高性能コンピューティング近代化プログラム
高性能コンピューティング近代化プログラム
略語HPCMP
形成1992年; 34年前 （1992年）
本部ビックスバーグ、ミシシッピ州
監督
ケビン・ニューメイヤー（演技）
親組織
ERDC
Webサイトwww.hpc.mil
ASN
  • 668

米国国防総省の 高性能コンピューティング近代化プログラム（HPCMP）は、国防総省（DoD）研究所の高性能コンピューティング能力を近代化するという議会の指示に応えて、1992年に開始されました。[1] HPCMPは、スーパーコンピュータ、国家研究ネットワーク、ハイエンドソフトウェアツール、安全な環境、そして計算科学の専門家を提供し、[2]国防総省の研究所と試験センターが研究、開発、試験、技術評価活動を行うことを可能にしています。[3]

このプログラムは2011年度まで国防研究技術局長室（現在は国防研究技術担当次官）によって運営されていたが、その時点で陸軍調達・兵站・技術担当次官室に移管され、現在は研究技術担当副次官によって管理されている。[4]

このプログラムは、3つの主要要素で構成されています。大規模スーパーコンピュータと運用スタッフを提供する国防総省スーパーコンピューティング・リソース・センター（DSRC）、センターと主要なユーザーコミュニティを結ぶ高速・低遅延の全国規模の研究開発ネットワークである国防研究技術ネットワーク（DREN）、そして国防総省の科学技術課題に対処するためのソフトウェアの開発、近代化、保守のためのソフトウェア・アプリケーションに関する一連の取り組みです。現在、ケビン・ニューマイヤー博士がHPCMPの代理所長を務めています。

国防総省スーパーコンピューティングリソースセンター

HPCMPは、国防総省スーパーコンピューティング・リソース・センター（DSRC）と呼ばれる5つのスーパーコンピューティング・センターの運営に資金を提供し、監督しています。これらのセンターは、ミシシッピ州ビックスバーグのエンジニア研究開発センター、メリーランド州アバディーンの陸軍研究所、ミシシッピ州ステニス宇宙センターの海軍気象海洋司令部、オハイオ州デイトンの空軍研究所、ハワイ州マウイ島のマウイ高性能コンピューティング・センターによって運営されています。[5]アラスカ州フェアバンクスの北極圏スーパーコンピューティング・センター（ARSC）は、 2011年に資金提供が打ち切られるまで、6番目のDSRCでした[6]。[7]

各センターは、大規模スーパーコンピュータ、高速ネットワーク、数ペタバイト規模のアーカイブ用大容量ストレージシステム、そして計算専門家を擁しています。センターはHPCMPセンター担当副所長によって運営されており、副所長はユーザーサポート（HPCヘルプデスク）と科学的可視化（データ分析・評価センター（DAAC））といったプログラム全体の活動にも資金を提供しています。

防衛研究工学ネットワーク

国防研究エンジニアリング ネットワーク (DREN) は、米国国防総省 (DoD) の計算研究、エンジニアリング、テストのための高速全国コンピュータ ネットワークであり、DoD 高性能コンピューティング近代化プログラム (HPCMP) の重要なコンポーネントです。

DRENは、研究、試験、エンジニアリングのミッションのための国防総省のプレミア広域ネットワーク（WAN）です。DRENは、国防総省の高性能コンピューティング、科学技術、試験・評価、調達エンジニアリングコミュニティをサポートする、高速、大容量、低遅延、低ジッターの全国規模のコンピュータネットワークです。DRENは、科学者やエンジニアを、5つの国防総省スーパーコンピューティングリソースセンター（DSRC）を含む、地理的に分散したHPCMPの高性能コンピューティング（HPC）サイトに接続します。DRENは、米国全土（ハワイとアラスカを含む）の研究所、試験センター、大学、産業施設など、210を超える国防総省のサイトに導入されています。[8]

