Folding@home

Folding@Home

Képernyőkép a PlayStation 3 -hoz készült Folding@home kliensről , amely a szimulált fehérje 3D-s modelljét mutatja
Típusú Elosztott számítástechnika
Szerző Vijay Pande
Fejlesztő Stanford Egyetem / Pande Group
Operációs rendszer Microsoft Windows [2] , macOS [2] , GNU/Linux [2] és FreeBSD [3]
Interfész nyelvek angol
Első kiadás 2000. október 1
Hardver platform Többplatformos szoftver
legújabb verzió 7.6.21 (2020.10.20)
Engedély Saját [1]
Weboldal foldingathome.org
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

A Folding@Home (F@H, FAH) egy elosztott számítástechnikai projekt a fehérjehajtogatás számítógépes szimulációjához . A projektet 2000. október 1-jén indították el a Stanford Egyetem tudósai . 2008 júliusában  ez volt a legnagyobb elosztott számítástechnikai projekt, mind a teljesítményt, mind a résztvevők számát tekintve [ 4] . 2017-ben a Bitcoin lett a legnagyobb elosztott számítástechnikai projekt , megelőzve a Folding@Home-ot [5] .

Miután elkészült, a Genome@home projekt csatlakozott a Folding@home-hoz.

A projekt célja és jelentősége

A projekt célja a hibás fehérjék okozta betegségek, mint például az Alzheimer-kór , a Parkinson-kór , a 2-es típusú cukorbetegség , a Creutzfeldt-Jakob-kór (madármarha-kór), a szklerózis és a rák különböző formáinak jobb megértése modellezéssel. a fehérjemolekulák feltekeredésének/kibontakozásának folyamatai . A Folding@home projekt eddig sikeresen szimulálta a fehérjemolekulák 5-10 µs alatti hajtogatásának folyamatát, ami több ezerszer több, mint a korábbi modellezési kísérletek.

2007-ben a projekt a fehérje feltekeredésének modellezését ezredmásodperces időintervallumban (NTL9 fehérje), 2010-ben - 10 ezredmásodperces időintervallumban (ACBP) végezte.

A kísérlet eredményei szerint több mint 212 tudományos közlemény jelent meg [6] .

Működési elvek

A számítások elvégzéséhez a Folding@home nem szuperszámítógépet , hanem több százezer személyi számítógép számítási teljesítményét használja a világ minden tájáról. A projektben való részvételhez egy személynek le kell töltenie egy kis ügyfélprogramot. A Folding@Home kliensprogram a háttérben fut, és csak akkor hajt végre számításokat, ha más alkalmazások nem használják ki teljesen a processzorerőforrásokat.

A Folding@home kliensprogram időnként csatlakozik a kiszolgálóhoz, hogy megkapja a számításokhoz szükséges adatok következő részét. A számítások elvégzése után az eredményeket visszaküldik.

A projekt résztvevői láthatják hozzájárulásuk statisztikáit. Minden résztvevő egy vagy több számítógépen futtathatja a kliens programot, csatlakozhat valamelyik csapathoz.

A dolgok jelenlegi állása

Számítási teljesítmény, exaflops Teljesítés dátuma
0,001 2007. szeptember 16
0,002 2008. május 7
0,003 2008. augusztus 20
0,004 2008. szeptember 28
0,005 2009. február 18
0,006 2011. november 10
0,01 2013. szeptember 19
0,04 2014. szeptember 19
0.1 2016. július 19
0,47 2020. március 20
1.5 2020. március 26
2.43 2020. április 12
2.7 2020. április 26

2015. február 4-én körülbelül 8,2 millió mag volt aktív a Folding@Home projektben [7] . A teljes teljesítmény 9,3 petaflop volt .

2007-ben a Guinness Rekordok Könyve a Folding@Home projektet a legerősebb elosztott számítástechnikai hálózatként ismerte el.

