並列化Barnes-Hut Tree Codeを用いた高精度なタンパク質分子動力学法プログラムの開発 Development of Molecular Dynamics Programs for Proteins with a Parallelized Barnes-Hut Tree Code

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抄録

タンパク質の分子動力学(MD)シミュレーションでは, 非結合性のクーロン相互作用の計算が処理の大半を占めており, 処理全体の高速化のためには, クーロン相互作用計算の効率的な並列化による計算時間の短縮が必要である.我々は, 先に並列化した多体問題用のBarnes-Hut tree codeをクーロン相互作用の計算に適用した2つの新しい並列MDプログラム, MolTreCとTreecode AMBERを開発した.開発した並列MDプログラムは, 水溶液中のタンパク質の系を, 従来のカットオフ近似を使わずに精度良く並列計算することが可能である.プログラムは, MPIライブラリを用いて並列化されており, 分散メモリ型並列計算機やクラスタ型計算機の上で効率良く動作する.また, 全空間内のクーロン相互作用を精度良く考慮しながらも, 計算時間はAMBERでの12Åカットオフ近似の場合と比べ, ほぼ同程度にとどめられることが分かった(11585原子のprowatベンチマークにおいて, SR2201 256プロセッサ上で逐次処理の約111倍の高速化, AMBER Ver.5.0の約1.8倍の計算時間).

In this paper, we describe the design and the MPI-implementation of two parallel tree code molecular dynamics programs called the MolTreC and the Treecode AMBER, respectively. Both programs were developed using the parallel Barnes-Hut tree code for calculating Coulomb interactions which have been developed in earlier work. The parallel programs can rapidly calculate the Coulomb interactions of proteins in water without any cutoff approximations. They showed good speedups on distributed-memory multiprocessors and on PC clusters. MolTreC showed 111-fold speedup on SR2201 with 256 processors for the prowat benchmark of 11585 atoms. It was only 1.8-times slower than AMBER with 12Å cutoff approximation.

収録刊行物

  • 情報処理学会論文誌

    情報処理学会論文誌 00041(00005), 1538-1548, 2000-05-15

    一般社団法人情報処理学会

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110002725444
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00116647
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    03875806
  • NDL 記事登録ID
    5373234
  • NDL 雑誌分類
    ZM13(科学技術--科学技術一般--データ処理・計算機)
  • NDL 請求記号
    Z14-741
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  NII-ELS 
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