レプリカ交換分子動力学法による分子シミュレーション並列化REMD Toolkit

• Item type: SIG Technical Reports(1)
• 公開日: 2003-08-04
• タイトル: レプリカ交換分子動力学法による分子シミュレーション並列化REMD Toolkit
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Parallelization of Molecular Simulations through Replica Exchange Molecular Dynamics
• 言語: jpn
• 資源タイプ / 資源タイプ識別子: http://purl.org/coar/resource_type/c_18gh
• 資源タイプ: technical report
• 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: 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
• 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行う場合，正確な熱力学量を求めるために膨大な計算コストが必要となり，また，対象系に適合したシミュレーションを行うためには，様々な統計集団，モデル関数とサンプリング法の組合わせについて，多様なプログラムを開発する必要がある．この問題に対し，我々は，レプリカ交換法によりシミュレーションのための計算量を圧縮し，さらに，並列化により計算時間を減らすためのツールキット(REMD toolkit)を開発した．また，対象となる系に合わせて，サンプリング方法，ポテンシャルエネルギー関数などを自由に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．本稿では，REMD toolkitの概要を説明するとともに，モデルケースとして，分子力場CHARMM 5) へとカスタマイズすることでオリゴペプチド(Ala)10のシミュレーションを行った結果についても述べる．この結果，レプリカ数の増加により総計算量は圧縮され，さらに並列化を行うと，CPU数に反比例して計算時間が短くできることが観測された．
• 論文抄録(英) / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録(英) / 内容記述: We developed a toolkit to generate a replica exchange method program which is suitable to solve the multiple-minima problem that prevents the accurate estimation of thermodynamical quantities. The toolkit was designed as an object--oriented framework containing of a set of C++ abstract classes whose subclasses enable one to incorporate an arbitrary force field implementation, to select Monte Carlo / molecular dynamics algorithm interchangeably in the replica exchage scheme, and to parallelize the simulation program. The extensibility of the toolkit was demonstrated by generating a new variant of replica exchange method program which implements CHARMM 5) force field.It was shown that the replica exchange schemenot only reduces the total computational costwith the increase in the number of replicasbut 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: AN10463942
• 書誌情報: 情報処理学会研究報告ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）; 巻 2003, 号 83(2003-HPC-095), p. 35-40, 発行日 2003-08-04
• Notice: SIG Technical Reports are nonrefereed and hence may later appear in any journals, conferences, symposia, etc.
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会