Az elmúlt években a projekt iránti érdeklődés csökkent a kriptovaluta bányászat megnövekedett népszerűsége miatt, amely lehetővé teszi, hogy hipotetikus bevételhez jusson, és néhány éven belül visszafizesse a berendezést.

2020. február 27-én Gregory Bowman bejelentette, hogy a Folding@Home projekt csatlakozik a 2019-nCoV koronavírus-tanulmányhoz [8] .

2020. március elején a Folding@Home projekt teljes számítási teljesítménye 98,7 petaflop volt [9] .

2020-ban 4 projekt (feladattípus) volt F@H-ban a CPU és 24 a GPU esetében.

2020. március 14-én az Nvidia felszólította a játékosokat, hogy használják ki otthoni számítógépeik erejét a koronavírus elleni küzdelemben [10] . Néhány nappal később a CoreWeave, az Ethereum blokklánc legnagyobb amerikai bányásza bejelentette, hogy csatlakozik a koronavírus elleni küzdelemhez [11] . Az orosz távközlési óriás, az MTS sem állt félre, és bejelentette, hogy felhőforrásait a Folding@Home projekthez irányítják, hogy felgyorsítsák az új koronavírus elleni gyógymód megtalálását [12] .

Négy héttel azután, hogy az F@H-t bevonták a koronavírus elleni küzdelembe, Greg Bowman arról számolt be, hogy világszerte 400 000 önkéntes csatlakozott a projekthez [13] . Miután bejelentették, hogy az F@H csatlakozik az új koronavírus elleni harchoz, új felhasználók özönlöttek, a projekt kapacitása 470 petaflopra nőtt. Így a Folding@Home projekt a világ legerősebb szuperszámítógépének nevezhető, második a Bitcoin után, amelynek teljesítménye 80 704 291 [14] petaflop. Összehasonlításképpen: a TOP500 szuperszámítógépek világranglistájának első sorát a Summit rendszer foglalja el , mintegy 200 petaflop elméleti csúcsteljesítményével.

2020. március 26-án a hálózat teljes számítási teljesítménye meghaladta az 1,5 exaflopot, ami majdnem megegyezik a TOP500 világranglistán szereplő összes szuperszámítógép teljes teljesítményével  - 1,65 exaflops. [tizenöt]

2020. április 26-án a hálózat teljes számítási teljesítménye meghaladta a 2,7 exaflopot.

2021. április 5-én a hálózat teljes számítási teljesítménye 0,197 exaflopra esett vissza.

A projekt jelenlegi és jövőbeli platformjai

Az elosztott számítástechnikai projektek résztvevői mindig arra törekednek, hogy a jelenlegi és új, ígéretes platformokra is kiterjesszék. Természetesen ez vonatkozik a Folding@Home-ra is, de egy új platformhoz kliens létrehozásához minden platformot két egyszerű paraméterrel értékelnek [16] :

A projekt fő platformja 2013 elején a többmagos személyi számítógépes processzorok ( CPU -k ). A legtöbb munkahely (job) ezen a platformon jön létre. Az egymagos processzorok, bár a projekt támogatja, egyre ritkábban találnak használatot a feladatok gyors beolvasásának szükségessége miatt. Különleges nagy munkák (BJ) állnak egymástól, amelyek 16 vagy több számítási magot/szálat igényelnek a processzorban.

A projekt legígéretesebb platformjai a grafikus feldolgozó egységek ( GPU -k ). Ennek a platformnak az a sajátossága, hogy sok szál párhuzamosan fut a GPU-ban, aminek köszönhetően a számítási sebességben a legmodernebb Intel és AMD CPU-kkal szembeni fölény érhető el . A projekt szervezői szerint a modern grafikus processzorok szűkebb szakterületükhöz kapcsolódva az elvégzett számítások korlátai vannak, így a projektben nem tudják teljesen helyettesíteni a hagyományos processzorokat. Azonban ezekben a számításokban, ahol alkalmazhatók, a projektszervezők a GPU 40-szeres előnyéről beszélnek az "átlagos" Intel Pentium 4 processzorral szemben, és a kliens béta verziójának első napjainak gyakorlati eredményei azt mutatták. ennek a platformnak körülbelül 70-szeres előnye a projektben részt vevő "átlagos" processzorral szemben.