第4世代DRENネットワーク（DREN 4）は、 2021年にVerizonに授与された商用サービス契約に基づいて提供されています。 [9] DRENは過去にLumen（DREN 3）、Verizon（DREN 2）、およびAT&T（DREN 1）に授与されています。DRENサービスプロバイダーは通常、商用ネットワークインフラストラクチャ上に仮想プライベートネットワークオーバーレイとしてDRENを構築します。DREN 4が提供する機能には、1Gbit/sから100Gbit/sのデジタルデータ転送速度が含まれます。DREN 4は、レガシーIPv4をサポートするIPv6ネットワークです。HPCMPは現在、2022年に完全にテストされたときに最終的にDREN 3に取って代わるDREN 4を構築中です。210のサイトがDREN 3からDREN 4に移行している間、2つのネットワークは約1年間並行して稼働します。

2003年、DRENは国防総省ネットワーク・情報統合担当次官により、国防総省初のIPv6ネットワークに指定されました。以来、DRENは国防総省および米国連邦政府におけるIPv6導入の先駆者として、IPv4/IPv6デュアルスタックネットワークとIPv6専用ネットワークの両方を運用しています。DRENは、ベストプラクティスと教訓を網羅した広範なIPv6ナレッジベースをHPCMPウェブサイトから無料で提供しています。

その他の興味深い研究ネットワーク:

ソフトウェアアプリケーション

HPCMP は、スーパーコンピュータと国家広域研究ネットワークに加えて、国防総省が展開する大規模スーパーコンピュータ上で国防総省の重要なアプリケーションが効率的に実行されるようにすることで、国防総省の研究目標の達成を支援するソフトウェア アプリケーションにも資金を提供しています。

HPCソフトウェアアプリケーション研究所

HPCソフトウェアアプリケーション研究所（HSAI）は、HPCMPの資金提供を受けながら国防総省の研究所で実施される学際的なプロジェクトです。HSAIプログラムは、国防総省が直面する重要な計算問題を解決するためのツールを開発するとともに、省内に有機的なHPC専門知識を構築します。[10]

ユーザーの生産性向上とトレーニング（PET）

高性能コンピューティング近代化プログラム（HPCMP）のユーザー生産性向上・トレーニング（PET）プログラムは、HPCの幅広い技術分野で経験を積んだコンピューティング専門家へのアクセスをユーザーに提供します。PETチームは、マイルストーン達成の迅速化と国防総省ユーザーの技術開発関連コストの削減を目標に、HPCMPのリソースを活用したHPCユーザーの生産性向上を支援します。[11]

PETチームは、社内の専門知識に加え、ソフトウェア、ハードウェア、ネットワーク、データ転送、データストレージ、データの可視化の効果的な使用方法に関するバーチャルトレーニングも提供しています。PETは、HPCMPユーザーと国防総省やその他の連邦政府機関を含むより広範な計算コミュニティとの間の科学的および技術的知識の移転を促進します。特定の技術重点分野（TTA）における支援では、新しい配信方法、新興ハードウェアの探索、高性能データ分析（HPDA）、ソフトウェアのデバッグ、ユーザーコードによるパフォーマンス向上、スケーラビリティの問題、新興ハードウェアへのソフトウェアの移植など、幅広い専門知識を提供します。[11]

PET は、必要なユーザー サポートの種類、期間、レベルに応じて、次の 3 つのサポート モードを提供します。

  • ミッションプロジェクト（MP）：ミッションプロジェクトは、ミッションクリティカルな分野における複雑な問題の解決を支援するために設計されています。MPの期間は1ヶ月から12ヶ月です。PETチームの科学者は、アルゴリズムの開発、適用、および／または使用、そして既存ソフトウェアの活用最大化について助言と支援を行います。
  • 特別プロジェクト (SP): プロジェクト/ユーザー固有の課題に対応するために PET チームのサポート スタッフやその他の下請け業者が関与する可能性のある、個別に資金提供されるプロジェクトに関する集中的な取り組み。
  • トレーニング：最新のコラボレーション、遠隔学習、トレーニング技術を使用して、HPCコミュニティに適用可能なツールとテクノロジーをトレーニングします。[11]

計算研究およびエンジニアリング取得ツールと環境

CREATEは、国防総省（DoD）の2006年プログラム目標覚書（POM）プロセスで承認された連合プログラムであり、2008年から資金提供が開始されています。CREATEプログラムは、三軍共同の国防総省（DoD）高性能コンピューティング近代化プログラム（HPCMP）の一部です。HPCMPは、ミシシッピ州ビックスバーグにある米国陸軍工兵隊（USACE）工兵研究開発センター（ERDC）情報技術研究所（ITL）によって実施されています。

