Una introduzione dettagliata in italiano la trovate a questo
indirizzo
Applicazioni
La dinamica molecolare (MD) è un metodo di simulazione che permette, ad esempio, lo studio delle dinamiche delle proteine nel loro ambiente. E' usato nelle accademie e dalle industrie farmaceutiche per un gran numero di applicazioni, incluso lo sviluppo di nuovi farmaci, per il test dei farmaci ed in genere per studiare la funzione delle proteine
Come funziona?
Ogni atomo è rappresentato usando la classica equazione di Newton (equazione motoria?) ed evolve in accordo con i campi di forza che modella la natura chimica di ogni atomo (Carbonio, Ossigeno, Idrogeno, etc) nel loro ambiente locale. All'inizio ogni atomo interagisce con tutti gli altri entro un determinato raggio di interazione, così facendo nelle lunghe distanze l'interazione fra gli atomi è più debole (di solito da 10 a 12 A (Angstrom equivale a 1E-10 metri). Ogni passo del codice della dinamica molecolare solitamente corrisponde ad un 1 fs (10E-15 secondi). Entrambi questi fattori contribuiscono al grande costo computazionale delle simulazioni di dinamica molecolare: bridging molecular (
come lo traduco?), scale atomiche (dell'ordine dei nanosecondi) con un scale biologiche (micro-milli secondi) è quindi una grande sfida nella biologia computazionale. Se riusciamo a gestire e superare questo limite, allora le applicazioni biomediche della dinamica molecolare sono illimitate.
Full-atom molecular dynamics
Nelle simulazioni effettuate con questo algoritmo le proteine, i lipidi, le membrane, le molecule d'acqua, gli ioni, e via di scorrendo sono rappresentate mediante tutti i loro atomi. Questa è la simulazione di dinamica molecolare più comune effettuata dagli scienziati ma è anche la più costosa. Il vantaggio è che tutte le caratteristiche delle molecole del sistema sono tenute in conto (nello specifico l'acqua intorno alla proteina è di solito molto importante) ma il costo computazionale è così alto che di solito queste simulazioni vengono effettuate solo su grandi e costosi supercomputer. Infatti di solito queste simulazioni usano da decine a migliaia di processori.
PS3GRID
PS3GRID, i processori Cell e la PlayStation3 rendono improvvisamente possibile eseguire le simulazioni full atom molecular dynamics su una singola PS3 con un buon tempo di consegna. Il gran numero di PS3 disponibili rende possibile l'utilizzo di differenti protocolli computazionali per esplorare esecuzioni parallele ed indipendenti e calcolare le energie in gioco (la quantità fondamentale della termodinamica per capire il sistema).
Gli utenti di PS3GRID eseguono interi sistemi molecolari rappresentando parti di una membrana cellulare con un numero di atomi che varia fra i 30.000 e i 100.000 a seconda del problema in esame. I risultati raccolti dalle diverse esecuzioni sono analizzati. In questo senso PS3Grid non è una singola applicazione o un progetto con un singolo problema, piuttosto è un nuovo strumento computazionale a disposizione degli scienziati. Noi stiamo infatti collaborando con altri gruppi accademici di ricerca. Ogni applicazione sarà descritta sul sito web e i risultati scientifici pubblicati.
Set-up del sistema
Naturalmente avrete bisogno di una ps3 per eseguire PS3Grid, ma per installare ed eseguire boinc vi serve anche la normale attrezzatura di un computer, vale a dire mouse e tastiera, più un monitor od un televisore che supporti almeno come risoluzione i 720p (1280*720 pixel). Questo per via del fatto che con una risoluzione inferiore il sistema diventa inutilizzabile.
