2021年チューリング賞発表：高性能コンピューティングの先駆者であり、TOP500スーパーコンピューティングリストの共同創設者であるジャック・ドンガラが受賞

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先ほど、2021年のチューリング賞が発表されました。 ACMは、テネシー大学の電気工学およびコンピューターサイエンスの著名な教授であるジャック・ドンガラ氏（71歳）に、40年以上にわたってハードウェアの急激な進歩に高性能コンピューティングソフトウェアが対応できるようにした数値アルゴリズムとツールライブラリへの先駆的な貢献が認められ、2021年のチューリング賞を授与したと正式に発表しました。

Dongarra のアルゴリズムとソフトウェアは、高性能コンピューティング (HPC) を進歩させ、人工知能からコンピューター グラフィックスに至るまで、計算科学の多くの分野に大きな影響を与えてきました。彼のソフトウェアはスーパーコンピュータの性能評価基準として使用され、TOP500スーパーコンピュータランキングが誕生しました。

チューリング賞は、コンピュータ業界に多大な貢献をした個人を表彰するために、1966 年に米国計算機協会 (ACM) によって設立された賞です。「コンピュータ サイエンスのノーベル賞」として知られています。チューリング賞の賞金は100万ドルで、Googleがスポンサーとなっている。チューリング賞は、コンピューターの数学的基礎と限界を確立した英国の数学者アラン・M・チューリングにちなんで名付けられました。

ドンガラ氏は、線形代数演算のための効率的な数値アルゴリズム、並列コンピューティングのプログラミング メカニズム、パフォーマンス評価ツールへの貢献を通じて、高性能コンピューティングの分野をリードしてきました。ムーアの法則により、約 40 年にわたってハードウェアのパフォーマンスが飛躍的に向上してきました。一方、ほとんどのソフトウェアがこうしたハードウェアの進歩に追いつけない一方で、高性能な数値ソフトウェアは、主に Dongarra のアルゴリズム、最適化技術、および高品質のソフトウェア実装のおかげで、追いつくことができました。

これらの貢献により、科学者やエンジニアがビッグデータ分析、ヘルスケア、再生可能エネルギー、天気予報、ゲノミクス、経済学などの分野で重要な発見をし、画期的なイノベーションを実現するための枠組みが築かれました。ドンガラ氏の研究は、コンピューター アーキテクチャの飛躍的な進歩を促進し、コンピューター グラフィックスやディープラーニングの革命を支えてきました。

Dongarra は、線形代数を中間言語として使用し、さまざまなアプリケーションで使用できる一連のオープンソース ソフトウェア ライブラリと標準を作成しました。これらのライブラリは、単一プロセッサ、並列コンピュータ、マルチコア ノード、複数の GPU に使用できます。 Dongarra のツールには、自動チューニング、混合精度コンピューティング、バッチ コンピューティングなど、いくつかの重要な革新も導入されています。

高性能コンピューティングの先駆者である Dongarra 氏は、この分野の研究者を率いて、ハードウェア ベンダーにコンピューティング手法の最適化を、ソフトウェア開発者にオープンソース ライブラリを業務で使用するよう奨励してきました。

これらの取り組みにより、線形代数ベースのソフトウェア ライブラリは、ラップトップからスーパーコンピュータに至るまで、高性能な科学および工学コンピューティングに広く使用されるようになりました。これらのライブラリは、高性能コンピューティング分野の進歩に不可欠であり、ますます強力なコンピューターが困難な計算問題を解決できるようにしています。 「現在最も高速なスーパーコンピュータは、1秒間に1兆回の計算を実行するなど、驚くべき偉業を成し遂げ、メディアで大きく取り上げられ、人々の関心をかき立てます」と、ACM会長のガブリエル・コシスは述べています。「しかし、新記録を破ることへの関心を超えて、ハイパフォーマンスコンピューティングは長い間、科学的発見のための主要なツールでした。HPCの革新は、コンピューティングのさまざまな領域にも広がり、分野全体を前進させています。ジャック・ドンガラは、この分野の成功をリードする中心的な役割を果たしてきました。彼の画期的な仕事は1979年にさかのぼり、彼はHPCコミュニティで最も重要で積極的なリーダーの1人であり続けています。彼のキャリアは、間違いなくチューリング賞の「永続的な重要性を持つ重要な貢献」に対する評価を体現しています。」

「ジャック・ドンガラ氏の研究は科学計算を根本的に変え、進歩させました」と、Google シニアフェローで Google Research & Google Health のシニアバイスプレジデントであるジェフ・ディーン氏は語ります。「科学計算のあらゆる分野で世界で最も多く使用されている数値ソフトウェアライブラリに関する彼の中核的な研究は、新薬の発見から天気予報、航空宇宙工学まで、12 の分野の進歩に貢献しました。彼はさまざまなコンピュータの特性評価に注力しており、数値計算に適したコンピュータアーキテクチャの大きな進歩につながっています。」