CREATE の目的は、国防総省のエンジニアリング組織による軍用航空機、海軍艦艇、無線周波数アンテナ システム (2012 年に地上車両も対象に拡大) の設計と解析のための多分野にわたる物理学ベースのソフトウェア アプリケーションを開発および導入することにより、国防総省の調達プログラムのコスト、時間、およびリスクを削減することです。

CREATE ソフトウェア製品ポートフォリオは、主要な国防総省調達プログラムにおける物理ベースの仮想プロトタイピングとテスト分析を可能にするために構築され、次のプログラム領域が含まれています。

  • 航空機設計（AV）
  • 基盤技術（FT）
  • 地上車両設計（GV）
  • 無線周波数アンテナ設計（RF）
  • 船舶設計（SH）
  • 教育ソフトウェア（Genesis）

CREATE-AV – 航空機製品

ケストレル – 固定翼の設計と解析

空気力学、熱化学、構造力学、熱力学、推進、飛行制御など、広範囲にわたる連成物理学をサポートする、高忠実度の多分野にわたる解析プラットフォームです。

Helios – 回転翼航空機の設計と解析

回転翼航空機の CFD/CSD 連成解析 (空気力学、構造力学とトリム、操縦、相互作用空気力学、空中発射効果) のための高精度の航空構造ソフトウェア。

ADAPT - 航空機の設計、分析、性能、および貿易スペース

設計者が DoD 固定翼航空機の事前プログラム要件の開発をサポートできるようにする多分野にわたる解析および最適化 (MDAO) 環境。

CREATE-FT – 基盤技術製品

キャップストーン – ジオメトリ、メッシュ、アトリビューションの生成

複雑なエンジニアリング システムの物理ベースのシミュレーション用の数値表現 (デジタル モデル) を定義するために、ジオメトリ メッシュと属性情報を作成、変更、照会するソフトウェア プラットフォームです。

CREATE-GV – 地上車両製品

マーキュリー – 地上車両の設計と分析

車両ダイナミクス、パワートレイン、タイヤと土壌、トラックと土壌の相互作用、ドライバーと制御モデルの物理領域を統合し、乗り心地、個別障害物ショック、軟弱地の移動性、砂斜面の登坂、最高速度、車線変更安定性、円旋回安定性などの複数のパフォーマンス テストを可能にします。

CREATE-RF – 無線周波数アンテナ製品

SENTRi – アンテナモデリング、設計、解析

誘電体、磁気、インピーダンス境界条件、複素値抵抗シートなど、マルチスケール機能を備えた高度に異質な材料構造を含む複雑な構造のモデリング。

FLO-K – アンテナ高速設計ツール

周波数選択表面、フェーズドアレイアンテナ、バンドギャップ構造などの周期構造（誘電体、磁性体、インピーダンスシートを備えた完全な 3 次元構造を含む）の迅速な設計ツール。

Aurora – アンテナパターン予測ツール

複雑なプラットフォーム統合分析のためのアンテナ パターンを正確に予測します。

CREATE-SH – 船舶製品

RSDE – コンセプトデザイン

航続距離、速度、武装、航空支援、さまざまな船体サイズと形状、システム、構造、動力、積載量など、船舶設計におけるさまざまな競合性能パラメータの評価を可能にする概念設計ツール。

IHDE – 統合、設計、分析

船体形状設計および解析ツール群の統合を可能にし、ユーザーは抵抗、耐航性、流体力学的負荷、および操作可能時間率 (PTO) の形式での操作性の領域における流体力学的パフォーマンス (視覚化を含む) を評価できます。

NavyFOAM – 船舶モデリングと解析

抵抗、推進、操縦、耐航性、航路荷重などの船舶性能の高精度な流体力学的解析と予測を可能にします。

NESM – マルチフィジックスツールキット

米国エネルギー省サンディア国立研究所のマルチフィジックス ツールキット、Sierra Mechanics を拡張し、外部の衝撃や爆発に対する船舶およびコンポーネントの反応を評価する手段を提供します。

