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教室にスーパーコンピュータを
- 2. 小 坂 貴 美 男 @kimio_kosaka 2
- 5. Raspberry Pi Cluster Makers & 高校向け教育利用 5
- 8. 8
- 9. Tips (1) 電源 GPIOピンヘッダから供給 B+ USB 500mA制限（ 解除方法あり） 9
- 10. Tips (2) リセット 10
- 11. ソフトウェア 11 MPI Message Passing Interface $sudo apt-get install ××××××
- 12. 円周率を求める 12
- 15. 15
- 16. 16
- 23. スパコンの基礎を学ぶ 23
- 24. 24
- 25. 25
- 26. One more things G01-01 RPi Cluster Computer Bullet-time System 26
- 27. 27
- 29. 29
Editor's Notes
- それでは，教室にスパーコンピュータを のプレゼンを始めさせていただきます
- 先ずは自己紹介です。私は小阪貴美男と言います。 Maker活動では
- O’baka project と題していろいろな役に立たないモノを作りみなさんに楽しんでいただいております
- 本業は，高校の教員です。
- 今日は，RPiで作ったクラスタコンピュータと 一般Makersや高校生がスパコンについて学ぶプロジェクトについてお話をしたいと思います
- まず最初にRPiですが，ご存知のとおり，名刺サイズのコンピュータで， 色々なタイプがありますが写真のB＋は約３０００円で購入できます この，RPiをズラーっと並べてクラスタコンピュータ（並列計算機）を作ろうと考えました。利用目的は「作ったら面白い」と後付で授業の教材用です
- 作りました。写真のように３２個のRPiをネットワークでつなぎます。 １台をマスターにして残り３１台をスレーブ（子機）とする構成です クラスタを構成するコンピュータ１台１台をノードといいます。 ３２ノードクラスタコンピュータ webに制作事例がたくさんあります。
- 並列計算機とは 畑を耕すーータスクを考えたとき一人で耕すより 畑を細かく分割して多人数で耕したら早く終わります コンピュータのタスクも複数台のコンピュータで並列処理すれば短時間で終わる これが，スパコンの計算速度が早い理由で， Rpiでスパコンと同じように動くものを作って見ようと思った訳です。
- 並列計算機は各ノードが協調して動かなくてなりません。 各ノードがメッセージ交換しながら協調するMPIと言われるソフトウエア環境を導入しました。MPIはスパコンで広く用いられている方法だそうです インスロールはapt-get install パッケージ名 で簡単にインストールできます。
- ハード，ソフトがセットアップできたので， 先行事例にならって円周率の計算をやらせて見ました 各ノードに計算が割り振られ，各ノードで計算した結果がマスターに集められて 円周率が求まる行程を見ることができた。が，処理速度は遅い 先行事例をみると，RPiクラスタは学習用，スパコンに掛ける前のプログラム事前検証用に使われています。私のつくったのも授業の教材として使う目的もあります。
- 高校の情報関連の授業でスパコンに触れることはあります。 ただし，一般的な話で→複数のコンピュータが束になって計算するから早い程度の内容 スパコンでどのように計算処理しているかは触れない スパコン並列計算機はブラックボックス RPi並列計算機でその動作を体験すればスパコンで何をなっているかわかる（ブラックボックスの中がわかる）ブラックボックスの中身を知るのは楽しい プログラミング好きの高校生な並列計算処理のアルゴリズムはその興味を大きく刺激する
- と言うとで，自分も並列計算処理のプログラムを書いて実行して見ようと思いました が，並列計算とかMPIについては全くの素人なので，まず，入門テキストの探索から入りました。が，ズブの素人向けのテキストはありません
- 大学の研究室のWebサイトにスパコンや並列計算の学習テキストがありました。 書籍ととしては写真のスパコン。プログラミング入門等もありました が ズブの素人が独習できるレベルの入門書は無いです。
- サルでもできるとかネコでもわかるとか，ズブの素人向けのものがあると 嬉しいですがありません。 そうしていると
- 娘の旦那から米国オークリッジ国立研究所のTini Titan プロジェクトの紹介がありました。プロジェクトのWebを見てみましょう，$1000のスパコンでスパコンの基礎を習得させる目的 ハードの作り方〜ソフトのセットアップ〜サンプルプログラムが掲載されています。 カリキュラムはカミングスーン 今年６月に公開されたとニュースに出た。学生（高校生〜大学フレッシュマン）を対象とした利用の普及も考えている様子もある。このプロジェクトはぜひ軌道に乗ってほしいと思います。さて，このように広く普及活動が進んだら，
- 一般Makersもスパコンを使う時代が来るのではと思うようになった。次の高校生の一言で一般makersがスパコンを使えるようになると絶対に面白いと確信した
- これは，MMDで作った動画コンテンツを高精度動画にするためBlenderに持って行って数分の高精度動画コンテンツのレンダリングに１０時間ぐらいパソコンを稼働させるんだそうです。 レンダリングは長大な計算の繰り返しでスパコン〜並列計算機の得意分野です で，
- こんな仕掛けでレンダリングすればあっと言う間に終わります。 早く終われば，修正ーレンダリングを短時間に何回も行えるので，コンテンツの質はドンドン向上します。一般makersの作成コンテンツがピクサーに匹敵するようになるかもしれないですね 一般人がスパコン京を使ってすごい３D動画を作る…まさにクールジャパンですよ 一般Makersがスパコン…高性能計算機能（HPC）が利用できるようになるとレンダリングに限らす色々な新たな利用と成果が出てくるようになるのではないかと思います レーザカッターとか３Dプリンタと同じように… 次に一般Makersがスパコンを利用できるようになるにはどうすれば良いか探ってみました。 残念ながら個人で利用できるモノはないようです。が
- 企業・団体の法人が利用できるスパコンはあります。 例えばファボラボあたりが利用アカウントを得て，ファボラボを通して個人がスパコンに計算ジョブを送ると言うような形態で利用可能になります 一般makersがスパコンを利用できる環境はやれば作れそうです。
- 共同利用工房 例えば FabLabあたりが並列計算機を持って会員が利用 FabLabが産業用スパコンの利用企業（共同利用母体）になって会員がFabLabを通して産業用スパコンを使う 産業用スパコンの例として
- こういう状況を見ると一般Makersがスパコンの基礎，並列計算の基礎を学ぶのは有益であり，その辺のところが楽しく学べる教材とか並列計算のついて気軽に学べるセミナーとか，を準備しておくべきと思います。 私もスパコンを実体験できる授業などを高校ので実施して行きたいとおもっています，そろそろ時間が来ましたので，おバカプロジェクト作ったRasPiclusterが有効に使えるよ無駄ではないよと断言してプレゼンを終わりたいとおもいます〜が…最後にもう一つ
- 一般Makers がスパコン利用できるとき ズブの素人向けの入門書は必要だろう
- 作成したRPiクラスタマシンを今日明日と展示します。 展示ブースはG０１−０１です。 円周率計算を見ていただいても面白くないので，エンターテイメントに振った展示をしています。 バレットタイム撮影の動画を２０秒ほどで作り上げるしかけです。 バレットタイム動画というのはこれです
- 視点がぐるっと回る マトリクスのあれです ２０秒くらいで動画ができますので，ぜひ体験してください。 また，展示ブースで皆様と色々なお話ができればと思います。 以上で，本当にプレゼンを終わります。最後までお付き合いいただきありがとうございました。