Ab initioペア近似法による並列分子軌道計算プログラムABINIT - MPの作成と性能評価

• Item type: Trans(1)
• 公開日: 2000-08-15
• タイトル: Ab initioペア近似法による並列分子軌道計算プログラムABINIT - MPの作成と性能評価
• タイトル / 言語: en
• タイトル: Parallelization and Performance Evaluation of Fragment Molecular Orbital Method Program ABINIT - MP
• 言語: jpn
• キーワード / 主題Scheme: Other
• キーワード / 主題: 応用・アルゴリズム
• 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: 株式会社富士総合研究所
• 著者所属: 技術研究組合新情報処理開発機構／現在，電子技術総合研究所
• 著者所属: 国立医薬品食品衛生研究所
• 著者所属: 生命工学工業技術研究所
• 著者所属: 大阪府立大学
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Fuji Research Institute Corporation
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Real World Computing Partnership/Presently with Electrotechnical Laboratory
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): National Institute of Health Sciences
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): National Institute of Bioscience and Human - Technology
• 著者所属(英): en
• 著者所属(英): Osaka Prefecture University
• 著者名: 佐藤智之; 秋山, 泰; 中野, 達也; 上林, 正巳; 北浦, 和夫
• 著者名(英): Toshiyuki, Sato; Yutaka, Akiyama; Tatsuya, Nakano; Masami, Uebayasi; Kazuo, Kitaura
• 論文抄録 / 内容記述タイプ: Other
• 論文抄録 / 内容記述: 巨大タンパク質を対象とした精密な電子状態の計算を実現するため，ab initio 分子軌道法（ ab initio MO法）の枠組みの中でフラグメントペア近似を行う，Kitaura (1999)の「 ab initio ペア近似」の理論を採用した並列分子軌道計算プログラムABINIT-MPを作成し，並列計算機上での性能評価を行った． Ab initio MO法の本来の計算量が系の大きさの4乗に比例するのに対して，ab initio ペア近似法では系の大きさの2乗に比例するため，大幅に計算時間を短縮できる．本手法は分子をフラグメントに分割し，フラグメント単位，あるいはフラグメントペア単位で分子軌道計算の大部分を行うため，並列化に適している．ペア近似による計算精度の犠牲は問題にならないことが分かっている．HF/STO-3G基底関数レベルのテスト計算をHitachi SR2201（150MHz PA-RISC，256PU 256MB）上で行ったところ，193プロセッサを使用することにより，アクチン結合タンパク質（PDB entry 1VII，36アミノ酸残基）に対して6120秒で全エネルギーと分子の電荷密度を計算することができた．また，溶媒の効果を考慮するとに重要になる水クラスター995分子の計算では，249プロセッサ使用時に並列化効率78%を達成することができた．ABINIT-MPの研究成果はWWW上（http://hse.nihs.go.jp/abinitmp/）で公開している．
• 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 new parallelized molecular orbital program called ABINIT-MP. In order to achieve ab initio MO calculation of biological macromolecules like proteins, ABINIT-MP combines a new fast calculation method and a large-scale parallelization technique. The program employs Kitaura's fragment molecular orbital method (1999). With the pair approximation, calculation is reduced from O(N4) to O(N2) where N is bases sizes at the problem. Efficient parallelization of the method has been done on ABINIT-MP.With ABINIT-MP we can calculate the total energyand charge density of an actin binding protein (PDB 1VII, 36 amino acids)within only 6120 seconds (on Hitachi SR2201 150,MHz) using 193 processors in parallel.A water cluster with 995 H2O molecules is calculated using 249 processors,showing very high parallel efficiency of 78%.The research results of ABINIT-MP areavailable on the WWW server (http://hse.nihs.go.jp/abinitmp/).
• 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: AA11560614
• 書誌情報: 情報処理学会論文誌ハイパフォーマンスコンピューティングシステム（HPS）; 巻 41, 号 SIG05(HPS1), p. 104-112, 発行日 2000-08-15
• 出版者 / 言語: ja
• 出版者: 情報処理学会