ISDE – 構造解析

将来の海軍の要件に必要な設計機能を導入しながら、構造概念設計、一次評価、および詳細な FEA 間の計算データ ブリッジを提供することにより、現在の構造設計ツールの不十分さに対処するマルチ忠実度構造解析環境です。

CREATE-Genesis – 航空宇宙教育のためのツールスイート

Genesis CFD – 流体力学解析

基本的な計算流体力学解析機能を提供します。これには、単一メッシュの非構造化ナビエ・ストークス ソルバー (コア数が制約されています)、モーション (規定および 6-DOF)、モーダル モデル ベースの空力弾性構造、および推進境界条件の 0-D 線形エンジン モデルが含まれます。

キャップストーン – ジオメトリ、メッシュ、アトリビューションの生成

複雑なエンジニアリング システムの物理ベースのシミュレーション用の数値表現 (デジタル モデル) を定義するために、ジオメトリ メッシュと属性情報を作成、変更、照会するソフトウェア プラットフォームです。

ADAPT - 航空機の設計、分析、性能、および貿易スペース

設計者が DoD 固定翼航空機の事前プログラム要件の開発をサポートできるようにする多分野にわたる解析および最適化 (MDAO) 環境。

現職および元プログラムディレクター

次の表はプログラムディレクターの年表をまとめたものである。[12] [要出典]

名前 から に
1 アンソニー・プレスリー[13] 1992 1995
2 ケイ・ハウエル[14] 1995 1997
3 トム・ダン[15] 1997 1998
4 チャールズ・ホランド[15] 1998 1999
5 クレイ・ヘンリー[16] 2000 2011年9月
6 ジョン・ウェスト[17] 2011年10月 2014年12月
7 デビッド・ホーナー[18] 2015年1月 2019年1月
8 ウィル・マクマホン 2019年1月 2022年1月
9 ジェリー・バラード 2022年1月 2024年1月
10 ケビン・ニューメイヤー（演技） 2024年1月 現在

国防総省予算におけるHPCMP

2012年度以降、HPCMPの基本資金は陸軍予算の2つの項目で提供されており、陸軍予算自体は大統領が毎年提出し議会で承認される国防総省予算の一部である。PE 0603461Aは、センターとDRENを運営するためのRDT&E資金と、プログラム目標を支援する研究開発活動に資金を提供する。[19]項目番号B66501（行103、BA 02、BSA 92）は、新しいスーパーコンピューティングハードウェア（スーパーコンピュータと関連システムの両方）の年間購入のための調達資金を提供する。[20]

2012年度以前は、HPCMPのRDT&E資金はPE 0603755D8Zで提供され、[21]調達はPE 0902198D8Z（P011）で資金提供されていました。[22]

次の表は、最新の連邦会計年度におけるプログラムの RDT&E 部分に対する要求額および委員会承認額をまとめたものです (連邦予算の別の項目で提供される調達資金は、この表には含まれていません)。

要求および承認された HPCMP 資金額、RDT&E (百万ドル単位)。
会計年度 プログラム要素 ライン 大統領の要請 議会承認 違い
2022 0603461A 42 189.12ドル 229.12ドル +$40.0
2021 0603461A 64 188.02ドル 228.02ドル +$40.0
2020 0603461A 60 184.76ドル 224.76ドル +$40.0
2019 0603461A 46 183.32ドル 218.32ドル +35.0ドル
2018 0603461A 45 182.33ドル 221.33ドル +39.0ドル
2017年[23] 0603461A 46 177.190ドル 222.19ドル +$45.0
2016年[24] 0603461A 46 177.159ドル 222.16ドル +$45.0
2015年[25] 0603461A 47 181.609ドル 221.61ドル +$40.0
2014 0603461A 47 180.66ドル 220.66ドル +$40.0
2013年[26] 0603461A 47 180.582ドル 228.18ドル +47.6ドル
2012年[27] 0603461A 47 183.150ドル 228.15ドル +$45.0
2011年[28] 0603755D8Z 52 200.986ドル 255.49ドル +54.5ドル
2010年[29] 0603755D8Z 49 221.286ドル 245.19ドル +23.9ドル
2009 0603755D8Z 49 208.079ドル[30] 220.345ドル[31] +12.266ドル
2008年[32] 0603755D8Z 50 187.587ドル 208.487ドル +20.9ドル
2007年[33] 0603755D8Z 43 175.313ドル 207.213ドル +31.9ドル
2006年[34] 0603755D8Z 45 189.747ドル 213.247ドル +23.5ドル
2005年[35] 0603755D8Z 42 186.666ドル 236.766ドル +50.1ドル
2004 0603755F [36] プロジェクト5093 185.282ドル[37] 202.492ドル[38] +17.21ドル
2003年[39] 0603755D8Z 188.642ドル 217.142ドル +28.5ドル
2002年[40] 0603755D8Z 188.376ドル 187,200ドル -1.2ドル
2001年[41] 0603755D8Z 164.027ドル 177.527ドル +13.5ドル
2000年[42] 0603755D8Z 159.099ドル 168.099ドル +9.0ドル
1999年[43] 0603755D8Z 140.927ドル 153.927ドル +$13.0
1998年[44] 0603755D8Z 126.211ドル 149.880ドル +23.67ドル

