Bryan Gardiner　2007年10月23日

Gaurav Khanna博士の8台の『PLAYSTATION 3』(PS3)は、Linuxと独自コードを使用して複雑な演算をこなしている。
Photo Credit:Gaurav Khanna

とんでもない価格設定とソフトの不足が原因で、家庭用ゲーム機として大人気のプラットフォームになっているとは言いがたいソニーのゲーム機『PLAYSTATION 3』(PS3)が、科学研究の分野で新たな活躍の場を見いだしている模様だ。

現在、相互に接続された8台のPS3が、太陽の100万倍ほどの質量を持つ超巨大なブラックホールが星を飲み込んだとき起きる現象や重力波といった宇宙の謎を解こうと懸命になっている。

この研究を手がけるGaurav Khanna博士は、そうした理論上の重力波に関する計算に、Khanna博士が言うところの「PS3の重力グリッド」を採用した。

重力波は、時空の歪みが波動として光速で移動する現象であり、アインシュタインの相対性理論で予測されているものだ。

Khanna博士がこのプロジェクトのために必要としている高度な演算処理を行なうのに、PS3が理想的であり、PS3の比較的オープンなプラットフォームが科学用アプリケーションのプログラミングに適していることがわかってきた。

マサチューセッツ大学ダートマス校の助教授で、計算宇宙物理学の専門家であるKhanna博士はこう語る。

「PS3に注目した理由は2つある。1つは、PS3をオープン・プラットフォームにするという素晴らしい選択をソニーがしてくれたことだ。そのおかげで、PS3で『Linux』を実行することができ、制約なしに思いのままに使うことができる」

Khanna博士はさらに、ソニー、米IBM社、東芝が共同開発した『Cell』プロセッサーは――的確にコードを最適化するとともに、複数のPS3を連結させてやれば――、スーパーコンピューターのCPUにも匹敵するほどの強力なパワーを出すことができると語る。

「PS3とLinuxという組み合わせは、コスト・パフォーマンスの高い、きわめて魅力あるソリューションを提供する。(スタンフォード大学の『Folding@homeプロジェクト(日本語版過去記事)のように)PS3が分散している場合でも、(Khanna博士の取り組みのように)クラスタ化されている場合でも」と説明するのは、ソニーの研究開発部門でソフトウェア開発上級マネージャーを務めるNoam Rimon氏だ。

Rimon氏によると、Cellプロセッサーは並行処理デバイスとして設計されたものなので、研究者コミュニティーが積極的に利用するようになるのは当然だという。

「Cellは、1個の汎用プロセッサーコアに8個のプロセッサーコアが組み合わされている。それぞれのコアは2つの処理パイプラインを持ち、複数の計算を同時に処理できる」とRimon氏は説明する。

これこそまさにKhanna博士が必要としていたものだった。PS3を手に入れるまで、Khanna博士は、全米科学財団(NSF)からの助成金を得ながら、米国中に分散するさまざまなスーパーコンピューターを使っていた。

「現在行なっているのと同タイプの演算に、数百、ときには500個にまでおよびそうなほどの数のプロセッサーを使ったものだった」

しかし、そうしたスーパーコンピューターを利用するには、1台に対して5000ドルもの費用を必要とした。これに対して、60GBのPS3を8台購入する費用は3200ドルですむ。

だが、費用総額が少なくなるとはいえ、ゲーム機を買うために助成金を出すようNSFを説得するのは困難だろうとKhanna博士は考えていた。そこでKhanna博士は、Cellの独創的なアーキテクチャーの特性を有効利用できるように、夏中をかけてコードに工夫をこらしてから、ソニーに対して、PS3の無償提供という形での協力を要請した。

Khanna博士は、最適化したコードについて、「1台のPS3からこれだけのパフォーマンスを引き出す段階にまで到達できたので、ソニーも注目し始めたのだと思う」と話している。

Khanna博士の重力グリッドは、すでに稼働しはじめてからすでに1ヵ月を越えており、大雑把な言い方をすれば、8台のPS3で、これまで使っていたスーパーコンピューティング・ノード200個分と同じ能力を発揮しているという。

「基本的に、これがほぼ完全な代替策になる。うれしいことに、もうスーパーコンピューターに頼る必要はなくなった」とKhanna博士。

「今回は無償提供を受けたが、8台のPS3を購入した場合を考えても、この方式ならマシンを無期限で使いつづけることができる」

Khanna博士を中心とするマサチューセッツ大学ダートマス校のチームがPS3で進めているシミュレーションのポイントは、100年前からその存在が予測されながらまだ一度も観測されたことがない重力波が、いつの日か実際に観測できるほどの強さがあるものかどうかを確かめることにある。

米航空宇宙局(NASA)などの機関が、重力波を検知できる感度を備えた大型の観測施設を建設しているが、Khanna博士は、自身の研究がそうした取り組みを補完すると考えている。

Khanna博士は、数ヵ月後には研究結果を論文にまとめて発表するつもりでいる。ということで、PS3の持ち主たちは、ゲームタイトルがもっと充実し、価格が下がるのを待っている間、少なくとも読み物には困らなくてすみそうだ。

[日本語版：ガリレオ-藤原聡美／小林理子]

WIRED NEWS 原文(English)