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超並列計算機上での生体分子の分子動力学法シミュレーションにおける動的負荷分散法

大规模并行计算机上生物分子分子动力学模拟的动态负载平衡方法

基本信息

批准号：
13780215
负责人：
林亮子
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Japan Advanced Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、空間中での原子・分子の分布が希薄かつ不均一な状態での分子動力学法の高速実装法について引き続き研究を行った。これまで良く使われてきた実装法は、分子を同数だけプロセッサ要素に割り当てる分子分割法と、シミュレーション空間を分割してプロセッサ要素に割り当てる領域分割法である。しかし、空間中での原子・分子の分布が希薄かつ不均一な状態ではそのどちらも一長一短であり、高速実行が困難であった。そこで、領域分割法をベースにして分割小領域を間接的に使って分子分割法に似たプログラム構造を持つハイブリッド実装法を提案し、性能評価を行った。その結果、ハイブリッド実装法では、空間中での原子・分子の分布が変動した場合の実行時間の変動を領域分割法よりも小さくできることがわかった。蛋白質の構造を調べる別なアプローチとしては、蛋白質をアミノ酸環基の1次元配列とみなし、すでに立体構造が分かっている蛋白質と未知の蛋白質のアミノ酸残基列を比較して3次元構造を予測するアプローチもある。今年度は3次元構造予測プログラムの一つであるFASTAの並列化を検討した。既存の並列化バージョンの性能評価を行った結果、FASTA実行開始時のデータ分配が実行時間を増加させることがわかった。そこで、データ分配部分を並列化して性能評価を行った結果、FASTA実行開始部分を高速化することができた。さらに今年度は、立体型のスクリーンに画像表示することで、あたかも中にいるような視覚効果が得られる没入型3次元仮想現実体感システムCAVEを利用した可視化を行った。大規模シミュレーション結果は大量のデータであるため、得られた結果を直観的に把握するための可視化が重要である。今年度の段階では論文発表には至っていないが、来年度以降も継続して研究を行い、さらに発展させる予定である。

This year, the distribution of atoms and molecules in space is expected to be thin and heterogeneous. The molecular dynamics method is used to study the high speed implementation method. This is a good way to divide the space between molecules and elements. The atoms and molecules in the space are distributed in a thin and uneven state, and it is difficult to travel at high speed. The domain segmentation method is used to segment the small domain indirectly. The molecular segmentation method is used to segment the structure of the domain. The performance evaluation method is used to propose the domain segmentation method. As a result, the distribution of atoms and molecules in space changes, and the time of operation changes. The structure of protein is different from that of protein. The structure of protein is different from that of protein. The structure of protein is different from that of protein. This year's three-dimensional structure prediction will be discussed in detail. Performance evaluation results of existing parallel projects, distribution of data at the start of FASTA implementation, and time to implementation increased. The first part of FASTA is to speed up the performance evaluation. This year, the three-dimensional image is displayed in the middle of the image. The three-dimensional image is displayed in the middle of the image. The three-dimensional image is displayed in the middle of the image. The results of large-scale research are important for understanding and understanding. This year's stage will be determined before the paper is published, and the next year's research will be carried out and carried out today.