日本社會5.0 X國家級神助攻—富士通新世代超級電腦「富岳」

2021-04-22

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在歷經了狩獵社會、農業社會、工業社會與資訊社會後，人類社會第五次變革，是架構在AI、機器人、IOT、量子運算科技下的超智慧社會。

何謂「超智慧社會（社會5.0）」?

日本經濟在平成30年間屢經重創，也因此率先世界各國喊出打造「社會5.0」，以人為本的發展願景，強調經濟與科技發展要能同時解決人類的社會課題。社會5.0將聚焦對象從製造業擴大到各產業領域，旨在提升國家整體的競爭力，並解決本身高齡化社會、勞動力不足、能源資源短缺、自然災害等社會課題，打造領先世界的「超智慧社會（社會5.0）」。

日本國家級神助攻—富士通新世代超級電腦「富岳」

超級電腦在現代基礎建設中佔有關鍵角色，能帶動國家整體的發展，日本為支持社會5.0的發展，也動員國家的力量來支持超級電腦的構建與應用。
被譽為日本國家級超級電腦的「富岳」，是曾獲世界第一的富士通超級電腦「京」後繼機型，由富士通株式會社(Fujitsu Limited)與日本理化學研究所(RIKEN)自2014年起共同開發，於2021年3月正式啟用。

2020年4月因應新冠肺炎疫情，富岳提早加入抗疫行列，進行COVID-19的緊急研究，例如尋找新的冠狀病毒候選治療藥物，與進行飛沫及通風的模擬。當時的運算能力大約只到完成時的10%至20%左右，但運算速度已經比「京」快，「京」的運算能力約每秒1京次(等於1兆的1萬倍)，而「富岳」正式啟用後，計算速度達到每秒44京2,010兆次，效能為「京」的100倍，也因此在2020年6月和11月連兩期蟬聯全球超級電腦500大的冠軍，在主要的高效能電腦排名項目同樣表現亮眼，於產業應用(HPCG)、人工智慧(HPL-AI)、大規模圖表分析(Graph 500) 項目均名列全球第一，成功擠下各國成為超級電腦「四冠王」。

值得一提的是，富岳是全球首度以ARM技術架構系統奪冠的超級電腦，採用富士通48核心A64FX SoC，與過往超級電腦大多採用的Intel或AMD的x86、x64主流平台不同，共有 158,976 個節點，尖峰性能最高可達到 1 exaflops（等於每秒一千兆次的浮點運算）。

富岳的應用實例

富岳是富士山的別名，富士山的標高與廣闊，象徵著超級電腦富岳的高效能以及廣泛的使用率，它的開發著重於易用性、應用相容性及應用效能。
次世代深度學習的AI需要大型超級電腦來做大量的計算，「富岳」對於深度學習的核心「卷積運算」來說，具有相當高性能的CPU，透過網絡連接，有望應用在人工智慧和數據科學的研究。

「富岳」結合AI進行海嘯預測之概念圖

2021年2月的研究結果顯示，富岳結合新開發的富士通AI模型，可進行高精度的即時海嘯模擬預測。利用富岳的高效能模擬特性，來進行「高解析度」「長時間」「大規模」和「各種情境」的海嘯模擬，並以近乎實時的計算速度，讓災難管理團隊能夠即時預測沿海地區的海嘯淹水情形。

而預先經富岳訓練的AI模型在數秒內即可於個人電腦上執行，使得以往需要大型超級電腦執行的實時淹水預測系統，構建過程變得更加容易。一般來說適用於模擬和AI的電腦是不同的，但透過富岳的特殊功能 (即利用富岳生成的訓練數據)，大大簡化此AI模型的創建過程，如機器學習一樣，富岳無論在模擬和AI應用程序皆展現了強大的性能。

富岳的優先課題與挑戰

除了目前積極進行的COVID-19研究計畫，依據日本政府的社會5.0發展策略，富岳聚焦的9個研究課題，圍繞次世代的醫療、災害、能源、製造領域，期望從解決與自身息息相關的社會議題到理解基礎科學，預期可以創造出更多的效益。
隨著富士通超級電腦富岳正式啟用後，社會5.0的話題再度延燒，有了富岳的神助攻，真正的超智慧未來社會指日可待。