Posted in | Nanomaterials | Dendrimers

Forskere Arbeidet med Computational Chemistry verktøy for bruk i Blue Waters Supercomputer

Published on April 28, 2010 at 4:40 AM

De kan ikke vente med å gjøre beregningsorientert kjemi ved en kvadrillion beregninger per sekund.

Men det er ikke alle som datakraft som kjører tre Iowa State University og Ames Laboratory forskere som de utvikler beregningsorientert kjemi ved petanivå. Driving deres prosjekt er evnen til å kjøre komplekse beregninger og gjøre det bedre vitenskap.

"Petanivå kraft er nødvendig for nøyaktighet," sier Monica Lamm, en Iowa State assisterende professor i kjemiske og biologiske engineering og knytte forsker ved US Department of Energy i Ames Laboratory som studerer komplisert molekylær binding. "Nå må vi bruke metoder som er mindre nøyaktige og mindre pålitelig."

Theresa Windus, en Iowa State professor i kjemi og en medarbeider av Ames Laboratory, sa høyere datakraft vil gjøre en stor forskjell i hennes studier av atmosfæriske partikler: "Dette gir oss muligheten til å få resultater vi aldri har hatt før."

Kilden til nye og forbedrede datakraft er Blue Waters, en superdatamaskin som blir utviklet som en felles innsats fra University of Illinois i Urbana-Champaign, dens National Center for Supercomputing Applications, IBM, og Great Lakes Consortium for petanivå Computation, som inkluderer Iowa State.

Blue Waters er forventet å være den kraftigste superdatamaskiner i verden for åpen vitenskapelig forskning når det kommer på nettet i 2011. Det vil være det første systemet i sitt slag for å opprettholde en petaflop ytelse - én kvadrillion beregninger per sekund - på en rekke av vitenskap og tekniske anvendelser.

Blue Waters er støttet av National Science Foundation og Universitetet i Illinois.

Iowa State forskere Lamm, Windus og Mark Gordon, Distinguished Professor og Frances M. Craig Chair i kjemi, Ames Laboratory senior kjemiker og leder av laboratoriets Anvendt matematikk og Computational Sciences Program, er ledende Iowa State arbeid med å utvikle beregningsorientert kjemi programvare som kan skalert opp til petanivå datasystemer. Forskerteamet har også Masha Sosonkina, et supplement førsteamanuensis i informatikk, elektrisk og datateknikk og en Ames Laboratory forsker, og Brett Bode, programvareutvikling leder for Blue Waters-prosjektet ved National Center for Supercomputing Applications.

Forskernes arbeid er støttet med tilskudd på mer enn $ 1.600.000 fra National Science Foundation.

Den Iowa State forskere jobber med å skalere opp to beregningsorientert kjemi programvare-koder for bruk på Blue Waters og dets tusenvis av parallelle prosessorer og høyhastighets forbindelser. ("Du ikke bare sette inn en CD i maskinen og traff installere," Windus sa.) En av kodene kalles GAMESS og ble utviklet av Gordon forskningsgruppe ved Ames Laboratory og Iowa State, den andre er NWChem, som Windus var hovedutvikler da hun var ved US Department of Energy i Pacific Northwest National Laboratory i Richland, Wash Den datakraft of Blue Waters er forventet å bidra til programvaren leverer bedre, mer nøyaktig svar på tre spesifikke problemstillinger som har vært for beregningsmessig krevende å gjøre fullskala beregninger med dagens forskning verktøy.

Lamm studerer hvordan dendrimers (store polymerer med mange grener) binder seg til ligander (mindre molekyler som binder seg med andre molekyler for å danne større komplekser). En bedre forståelse av bindende kunne ha programmer i helse-teknologier som for eksempel levering av legemidler og vannbehandling.

Windus studerer aerosoler i atmosfæren og hvordan ørsmå partikler vokse på molekylært nivå. Hun sa en bedre forståelse av aerosoler er viktig å forstå kjemien i atmosfæren. Hun bruker NWChem for forskningen.

Gordon studerer den molekylære dynamikk av vann fordi mange aspekter av sin oppførsel ikke er godt forstått. For å gjøre sine studier, har han ved hjelp av en computational metode som tillater forskerne å se på en stor molekylære systemet ved å splitte det inn fragmenter. Som tillater forskerne å lage raskere beregninger samtidig opprettholde nøyaktige resultater. Metoden er kun tilgjengelig på GAMESS beregningsorientert kjemi verktøy utviklet av Gordon og hans forskergruppe.

Lamm sa hun håper Blue Waters prosjektet vil hjelpe Iowa State forskere flytte sine prosjekter fremover.

"Et problem med beregningsorientert kjemi har vært å spørre hva datakraft er tilgjengelig og hvordan kan vi forenkle vitenskapen for datamaskinen," sa hun. "Nå har vi en sjanse til å gjøre våre problemer på riktig måte."

Kilde: http://www.iastate.edu/

Last Update: 27. October 2011 16:18

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit