[海外動向]

2014年7月17日(木)田口 潤（IT Leaders編集部）

リスト

　「クラウド、特にIaaS（Infrastructure as a Service）がある以上、ハードウェアはコモディティ（日用品）。もはや注意を払う必要はない」−−。そう考えている人がいるとすれば、それは必ずしも正しいとは言えない。急増するデータ量や電力消費の問題が、無視できないものになることは確実だからだ。

図1：世界中のデータセンターが消費する電力量は日本のそれとほぼ同じ
拡大画像表示

　何しろ、米HPによると世界中にあるデータセンター（DC）が消費する電力は世界第3位の経済大国である日本のそれとほぼ同じ（知っていましたか？、図1）。少子化や省エネ技術もあって、日本の電力消費は増加するよりも横ばいか減少と見られるが、DCは違う。世界各地で今も建設が続いている。個々のデータセンターをいくら省エネ仕様にしても追いつかない。

　こうした状況をにらみ、HPや米IBMがハードウェア、それも半導体レベルの開発に力を注いでいる。HPは2014年6月に開催した自社イベントで次世代コンピュータの構想を公開。IBMは7月10日に、今後5年間で30億ドル（3000億円）をナノスケールの回路技術に投じると発表した。

　いずれもまだ物語に近いが、それだけに夢があり、ITリーダーにとって知っておいて損はない。一体、どんな構想であり、どんな技術なのか、以下で紹介しよう。

HP、メモリー技術駆使による「The Machine」構想を披露

　The Machine−−。HPが6月に開催したカンファレンス「HP Discover」で構想を明らかにした次世代サーバーのコードネームである。研究開発はHPの社内研究機関であるHP Labsが担っており、新しいメモリー技術や光配線技術などを用いて、既存のコンピュータの限界を打破することを狙う。具体的には「巨大なデータセンターを冷蔵庫並みのサイズにし、DCにつきまとうエネルギー問題を解消する」という。

　目玉と言えるのが、「memristor」と呼ばれるメモリー技術だ。今日のコンピュータの記憶機能は、CPU並みの速度で動作するキャッシュメモリーと、電源を切ると記憶が消えるが相対的に安価なDRAMによる主記憶メモリー、電源を切っても記憶を保持する不揮発性メモリーによるSSD（Solid State Drive）や磁気記憶のHDD（Hard Disk Drive）といった階層構造になっている。

　高速で安価（大容量）、しかも永続的な記憶といった相反する要求に対して、異なる特性を持つデバイスを組み合わせて対応しているわけだ。その副作用として仕組みは複雑になり、電力消費量が増大し、処理のオーバーヘッドも大きくなってしまう。

図2：HP Discoverで披露された「Universal Memory」の試作モジュール
拡大画像表示

　これに対しmemristorは、電源を切っても記憶を保持する不揮発性素子であり、キャッシュメモリーよりも高速に動作し、高集積化を可能にする。もし、ビット当たり単価を安くできれば、記憶を階層化する必要がなくなる。つまりmemristorだけで、キャッシュや主記憶、補助記憶（SSD）を置き換えられるというのがThe Machineの基本構想だ。これをHPは「Universal Memory」と称しており、HP Discoverで試作モジュールを披露している（図2）。

図3：「The Machine」の論理構造
拡大画像表示

　しかしシステム性能を高めるにはそれだけでは済まない。CPUとmemristor、あるいはmemristorと周辺回路を結ぶ回路も、進化させる必要がある。そのためにシリコンフォトニクス技術、つまり光ファイバーを銅線の代わりに使えるよう微細化する技術も開発する（図3）。コンピュータ内部だけではなく、当然、LANの一部も光回路で置き換える。

図4：「The Machine」のために開発されているソフトウェア
拡大画像表示

　メモリーや配線が変わると、OSも変えなければならない。既存のOSはキャッシュメモリーや、それよりスピードが遅いDRAM、SSD/HDDを上手く操作するように開発されているからだ。そこでHP LabsはThe Machine用に、memristorを生かし切るOSを開発している（図4）。Linuxから余分な機能を除いたOSと、AndoridベースのOSだという。

　面白いのは、富士通製のスーパーコンピュータ「京」との比較だ。特定の構成で性能は5.5倍、消費電力は80分の1と見積もっている。