Folding@home gromakų klausimai

FAH tobulinimo komanda (pradininkas Guha Jayachandran) glaudžiai bendradarbiavo su Gromacs kūrimo ir tobulinimo komanda (pradininkas Erik Lindahl), stengdamiesi įjungti gromakus į FAH skaičiavimus. Maloniai kviečiame apsilankyti www.gromacs.org tinklapyje, jei norite sužinoti daugiau, ar pritaikyti šią programą savo moksliniams tyrimams.

Kaip FAH dalyvis, ar man reikia ką nors daryti?

Ne. Gromakų algoritmai yra naujinami pas mus, ir pasenus jūsų kompiuteryje esančiai versijai, ji atsinaujins automatiškai.

Kam jie reikalingi FAH? Ką jūs išlošiate?

Tokiam projektui kaip FAH, gromakų panaudojimas turėjo dramatišką įtaką. Lyginant su pradiniu FAH algoritmu (Jay Ponder's Tinker), gromakų teikiamas skaičiavimo greitis tam tikrais atvejais yra 30 kartų didesnis. Taigi panaudojant tuos pačius kompiuterinius resursus, mūsų produktyvumas padidėjo apie 20 kartų bendrame skaičiavime.

Jei jis greitesnis, tai duodate daugiau taškų?

Deja, mes premijuojame CPU laiką, ne atliekamą darbą, taigi deja taškų yra tiek pat, kaip ir iki šiol.

Kokiu būdu gromakai gali būti tiek greitesni?

Tai specialus produktas, kūrinys, sukurtas ir optimizuotas greičiui. Jis vis tobulinamas atsirandant naujoms centrinių procesorių instrukcijoms (3D-Now!, SSE, SSE2). Mes nusprendėm neišradinėti dviračio, ir vietoj to kad perprogramuotume savo algoritmus naujoms instrukcijoms, "susidėjome" su Gromacs kūrėjais, ir dėl to esame patenkinti.

Ar turiu pats aktyvuoti SSE/3D-Now/Altivec komandas?

Ne, FAH programa pati randa ir įjungia reikiamą procesoriaus instrukciją, jei tokia yra prieinama. Linux atveju reikėtų 2,4,x serijos kernel, arba vėlesnės.

Kodėl nepradėjote nuo Gromacs?

2000 metų vasarą tam nebuvo galimybės. Mes pasirinkome modelį, kuris patenkino mūsų siaurų galimybių bet plačių užmojų poreikius- t.y. pradėjome skaičiavimus su tirpiklio įtaka. Gromakai neturi galimybės modeliuoti dinamikos su tirpikliu, kita vertus, tuo metu Gromacs panaudojimas dar buvo ir licencijuotas bei sunkiai prieinamas. Šiandien, kai dalyje skaičiavimu nebekreipiame dėmesio į tirpiklį, Gromacs mums labai padeda.

Ar Tinker naudojimas greta Gromacs nelėtina jūsų darbo?

Ne. Be to, kad mums kartais vis dar reikia tirpiklio mūsų modeliavime, mes dar ir pagerinome pirminį Tinker, todėl abiem metodais gaunami duomenys yra protingi. Bet su praeityje atliktais tyrimais, mes vis daugiau turime galimybių ir tikslų pereiti prie Gromacs.

Kas atsitiks Tinker?

Tinker algoritmas yra tinkamas keliems tipams skaičiavimų, kurių niekas kol kas nepavaduoja (tirpiklio modelis, jėgos laukai, poliarizuojami modeliai ir kt.). Kita vertus, mes bandome eksportuoti tinkerio privalumus į gromakus. Ir trečia, mes netgi pasiūlėme savo patobulinimus Tinker kūrėjui Jay Ponder, kad jie būtų įtraukti į bazinį modelį. Ir tai jūsų dėka!

Bet juk gromakai yra komerciniai.

Folding@home projektui buvo suteikta nemokama licencija nekomerciniam, ne-GPL naudojimui, todėl mes galim jį modifikuoti, ir neprivalom atskleisti savo modifikacijų programinio kodo. Mes planuojame savo patobulinimus apsaugoti GPL (žiūrėkite žemiau).

