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タンパク質の構造と機能の予測のための計算資源提供型広域計算

广域计算为预测蛋白质结构和功能提供计算资源

基本信息

批准号：
16016265
负责人：
網崎孝志
金额：
$ 4.61万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質の構造と機能の解明のための理論的アプローチでは、分子動力学(molecular dynamics ; MD)計算に期待が集まるが、莫大な計算量のため、現時点では、計算環境に恵まれた一部の科学者がチャレンジしているに過ぎない。本研究は、広域的なMD計算グリッドのプロトタイプの制作を通して、必要な基盤技術を整備し、一般のタンパク質科学者へMD計算資源を提供するための仕組みを構築することを目的とし、実際にそれを達成した。MD計算最大の難点は二体相互作用求値にあるが、本研究では、それに、専用計算ボードと高速アルゴリズムの併用によるMD専用クラスタを用い、その計算パワーを伝達するためのMDグリッドシステムの設計とGridRPC方式(Ninf-G)による実装を行った。この方式は、数十Mbps程度のネットワーク性能であっても、ユーザ側では一桁以上の実行時間短縮が見込めた。反面、MD専用クラスタの性能がネットワーク性能に比べ強大であればあるほど、データ通信待機のためにMD専用クラスタに遊休時間を生じる。このようなシステムの利用率の問題を改善するため、サービスを多重化すること、すなわち、同時に複数のMD計算要求に対応することとした。そのためには、MD計算クラスタを構成するノードの運用を統一的に管理する機構が必要となる。本年度は、専用計算ボード管理がGlobus資源管理機構の一部として機能するような階層的グリッド資源管理機構を構築し、その上で、サービス多重化により、サービスの質(遠隔地ユーザに伝達される計算パワー)を維持したまま、利用率を向上することが可能であることを、実証実験により確認した。これまでの一連の研究により、効果的なMD計算グリッドの実現の一例を示すことができたと考えられる。

The structure and function of molecular dynamics (MD) calculation are expected to be concentrated, the calculation quantity is large, and the calculation environment is a part of the science. This study aims to provide general knowledge and knowledge of MD computing resources for the development of MD computing systems. The most difficult part of MD calculation is to calculate the value of two-body interaction. In this study, the design of MD model and the implementation of GridRPC method (Ninf-G) are discussed. This method reduces the running time of the system by tens of Mbps. On the other hand, the performance of MD system is higher than that of MD system. The problem of improving the utilization rate of the system is that the system needs to be multiplexed, and the system needs to be multiplexed. It is necessary for the organization to unify the management of MD and MD computing. This year, the Globus resource management organization is composed of a number of layers of computing resources, and the quality of services (remote computing resources) is maintained and the utilization rate is increased. An example of the implementation of MD calculation in this study is shown.