| 研究課題/領域番号 |
09554035
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
有機化学
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| 研究機関 | 三重大学 |
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研究代表者 |
富岡 秀雄 三重大学, 工学部, 教授 (20024599)
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| 研究分担者 |
梅山 伸二 サイエンティスツパラダイス社, 技術顧問
小関 史朗 三重大学, 工学部, 助教授 (80252328)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1998
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| キーワード | パラレル化 / PVM / TCGMSG / 量子化学計算 / GAMESS / Gaussian / 大規模有機分子 |
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| 研究概要 |
我々は、有機化学実験において実際に用いられる分子(30〜50原子)を計算するための汎用理論計算システムとして安価なワークステーションをクラスタ化し、理論計算をパラレルに実行することによってコストパフォーマンスを向上させた計算システムの構築を行った。ワークステーションは単体性能がの最も優れたDigital Equipment CorporationのAlpha CPUを複数(2〜4、8)用いた安価なクラスタシステム(サイエンティスツパラダイス社製)を、量子化学計算ソフトウエアとしては、GaussianシリーズとGAMESSを用い、パラレル計算のためのインタフェイスとしては、MPI(PVM)を利用した。
Gaussian 94(98)は、Lindaと呼ばれるパラレル化用ソフトウエアを用いて高速計算が可能であるが、ユーザを考慮した場合、最近普及しはじめたMPIを用いたパラレル化を行うのが適切であると判断した。97年度当初は、MPIに構造的に最も近いPVMを用いて、98年度は、PVM版を基礎としてMPI版Gaussianの開発をNECのスーパーコンピュータ部門と協力し、Alpha-CPUのクラスタおよびNECスーパーコンピュータSX-5の双方で稼働するものを開発した。
一方、GAMESSについては、TCGMSGを利用しパラレル化されたソフトを取り寄せ、購入したパラレルマシンに導入し、テストを行った。その後開発元のグループにおいてMPI化がかなり進んできたので、我々はそのプログラムに手を加えて移植することにより開発時間を短縮し、我々の実際の研究に必要な計算を実行する手段を取った。
以上の研究開発によって、必要とされる大規模分子に関する高速計算が可能になった。理論計算の種類によって異なるが、1つのCPUを用いた場合に比べて、4つのCPUを用いた場合は約3倍、8つのCPUを用いた場合は6〜7倍程度の高速計算が可能になった。また、高価な大型計算機(スーパーコンピュータなど)を用いないと実行不可能であった理論計算も、安価な計算機クラスタにより比較的短い時間で実行可能になった。現在、我々の研究室(富岡、小関)では、30数原子からなる分子の比較的高いレベルの理論計算を実行し、研究を進めている。
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