芝浦工業大学のOzaki Scheme II、NVIDIA CUDAに採用

芝浦工業大学の尾崎克久教授らが開発した計算手法が、NVIDIAのGPU開発基盤に採用されました。
「Ozaki Scheme II」は、2026年9月公開の「CUDA Toolkit 13.4」に搭載されています。
AI向けGPUの低精度演算器を組み合わせ、科学シミュレーションに必要な倍精度計算を高速化します。

記事の概要

採用された手法は、2025年に発表された「Ozaki Scheme II」です。
2025年には、原理の異なる「Ozaki Scheme I」もCUDAに搭載されています。
Ozaki Scheme IIは、誤差なし変換ではなく整数の剰余を使う方式です。
NVIDIA Ampere世代以降のGPU上で、ソフトウェアとして動作します。
B200 GPUでは、実数の倍精度行列積で最大175 TFLOPSを達成します。
複素数の行列積では最大295 TFLOPSで、Rubinでは最大301 TFLOPSとされています。
理化学研究所は、次世代スーパーコンピュータ「富岳NEXT」での活用を示しています。

記事のポイント

1. 低精度演算を活用： AI向けGPUで使われる低精度の演算器を組み合わせ、倍精度相当の計算結果を導きます。
2. CUDAが自動選択： CUDA 13.4では、ワークロードに応じてOzaki Scheme IとIIを自動で選択します。
3. 広がる科学計算： 気象予測や耐震設計、新材料開発など、高精度計算を要する用途への展開が見込まれます。

このニュースがもたらす影響

• 導入を検討する企業： 既存のNVIDIA GPUを科学計算に転用できるため、専用の倍精度ハードウェアを追加調達する前に、CUDA 13.4で自社の行列計算を検証する判断が必要になりそうです。
• HPC基盤の提供者： 低精度演算器をソフトウェアで高精度計算に振り向けられるため、今後はGPUの理論性能だけでなく、ワークロード別の実効性能や電力効率を示すことが求められそうです。
• 科学計算の利用者： 気象や耐震、新材料などの計算では、AI向けGPUを高精度シミュレーションにも使える選択肢が増えます。研究機関や企業は対象処理の適合性を見極める段階に入ります。

このニュースの背景

近年のGPUは、AIの学習・推論に使う低精度計算の処理能力を優先して向上しています。
一方、気象予測や耐震設計、新材料開発などの科学シミュレーションでは、精度を担保する倍精度計算が必要です。
Ozaki Schemeは低精度演算を数学的に組み合わせ、倍精度相当の計算結果を導く手法で、2025年にはOzaki Scheme IがCUDAに採用されています。
CUDA Toolkit 13.4ではScheme IとIIがワークロードに応じて自動選択され、理化学研究所は次世代スーパーコンピュータ「富岳NEXT」での活用を示しています。

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