源」となるわけですが、現在の日本は世界に後れを取っているのが現状です。

その理由は以下のようなものが考えられます。

  • AMD社の汎用GPUを組み立てて性能を出すには高い技術力と経験が必要
  • 大量のGPUサーバーを稼働させるデータセンターの設立や運用経験が乏しい
  • NVIDIA社のライセンス製品のGPUサーバーは高額で導入障壁が高い
  • 地震などによる災害リスクが高い
  • 大量の熱を発するGPUサーバーを安定的に稼働させるノウハウがない

こうした課題を解決できれば、日本でも大規模な「GPUデータセンター」を確立することができるだけでなく、安心で高性能な「Made in JAPANの計算資源」を世界中に提供することが可能になると考えています。

ハイレゾのGPUはなぜAMDなのか

現在のGPUサーバー市場ではNVIDIA社が多く利用されています。
その背景には、GPUの計算能力を汎用的に使うためのプラットフォーム「CUDA (クーダ/Compute Unified Device Architecture)」の開発があります。これによって、多くのプログラマーにとって使いやすい「C言語」というプログラミング言語をカスタマイズすることでGPUの計算能力を活かすことができるようになりました。Googleが開発したAI・ディープラーニング用のフレームワーク「TensorFlow」などもCUDAをベースに開発されています。

一方で、NVIDIA社のGPUサーバーは独自のライセンス環境の構築による高額な費用によって「導入障壁が高い」というのが現状です。そこで、ライセンス制限の少ないAMD社の汎用GPUを使い、自由にカスタマイズして使えるGPUサーバーが求められるわけですが、これにはサーバーを組み立て、安定して稼働させる技術が求められます。

ハイレゾは累計10,000枚を超えるGPUを稼働させてきた実績より培ったノウハウを基に自社でGPUサーバーを組み立て、安定して稼働させる環境構築に至りました。これにより、安価でGPUサーバーをご提供することが可能となりました。

これからの時代にGPUサーバーが必要な理由

CPUを搭載した当時のスーパーコンピューターを使用していた科学者や研究者達は、グラフィックスを描写するために培われたGPUの高い計算能力が、気象や地震のシミュレーションのような大量の計算に役立つのではないかと気付きました。こうして今までCPUが担当していた一部の計算をGPUに肩代わりさせる技術が開発され、現在では高画質な3Dレンダリングや、AI・ディープラーニングなど多くの分野で活用されています。

少し先の未来ではこうした最先端技術がどんどん実用化され、多くのユーザーが便利で安全なサービスを享受するようになります。そのときに、さまざまなネットワークを通して膨大な計算が必要となり、「計算資源」は重要な社会的インフラになることでしょう。

日本最大級の
GPUデータセンター

5,500枚ものGPUが稼働する石川県の「志賀町第一データセンター」。
そのうちの3,000枚はAMD社の「 Radeon RX Vega 56」で、国内最大規模を誇ります。1000台ものサーバーでは最大25 PFLOPS(単精度浮動小数点)での演算処理が可能です。GPUクラウドサービス「HIGHRESO GPU ADVANCE」の提供も行っております。将来的には、さらに大量台数の高性能なGPUサーバーを所有する「志賀町第二データセンター」の建設も計画しています。志賀町第二データセンターでは、Green 500、LINPACK TOP500共にランクインする、自然にも優しいスーパーコンピューターの開発を行います。

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