2004 会計年度のプログラム要素番号の一時的な変更は、プログラムの管理を国防長官室から空軍に移管する予定を反映したものですが、この移管は最終的に行われませんでした。

参考文献

  1. ^ 1992年度および1993年度国防権限法第215条 スーパーコンピュータ近代化プログラム
  2. ^ HPCMPは、世界クラスの計算リソース、全国規模の研究・エンジニアリングネットワーク、そして国防総省の研究所および戦闘センターのネットワークを通じて、高度な物理学に基づく計算分析機能を開発するためのビジョン、資金、専門知識を提供しています。「HPCMP Publicについて」。高性能コンピューティング近代化プログラム（HPCMP）。米国国防総省。2013年8月29日。 2019年7月14日閲覧。
  3. ^ 「HPCMPウェブサイト、計算技術分野リスト」。2015年7月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年7月23日閲覧。
  4. ^ 「Spring 2011 HPCMP HPC Insights、p. 1」（PDF） 。 2015年7月22日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2015年7月22日閲覧。
  5. ^ 「HPCMPセンターウェブサイト」。HPCMPセンターウェブサイト。ハイパフォーマンスコンピューティング近代化プログラム。2019年7月11日閲覧。
  6. ^ 2011年、ChugachシステムとWisemanシステムは、HPCMP Consolidated Customer Assistance Center (CCAC) ハードウェアページのArctic Region Supercomputing Centerに、他の5つのDSRCのシステムと共に掲載されています。「HPCMP Consolidated Customer Assistance Center (CCAC) ハードウェア」。インターネットアーカイブ・ウェイバックマシン。インターネットアーカイブは501(c)(3)非営利団体です。2011年9月11日時点のオリジナルからアーカイブ。 2019年7月11日閲覧。
  7. ^ 現在HPCMPの6つのセンターの1つである北極圏スーパーコンピューティングセンター（ARSC）は、2011年5月末に国防総省（DoD）からの資金提供を停止する予定です。現在、ARSCは1,200万ドルから1,500万ドルの資金提供を受けており、DoDからの資金提供は全体の約95%を占めています。センターの主力マシンは、Cray XE6「Baker」スーパーコンピュータ「Chugach」で、HPCMPによる最近の大規模調達の一環でした。このシステムはビックスバーグセンターに移設され、遠隔運用されています。マイケル・フェルドマン（2010年1月22日）「北極圏スーパーコンピューティングセンター、DoDから冷遇」HPC Wire、Tabor Communications 、 2019年7月6日閲覧。
  8. ^ 「HPCMPネットワークの概要」。2015年7月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年7月23日閲覧。
  9. ^ Eversden, Andrew (2021年6月18日). 「Verizonが国防総省の研究ネットワークで4億9500万ドルの契約を獲得」C4ISRNet . 2022年6月1日閲覧。
  10. ^ “HPCMP HSAIウェブページ”. 2015年7月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年7月23日閲覧。
  11. ^ abc 「HPCセンター：ユーザーの生産性向上と強化トレーニング（PET）」centerswww.afrl.hpc.mil .米国国防総省. 2022年6月11日閲覧。 パブリックドメインこの記事には、パブリック ドメインであるこのソースからのテキストが組み込まれています。
  12. ^ プライベートコミュニケーション、2015年7月23日
  13. ^ 陸軍コンピューティングの50年：ENIACからMSRCまで、p .116
  14. ^ 「DOD'S HPCMP director loves the cutting edge」2016年3月4日アーカイブ、Wayback Machine FCW、1997年11月2日。2016年1月2日閲覧。
