レプリカ交換分子動力学法を用いたシミュレーション並列化フレームワーク

• Item type: Trans(1)
• 公開日: 2004-05-15
• タイトル: レプリカ交換分子動力学法を用いたシミュレーション並列化フレームワーク
• タイトル / 言語: en
• タイトル: A Composable Framework to Parallelize Simulation Programs through Replica - Exchange Molecular Dynamics
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: グリッド応用
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
• 資源タイプ: journal article
• 著者所属: 産業技術総合研究所グリッド研究センター／科学技術振興事業団計算科学技術活用型特定研究開発推進事業／現在，株式会社富士通研究所ナノテクノロジー研究センター
• 著者所属: 産業技術総合研究所グリッド研究センター／科学技術振興事業団計算科学技術活用型特定研究開発推進事業
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Grid Technology Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST/"Research and Development for Applying Advanced Computational Science and Technology" of Japan Science and Technology Corporation/Presently with Nanotechnology Research Center, FUJITSU LABORATORIES LTD.
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Grid Technology Research Center, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST/"Research and Development for Applying Advanced Computational Science and Technology" of Japan Science and Technology Corporation
• 著者名: 伊藤, 正勝; 長嶋, 雲兵
• 著者名(英): Masakatsu, Ito; Umpei, Nagashima
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 生体分子のシミュレーションを開発する際には，正確な熱力学量を求めるための膨大な計算コストと，対象系に合わせて多様なシミュレーションプログラムを開発する煩雑さが問題となる．これに対し，我々は，レプリカ交換分子動力学法に基づいてシミュレーションを並列化し，計算時間を短縮するためのツールキット（REMD toolkit）を開発した．また，対象系に応じて，サンプリング方法，ポテンシャルエネルギー関数などの組合せを変えることができるように，ツールキットをカスタマイズ可能なソフトウェアコンポーネントの集まりとして設計した．これにより，様々なシミュレーション機能が，ツールキットが提供するコンポーネントと，外部プログラムに由来するコンポーネントの組合せとして実現される．ツールキットを検証するために，原子クラスタAr13，オリゴペプチド(Ala)10といったモデルケースのそれぞれについて，プログラムを生成し，実行した．この結果，レプリカ数の増加により総計算量は圧縮され，さらに並列化によって計算時間はCPU数に反比例して短縮されることが確認された．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: We have developed a toolkit to generate a replica-exchange molecular dynamics program which accelerates the estimation of thermodynamical quantities. The toolkit is designed as a set of software components, so that any new variant of simulation program can be built by assembling suitable components. They are categorized according to three types of customizations : (1) parallelization of simulation programs, (2) selection of structure sampling method, and (3) incorporation of an arbitrary force field implementation into the program. The extensibility of the toolkit is demonstrated by generating new variants of replica-exchange molecular dynamics programs, and the efficiency of the generated programs is examined in the heat capacity estimation of Ar13 and (Ala)10. It is shown that the replica-exchange scheme not only reduces the total computational cost with the increase in the number of replicas but achieves almost linear-speedup with the number of CPUs.
• 書誌レコードID / 収録物識別子タイプ: NCID
• 書誌レコードID / 収録物識別子: AA11833852
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌コンピューティングシステム（ACS）; 巻 45, 号 SIG06(ACS6), p. 234-243, 発行日 2004-05-15
• ISSN / 収録物識別子タイプ: ISSN
• ISSN / 収録物識別子: 1882-7829
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会