Ci sono due modi per scaccolare pacchetti di PS3Grid, il primo e più semplice è
scaricare
dal sito ufficiale una distribuzione live ridotta ai minimi termini di yellow dog linux, con su già installato boinc e settato per iniziare a scaccolare da subito su ps3grid. Avrete quindi bisogno di una pendrive da almeno 512mb su cui copiare il contenuto dello zip scaricato, e almeno una tastiera per scegliere in fase di boot la risoluzione da adottare. Dopo di che dal menu delle impostazioni della ps3 (game os) scegliete di installare un nuovo OS (ve lo cercherà in automatico sulla pennetta), dopo di che lo avviate selezionando il sistema operativo di default. Il sistema si riavvierà ed eseguirà il boot dalla vostra pendrive. Una volta completato il boot come ho detto inizierà a scaccolare con un account generico preinstallato. Nota importante:
la distro live supporta solo il collegamento ad internet via cavo ethernet!
Il secondo modo per scaccolare sulla ps3 è installare per intero
Yellow Dog Linux
. Per inciso, ci sono anche altre distribuzioni che possono essere installate sulla ps3, ma prenderò in esame solo quest'ultima.
Una guida dettagliata ed esaustiva sull'installazione è disponibile sul sito ufficiale, in inglese a
questo indirizzo
. Dopo di che installate boinc e aggiungete PS3Grid fra i progetti che intendete supportare con i metodi tradizionali. La procedura è identica per tutte le piattaforme.
Per quale motivo dovrei voler installare la distro completa di yellow dog linux invece di usare quella live?
Le ragioni che vedo essenzialmente sono due, la prima è che la distro live include solo il client boinc e firefox, non molto flessibile ed adatta giusto allo scaccolo, mentre l'installazione completa vi fornirà per l'appunto tutti gli strumenti di cui potete avere bisogno su un comune computer. La seconda ragione, altrettanto importante, è che la connettività wi-fi è disponibile solo se installate la distro completa. Una guida dettagliata è disponibile a
questo indirizzo
.
Nelle statistiche su boincstats e su boinc.italy il mio account non è collegato a quello che uso negli altri progetti, come mai?
Ad ogni nuovo host viene assegnato un id, e se boinc rileva che sono in esecuzione più progetti su uno stesso host vi assegnerà un ulteriore ID comune a tutti essi chiamato Cross Project ID (cpid). In altre parole avete un identificatore unico condiviso fra i vari account dei vari progetti che permette ai sistemi per il calcolo delle statistiche di unificare tutti i vostri risultati sotto un solo nome.
Per avere quindi lo stesso cpid che usate sugli altri progetti o modificate il file di configurazione di boinc (per esperti, non mi soffermo più di tanto), oppure più semplicemente aggiungete fra i progetti in opera sulla vostra ps3 uno dei progetti che avete in scaccolo sul computer, usando naturalmente il vostro account. Boinc quindi aggiornerà il CPID dell'account di ps3grid con quello degli altri account. Naturalmente su ps3 scaccolerete solo i progetti supportati, e per il momento l'unico stabile è ps3grid, solo alcuni altri stanno facendo delle sperimentazioni (seti).
Un altra soluzione utile è quella di collegare il vostro boinc manager ad un account manager tipo BAM, farà tutto lui in automatico, prendendosi come al solito i suoi tempi tecnici per l'aggiornamento dei dati.
Come seleziono la risoluzione da utilizzare nella distro live?
Durante la fase di boot, al promt del boot loader (kboot) premete ripetutamente TAB sulla vostra tastiera usb fino a scegliere la risoluzione appropriata. Se non lo fate vi sceglierà automaticamente 576p, il formato per le TV pal, assolutamente inadeguato per un computer.
Come ritorno ad eseguire il Game OS?
Arresti il sistema, poi lo avvi nuovamente tenendo premuto il tasto di accensione per 5 secondi. Sentirete un primo classico beep di accensione, poi dopo i 5 sec un secondo più corto che vi confermerà che è in boot il game OS. Purtroppo però a me mi resetta ogni volta le impostazioni audio-video e mi tocca reimpostarle. Una volta finita la partita o il film, se volete ritornare a scaccolare su boinc dovete nuovamente selezionare come sistema operativo predefinito la pennetta dalle impostazioni di sistema e riavviare.