「オンプレのスパコンしか使ったことがない」研究室における HPC のクラウド化を支援する ISAO のクラウド 活用支援サービス

昨今、HPC (high-performance computing) による高度な演算処理を必要とする大学の研究室の多くではオンプレミスの専用 HPC サーバー、スーパーコンピューター (以下、スパコン) が使用されています。しかし、たとえば学会前などにディープラーニングを用いた研究の成果を発表しなければならないような時に、肝心なタイミングでスパコンが借りられない、借りられても使える時間が限られている、といった悩みを持つ研究室も多いのではないでしょうか。また、大学のスパコンは GPU コンピューティングでないことも多く、処理速度が課題になっているという声もよく聞かれます。

多くの研究室がこういった共通の課題を持ちながらも、クラウドの HPC リソースを活用している研究室はまだまだ少数派なのはなぜでしょうか。その大きな理由は、クラウド移行を検討しようにも選定の基準や使い方、その後の運用工数などが「利用したことがないから分からない」という点にあります。

このような、大学の研究室における HPC 利用の課題を解決する「クラウド活用支援サービス」を提供しているのが株式会社ISAO です。研究開発の現場によく見られる課題と、同社のクラウド マネジメント サービス「くらまね」について、詳しくお話をうかがいました。

「研究は “生 (なま) もの”」― 突発的に発生する研究解析ニーズに対応するためには

― 多くの大学ではスパコンを利用しているということですが、そもそもスパコンは研究室の教授や院生たち全員にとって、使いやすいものなのでしょうか。

これまで多くの民間企業や産学協業のプロジェクトを担当し、研究室のリアルを知る株式会社ISAOの石原氏は、大学での利用状況をこのように語ります。

「まずはアウトプットまでの大幅なスピードアップが必要といった、パフォーマンスに対しての課題感はよく聞きますね。また、パフォーマンス以前に、肝心な時に十分なリソースが使えない、といった問題もあるようです。大学という単位ではもちろんですが、一つの研究室の中でも、いくつもの研究が並行して進められています。そのため、研究のための ICT 環境が複数個同時に必要になることもあります。

一方で、研究室ごとに最新の HPC サーバーを持つのも難しいのが現実でしょう。もちろん、自前で GPU 搭載のコンピューターを持っている研究室もありますが、管理やバックアップ、障害対応など、本来の研究以外の部分に大きな負担がかかってしまう上に、HPC サーバーは従来のサーバーよりも大量の電力を必要とするため、コスト面の負担も大きなものとなっています。よって、多くの研究室では、HPC サーバーやスパコン利用はそのコスト面や管理面の負担軽減から共同利用が基本となりますが、研究者はスパコンを管理する事務局に申請し、順番待ちをしてやっと利用することができるので、タイムリーに利用できないことがある、という課題もあります。

また、スパコンは使用できる言語も限られていて、いわゆる「今っぽい」言語が使えないことが多いです。また、学生の研究テーマによって使用言語も変わってくるので、すべての研究が必ずしもスパコンにマッチしているとも限らず、使いづらいという声も聞こえてきます。現場で利用状況やニーズをヒアリングした結果、管理運用面でもコスト面でも、クラウドの方が安いし楽だよね、という結論に至ることは往々にしてありますね。

研究は “生 (なま) もの” です。先の先まで計画的に研究解析量が見えているわけではないので、突発的に発生する要件や、一時的にコンピューティング リソースを大きく使用するような場合は、クラウド利用にメリットがあります」(石原氏)

クラウドであれば調達のタイミングも自由度が高いため、研究室の利用状況にはマッチしていると石原氏は解説します。

また、調達面でのメリットについて、同社の菅原氏はこのように補足します。

「科学研究費 (以下、科研費) が年々削減されるなどの背景もあり、すべての研究室が資金を潤沢に使えるとは限りません。民間出資での共同研究を積極的に行うことができる研究もあれば、そうでないところもあります。そういった意味においても、クラウドは導入しやすいと言えます。

産学間での共同研究となれば、データのやり取りなどコミュニケーション全般もクラウドの方がより利便性が高くなります。さらに言えば、科研費は “国のお金” です。ですので、信用・信頼という面でも、パブリック クラウドを利用していれば、お金の流れが透明化され、不正の防御線になるという利点もあります。

研究室にとって HPC リソースのクラウド化は、演算処理の高速化や利便性向上だけでなく、状況に応じたスケーラブルな利用などコスト面でもメリットが多く、予算支出の透明性にも繋がるため、今後さまざまな大学でクラウド利用が加速していくでしょう」(菅原氏)

クラウドを使い慣れていない研究室にとって必要な支援は、
インフラ調達の部分だけではない

― 先のお話しにあったように、研究室の学生はスパコンや既存のオンプレミスを使用しているケースが多いということですが、他にはどのような支援をされているのでしょうか?

株式会社ISAO は京都大学 小山田研究室の研究開発プロジェクトを協業で進めています。石原氏は同プロジェクトをこのように振り返ります。

「小山田研究室の『仮想おばあちゃん』という AI チャットボット開発で協業させていただきました。このプロジェクトでは要件をヒアリングしたうえで、インフラ選定のコンサルティングからシステム構築、そしてその後の運用サポートと AI のトレーニングまで、ワンストップでのサポートが必要になる。また、一緒にプロジェクトを進めていく上で、学生のクラウドに対する理解の向上が必須であると考え、ハンズオン形式で学生と一緒に開発を行いました。

受託開発/運用だけではなく、ハンズオン形式の開発/オンサイトでのトレーニングで、お客さまへノウハウや知見の提供をしている点が ISAO の強みの一つです」(石原氏)

― 研究結果を具体的なサービスとして展開したいとなった際に発現する課題もあるのでは?