A Sony PlayStation 3 -ban használt Cell processzorokhoz egy kliens is elérhető nyílt használatra . Ezek a processzorok is többszálasak (többmagosak), ami előnyt jelent a hagyományos CPU-kkal szemben, amelyek jelenleg maximum 15 maggal rendelkeznek. 2012. november 6-án a projekt ezen szakasza körülbelül öt évre megszűnt.

A projekt létrehozói arra törekszenek, hogy a felhasználók a lehető legkönnyebben kapcsolódhassanak a projekthez. Ha korábban a CPU és a GPU használatához két különböző klienst kellett elindítani és konfigurálni, akkor a 7-es verziótól kezdve egy kliensprogram használhatja a CPU-t és a számítógépre telepített egy vagy több kompatibilis GPU-t is.

A kliens 7.x verziója elérhető a leggyakoribb operációs rendszerekhez: Windows x86 és x64, Mac OS X (csak Intel processzorokhoz), Linux x86 és x64.

Összehasonlítás más molekuláris rendszerekkel

A Rosetta@home  egy elosztott számítástechnikai projekt, amelynek célja a fehérjeszerkezet előrejelzése, és az egyik legpontosabb rendszer a harmadlagos struktúra előrejelzésére. [17] [18] Mivel a Rosetta csak a végső hajtogatott állapotot jósolja meg magának a hajtogatási folyamatnak a modellezése nélkül, a Rosetta@home és a Folding@home különböző molekuláris problémákra összpontosít. [19] A Pande labor a Rosetta szoftver konformációs állapotait használhatja a Markov állapotmodellben a Folding@home modellezés kiindulópontjaként. [20] Ezzel szemben a szerkezet-előrejelzési algoritmusok javíthatók termodinamikai és kinetikai modellek, valamint mintavételi szempontok segítségével a fehérje hajtogatás modellezésére. [21] [22] Így a Folding@home és a Rosetta@home kiegészítik egymást. [23]