ドンガラ氏は今年6月11日にサンフランシスコで開催されるチューリング賞授賞式に正式に出席する予定だ。

重要な技術的貢献

Dongarra は過去 40 年間にわたり、LINPACK、BLAS、LAPACK、ScaLAPACK、PLASMA、MAGMA、SLATE などのライブラリの主要な貢献者または主任研究者を務めてきました。これらのライブラリは、単一プロセッサ、並列コンピュータ、マルチコア ノード、およびノー​​ドあたりの複数の GPU 向けに作成されています。彼のソフトウェア ライブラリは、ラップトップから世界最速のスーパーコンピュータに至るまで、高性能の科学および工学コンピューティングに広く使用されています。

これらのライブラリには、次のような重要な技術革新が組み込まれています。

• 自動チューニング: 2016 年に、彼のプロジェクト ATLAS は、ベンダー提供のコードよりも優れたパフォーマンスを発揮し、ほぼ最適な効率で線形代数カーネルを生成するアルゴリズム パラメータを自動的に見つける手法で、Supercomputing Conference Test of Time 賞を受賞しました。
• 混合精度演算: 2006 年の世界スーパーコンピューティング会議の論文「64 ビットの精度を得るための 32 ビット浮動小数点演算のパフォーマンスの活用」で、Dongarra は、より速く正確なソリューションを提供するための多重精度浮動小数点演算の使用を開拓しました。この研究は、HPL-AI ベンチマークで世界トップクラスのスーパーコンピューターで前例のないパフォーマンスレベルを達成したことが最近実証されたように、機械学習アプリケーションですでに重要な役割を果たしています。​
• バッチ コンピューティング: Dongarra は、大規模な高密度マトリックス計算 (シミュレーション、モデリング、データ分析でよく使用される) を、独立して同時に計算できる複数の小さなチャンクに分割するパラダイムの先駆者です。ドンガラ氏は、2016 年の論文「GPU 向けバッチ GEMM のパフォーマンス、設計、自動チューニング」に基づいて、このような計算のためのバッチ BLAS 標準の開発を主導し、MAGMA および SLATE ソフトウェア ライブラリにも登場しました。

ドンガラ氏はこれらの取り組みにおいて国際的に多くの人々と協力し、最先端の技術を使用して信頼性の高い数値結果を維持しながらパフォーマンスと移植性を最大化する新しい手法を継続的に開発することで、常にイノベーションを推進してきました。さらに、MPI (Message Passing Interface) と PAPI (Performance API) の開発も主導しました。 MPI は、並列コンピューティング アーキテクチャ上の移植可能なメッセージ パッシングの事実上の標準であり、PAPI は異種システムのコンポーネントからパフォーマンスを収集および統合できるインターフェイスを提供します。彼が作成に協力した MPI、LINPACK ベンチマーク、スーパーコンピュータの Top500 リストなどの標準は、天気予報、気候変動、大規模な物理実験のデータ分析などのコンピューティング タスクをサポートしています。

世界で活躍するスーパーコンピュータを評価する有名なリストである TOP 500 リストは、1993 年に始まりました。ランキングは毎年 6 月の国際スーパーコンピューティング カンファレンス (ISC) と 11 月のスーパーコンピューティング カンファレンス (SC) で更新されます。このリストは、ローレンス・バークレー国立研究所の Jack Dongarra 氏、Erich Strohmaier 氏、Horst Simon 氏らによって共同で作成されました。

最新のTop500リストは2021年11月に更新されました。

バイオグラフィー

Jack J. Dongarra は、シカゴ州立大学で数学の学士号、イリノイ工科大学でコンピュータサイエンスの修士号、ニューメキシコ大学で応用数学の博士号を取得しました。

1989 年以来、テネシー大学の特別教授およびオークリッジ国立研究所の特別研究員を務めています。 2007年より英国マンチェスター大学のチューリングフェローを務めている。

Dongarra 氏は、IEEE コンピュータ パイオニア賞、SIAM/ACM コンピューティング サイエンスおよびエンジニアリング賞、ACM/IEEE ケン ケネディ賞など、数々の賞を受賞しています。彼は、ACM、米国電気電子学会 (IEEE)、応用数学協会 (SIAM)、米国科学振興協会 (AAAS)、国際スーパーコンピューティング会議 (ISC)、国際工学技術研究所 (IETI) のフェローです。さらに、彼は米国工学アカデミーの会員であり、英国王立協会の外国人会員でもあります。