「そうですね、民間に向けてサービス展開するには UI/UX、マーケティング、ユーザー管理など、さまざまな知見が必要です。しかし、アルゴリズム研究を中心に行っている研究室では、それらのノウハウをお持ちでないことのほうが多いです。そういったニーズに対し、ISAO では PoC 支援や開発支援を行っています。

研究室にはアルゴリズム部分に注力して頂き、自社サービスや他社サービスの受託運営経験豊富な ISAO が、それ以外の全てをカバーするといった形をとることもあります」(石原氏)

― クラウド選定の段階において、使い慣れていないがゆえに、迷いますよね? どのクラウドで何ができるのか、Microsoft Azure だと何がいいのか分からないという状況に対してどう対応されていますか?

「それまで利用されてきたシステム環境をヒアリングし、最適な提案をさせていただいています。 Azure は Windowsや Office など日系企業でも歴史的に親和性が高く、オープンソース ソフトウェア (以下 OSS) も幅広くサポートしているため、スタートアップ企業からエンタープライズ企業といった幅広いお客様に提案が可能です。また、Azure の決済の方法 (円建てが可能である点) もニーズが高いですね。AWS ほか他社製品との違いやそれぞれの特徴を含めてご説明し、一緒に選定を行わせていただいております」(菅原氏)

「学生のうちにクラウドを使えるようになっておくと社会に出てから大きく活きる」― 人材育成にも貢献するハンズオン形式のアドバイザリー サービス

ここまでの話から、多くの研究室が持つ共通の課題は、大きくこの 3 つであることが見えてきました。

• 1 つ目は大学のスパコン/HPC ではアウトプットまでの時間がかかってしまう場合があるという課題。
• 2 つ目はアルゴリズムを具体的なサービスとして動かしたいという開発の課題。
• 3 つ目はどのクラウドで何ができるのか知らないという、知識/技術面の課題です。

これらの課題解決をワンストップで支援するのが同社のクラウド活用支援サービス「くらまね」です。大学のスパコンに代わる HPC リソースの選定や調達を支援する導入コンサルティングサービスだけではないのが「くらまね」の支援サービスの大きな特徴となっています。

― 「くらまね」について詳しく教えてください。「くらまね」を利用することで、どのように大学の研究室における課題を解決できるのでしょうか?

大きな特徴の一つが、京都大学との協業でも見られた、ハンズオン形式でのアドバイザリー サービスであり、このサービスで提供される技術移転には開発面以外にも大きな意味がある、と菅原氏は強調します。

「クラウドに触ったことがない、どのクラウドをどう使ったらいいか分からないという研究室に対して、オンサイトで Azure の使い方や各クラウドの特徴などの知見を提供していくことができます。学生のうちにクラウドを知り、触り、活用できるようになっておくことで、社会に出る頃にはクラウドを使いこなせる人材に育っている、つまりクラウド ネイティブの人材育成に貢献できるという点が、このサービスの大きなメリットだと考えています」(菅原氏)

研究室の学生は必ずしも ICT の専門家ではありません。しかし今後、社会全体で ICT 活用が加速していく中で、「くらまね」のサービスを利用することで自身の研究を進めながら最新のクラウド技術を学べる、知見を得られるという体験は、社会に出てから大きく活きてくると言えるでしょう。

また、本来の研究以外の部分を広くサポートしているのが「くらまね」のもう一つの大きな特徴です。研究室で作ったアルゴリズムは、人体に例えれば「脳」であり、動くためには「体 (からだ)」が必要になります。この多岐に渡る体 (からだ)の部分を任せられるのが「くらまね」のサービスだと石原氏は解説します。

「ISAO 自身、これまで自社でさまざまなサービスを運営してきましたし、受託としてもいろいろなお客様の業務に携わってきました。その中で、ISAO の特長として確立されたのが、大規模 SIer でなければ持っていない規模のバリューチェーンの広さです。たとえば、インフラをどういう風に用意するかという部分はもちろん、バックエンドのサーバー開発、ユーザーが触るモバイルアプリの開発、Web インターフェースの開発、セキュリティへの対策、デザイン、UI/UX、ユーザー管理、課金決済、Web マーケティングまで、研究室が実現しようとしていることに対して、ISAO のバリューチェーンの中から必要なリソースをワンストップで提供できます」(石原氏)

クラウド黎明期からクラウド インテグレーターとしてサービスを提供してきた、豊富な実績を持つ同社と「くらまね」の強みについて、菅原氏はこのように締めくくりました。

「さまざまな業界に対してサービスを提供してきた経験を活かし、リリースのタイミングやロードマップと照らし合わせた、最適なご提案ができます。研究においても、大学のスパコンを使って行っていたようなことをクラウドに置き換えることでどういうことが実現できるようになるか? といったお手伝いをさせていただきます。文教向けメニューもありますので、ぜひお問い合わせください」

株式会社ISAO (ISAO Corporation)

• 所在地: 〒111-0053 東京都台東区浅草橋 5-20-8 CS タワー 7 階
• お問い合わせ: 03-5825-9339 (平日 10 時～ 18 時)
• コーポレートサイト URL: https://www.isao.co.jp/ (新しいウィンドウで開きます)
• くらまねポータル URL: https://kuramane.isao.co.jp/ (新しいウィンドウで開きます)

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