  15. ^ ab "Roster Change" Archived 2016-03-04 at the Wayback Machine , FCW , 1999年2月21日. 2016年1月2日閲覧。
  16. ^ 「HPCMPウェブアーカイブ、クレイ・ヘンリーの伝記」。2003年2月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2008年5月19日閲覧。
  17. ^ 「DODのスーパーコンピューティングプログラムがミシシッピ州に移転」、ERDCプレスリリース、2012年6月21日。2016年1月2日閲覧。
  18. ^ 「HPCMPの責任者が選出」、ERDCプレスリリース、2015年3月12日。2016年1月2日閲覧。
  19. ^ 「陸軍省 2016年度大統領予算案 R-1」、2015年2月、A-4ページ。2016年1月2日閲覧。
  20. ^ 「国防総省会計年度（2016年度）大統領予算提出、陸軍その他の調達の正当化書、陸軍通信電子機器、予算活動2」、2015年2月、563ページ。2016年1月2日閲覧。
  21. ^ 「国防長官室 2011年度予算見積もり 第3A巻 359ページ」、2010年2月。2016年1月2日閲覧。
  22. ^ 「国防長官室 2011年度予算見積、調達、国防全般」、2010年2月。P-1 項目名：主要装備、国防長官室高性能コンピューティング近代化プログラム（HPCMP）（P011）。2016年1月2日閲覧。
  23. ^ 2017年度国防総省歳出予算概要（2017年5月19日アーカイブ）Wayback Machineでは、マークアップされた資金表を参照しています。この文書の206ページ目です。
  24. ^ S. レポート 114-63 - 第 114 回議会 (2015-2016)
  25. ^ S. Rept. 113-211 - 第113回議会 (2013-2014)
  26. ^ S. Rept. 112-196 - 第112回議会 (2011-2012)
  27. ^ S. レポート 112-77 - 第 112 回議会 (2011-2012)
  28. ^ S. Rept. 111-295 - 第111回議会 (2009-2010)
  29. ^ S. Rept. 111-74 - 第111回議会 (2009-2010)
  30. ^ 2009年度OSD RDT&E予算項目の正当性（R2別紙）
  31. ^ 2010年度OSD RDT&E予算項目の正当性（R2別紙）
  32. ^ S. Rept. 110-155 - 第110回議会 (2007-2008)
  33. ^ S. Rept. 109-292 - 第109回議会 (2005-2006)
  34. ^ S. Rept. 109-141 - 第109回議会 (2005-2006)
  35. ^ S. Rept. 108-284 - 第108回議会 (2003-2004)
  36. ^ 2004年度添付資料R-2、RDT&E予算項目の正当性
  37. ^ 空軍省 2004/2005年度 2年予算見積もり 研究、開発、試験および評価（RDT&E）概要 第2巻
  38. ^ 2005年度予算見積もり別紙R-2、RDT&E予算項目の正当性
  39. ^ S. Rept. 107-213 - 第107回議会 (2001-2002)
  40. ^ S. レポート 107-109 - 第 107 回議会 (2001-2002)
  41. ^ S. Rept. 106-298 - 第106回議会 (1999-2000)
  42. ^ H. Rept. 106-371 - 第106回議会 (1999-2000)
  43. ^ H. Rept. 105-746 - 第105回議会 (1997-1998)
  44. ^ H. 報告書 105-265 - 第105回議会 (1997-1998)

パブリックドメイン この記事には、米国国防総省の高性能コンピューティング近代化プログラムからのパブリックドメイン資料が組み込まれています。

  • DREN IPv6情報
  • 高性能コンピューティング近代化プログラム
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=High_Performance_Computing_Modernization_Program&oldid=1333552256」より取得