CIS csapatok a projektben

orosz

Jegyzetek

  1. ↑ Folding@home - Licenc (downlink) . Letöltve: 2009. július 12. Az eredetiből archiválva : 2011. július 16.. 
  2. ↑ 1 2 3 http://folding.stanford.edu/home/guide
  3. ↑ https://www.freshports.org/biology/linux-foldingathome
  4. ↑ 2008. június 16- án a projektben résztvevők száma összesen 1 006 595 felhasználó volt (3 149 921 processzort használva ), míg a legközelebbi SETI@home projektben 834 261 felhasználó vett részt . Mindkét projekt kapacitása ( 2008. június 16- án ) 2577 (2008. július) és 541 teraflop volt .
  5. ↑ Bitcoin Hashrate diagram . Letöltve: 2017. december 25. Az eredetiből archiválva : 2017. december 25..
  6. ↑ Folding@home - Papírok . Letöltve: 2020. április 2. Az eredetiből archiválva : 2020. március 28.
  7. ↑ Folding@home – Ügyfélstatisztika operációs rendszer szerint . Hozzáférés dátuma: 2013. május 15. Az eredetiből archiválva : 2012. november 28.
  8. ↑ A Folding@home felveszi a harcot a COVID-19/2019-  nCoV ellen . Letöltve: 2020. március 22. Az eredetiből archiválva : 2020. augusztus 28.
  9. ↑ Pandelab. Ügyfélstatisztika operációs rendszer szerint . foldingathome.org. Letöltve: 2019. május 10. Az eredetiből archiválva : 2020. április 08.
  10. ↑ Az NVIDIA arra buzdítja a játékosokat, hogy használják számítógépeiket a COVID-19 elleni küzdelemben . 3DNews – Daily Digital Digest. Letöltve: 2020. március 22. Az eredetiből archiválva : 2020. március 17.
  11. ↑ E számítógépek ezrei bányásztak kriptovalutát. Most a koronavírus-  kutatáson dolgoznak . CoinDesk (2020. március 19.). Letöltve: 2020. március 22. Az eredetiből archiválva : 2020. március 22.
  12. ↑ Az MTS felhő támogatja a Folding@Home projektet, hogy gyógymódot találjon az új koronavírusra . ServerNews – minden a nagy teljesítmény világából. Letöltve: 2020. március 22. Az eredetiből archiválva : 2020. március 20.
  13. ↑ Több mint 400 000 önkéntes csatlakozott a koronavírus elleni gyógymód kereséséhez a Folding@Home projekten keresztül . 3DNews – Daily Digital Digest. Letöltve: 2020. március 22. Az eredetiből archiválva : 2020. március 22.
  14. ↑ Bitcoin diagramok | bitcoin hálózat . bitcoincharts.com. Letöltve: 2019. szeptember 10. Az eredetiből archiválva : 2019. szeptember 11.
  15. ↑ Anton Shilov. A Folding@Home eléri az exaskálát: 1 500 000 000 000 000 000 művelet másodpercenként COVID-19 esetén . www.anandtech.com Letöltve: 2020. március 27. Az eredetiből archiválva : 2020. március 26.
  16. ↑ A projekt azon törekvése miatt, hogy növelje a munkaméreteket és elemezze a hosszabb fehérjehajtogatási időt, a rendszer sebessége erősebben befolyásolja a kliens új platformra történő portolásának döntését, mint a projekthez csatlakoztatható rendszerek lehetséges száma. .
  17. ↑ Lensink MF, Méndez R., Wodak SJ Docking and scoring protein complexes: CAPRI 3rd Edition  //  Proteins : Journal. - 2007. - December ( 69. évf. , 4. sz.). - P. 704-718 . - doi : 10.1002/prot.21804 . — PMID 17918726 .
  18. ↑ Gregory R. Bowman és Vijay S. Pande. A szimulált temperálás betekintést nyújt az alacsony felbontású Rosetta pontozási funkcióba  // Fehérjék: szerkezet, funkció és  bioinformatika : folyóirat. - 2009. - 1. évf. 74 , sz. 3 . - 777-788 . - doi : 10.1002/prot.22210 . — PMID 18767152 .
  19. ↑ Gen_X_Accord, Vijay Pande. Folding@home vs. Rosetta@home . Rosetta@home fórumok . Washingtoni Egyetem (2006. június 11.). Letöltve: 2012. április 6. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 4..
  20. ↑ TJ Lane (a Pande labor tagja). Re: Természetesen szemcsés fehérje hajtogatás 10 perc alatt . Folding@home . phpBB Csoport (2011. június 9.). Hozzáférés időpontja: 2012. február 26. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 4..
  21. ↑ GR Bowman és VS Pande. The Roles of Entropy and Kinetics in Structure Prediction  (angol)  // PLoS ONE  : Journal / Hofmann, Andreas. - 2009. - 1. évf. 4 , sz. 6 . — P.e5840 . - doi : 10.1371/journal.pone.0005840 . - Iránykód . — PMID 19513117 .
  22. ↑ Bojan Zagrovic, Christopher D. Snow, Siraj Khaliq, Michael R. Shirts és Vijay S. Pande. Natív-szerű átlagos szerkezet a kis fehérjék kibontott együttesében  //  Journal of Molecular Biology : folyóirat. - 2002. - 20. évf. 323. sz . 1 . - 153-164 . o . - doi : 10.1016/S0022-2836(02)00888-4 . — PMID 12368107 .
  23. ↑ Vijay Pande. Re: együttműködés a versenytársakkal . Folding@home . phpBB Csoport (2008. április 26.). Hozzáférés időpontja: 2012. február 26. Az eredetiből archiválva : 2012. augusztus 4..

Lásd még

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  A közösségi hálózatokon
Fotó, videó és hang