Kodėl speciali licencija?

Folding@home naudoja specialius checksum skaičiavimo klaidų nustatymui ir duomenų vientisumui išlaikyti. Mums būtina garantuoti savo darbų patikimumą ir tikrumą, todėl negalime atskleisti kodo, kuris gali pakenkti mūsų darbui. Tačiau tai vienintelis atvejis kurį laikome slaptoje, o kiti patobulinimai bus atskleisti Gromacs kūrėjams ir "apvilkti" GPL.

Kokius Gromacs patobulinimus sukūrėte, ir kada jie bus prieinami viešai?

Patobulinimus išleisime, kai glautinai juos sutvarkysime. Sunku pasakyti tikslią datą, kada tai įvyks. Patobulinimai daugiausia yra iš Tinker algoritmo:

  • Andersen temperature and pressure control
  • Porting of force fields, including Amber, OPLS, and CHARMM
  • Additional methods or modifications for thermodynamics calculations, especially thermodynamic integration (TI)
  • Some implicit solvation models
  • Checksumming of output files

Ką apie visa tai mano Gromacs kūrėjai?

Cituoju Erik Lindahl, vieną iš Gromacs pradininkų: "Mes labai džiaugiamės matydami šį kodą veikiant geruose tiksluose, ir esam pamaloninti, būdami paties didžiausio kompiuterinio lankstymo modeliavimo eksperimento visoje mokslo istorijoje dalimi. Mes manom kad yra svarbu paremti Folding@home projektą, nes tai atviras projektas, skirtingai nuo daugybės kitų, panašių į šitą; yra didžiulis skirtumas, kai moksliniai rezultatai publikuojami viešai, o ne slepiami mažai kam prieinamose duomenų bazėse (ir tai nėra labai sąžininga, jei dovanojai tam tikslui savo nuosavo kompiuterio laiką). "

Ar galima išjungti SSE/3D-Now?

Taip, programos konfigūravime yra tokia galimybė. Dažnai programa pati tai padaro, jei pastebi, kad kompiuteris persikrovė ar dirbo nestabiliai. Pažangių instrukcijų įjungimas kai kuriuose procesoriuose labai pakelia išskiriamos šilumos kiekį, turėkite tai omeny, jei nuspręstumėt dirbtinai tas instrukcijas įjungti (komanda -forceasm).

Ar yra kokių kitų branduolių Gromacs pagrindu?

Prie originaliojo Gromacs core (core 78), iš tiesų nemažai naujų branduolių buvo įvesta į FAH skaičiavimus.

  • The DGromacs core (core 79) is compiled for double precision calculations, for cases where higher precision is needed. We use SSE2 in this case to speed calculations on CPUs that support SSE2.
  • The GBGromacs core (core 7a) adds the Generalized Born implicit solvent to Gromacs; we have set this up as a separate core since this technology is still a bit experimental and we do not want to taint the main production Gromacs core (core 78).
  • The Double Gromacs B core (core 7b) is very similiar to the Double Gromacs core. This new fahcore_7b has several scientific additions to the core.
  • The Gromacs Serial Replica Exchange Method core (core 80), also known as GroST (Gromacs Serial replica exchange with Temperatures), uses Replica Exchange Method in its simulations also known as REMD, Replica Exchange Molecular Dynamics.
  • GROSimT is a new (May 2007) Gromacs core (core 81) that performs simulated tempering. Simulated tempering is one of the sampling algorithms, of which the basic idea is to enhance sampling by periodically raising and lowering temperature. Using this new core, we are hoping to sample more efficiently the transitions between folded and unfolded conformations of proteins.
  • The Gromacs 33 core (core a0) contains features from more recent versions of Gromacs which have been ported to Folding@Home, allowing a broader range of simulations to be run.
  • The Gromacs SMP FAQ core (core a1) supports running on multiprocessor or multicore processor systems. This core is currently available for Mac OSX, Linux x86-64 and Windows x86.

Tolesnei informacijai žiūrėkite: