Folding@homeについて [edit]

Folding@homeとは? [edit]

3Dビューワー上のタンパク質の分子構造

Folding@homeは、タンパク質がどのように 自力で組みあがっていくか(folding)をシミュレートし解明する 分散コンピューティングプロジェクトです。

アルツハイマー、狂牛病、パーキンソン病などはタンパク質の異常なfoldingが 原因と考えられており、foldingを解明することはこれらの疾患の解明につながります。

みなさんのコンピューターの余力を使って、タンパク質のfoldingという 複雑な問題を解明しましょう。

Folding@homeは BOINCのプロジェクトではなく、専用のソフトウェアが必要です。

Folding@homeとRosetta@homeの違い [edit]

このページの主題である「Folding@home」も、別ページで論じられている Rosetta@home も、どちらもアルツハイマー病のようなタンパク質に関する疾患を研究しています。しかし詳しく見ると次のような違いもあります。

Folding@home
・Folding@homeは、分子動力学モデルを使用して、タンパク質がどのような経路を経て折りたたまれるのか、そして誤った折りたたみがなぜ疾患を引き起こすのかというプロセスを理解し、治療法を見つけようとしています。
・Folding@home は、Rosetta@homeのようにBOINCプラットフォームを用いず、自前で多くを行っています。(プラットフォーム間の互換性の問題のため)。
・Folding@homeは、PCに搭載されたGPUを積極的に活かすことができます。
Rosetta@home
・Rosetta@homeは、エネルギー的に最も安定して可能性が高いタンパク質の構造を研究しています。それが実際の分子の形状かや、折りたたみが実行可能かどうかは定かではありません。
・Rosettaはまた、タンパク質どうしの結合予測でも使用され、こうした相互作用の理解は医薬品設計において重要な知見を与えます。
・Rosetta@homeは、現時点でGPUに対応しません。

Rosetta@homeの結果は、Folding@homeのプロジェクトの基礎として利用されます。その逆に、Folding@homeの結果は、Rosetta@homeの結果を検証するために利用されます。

2020年4月現在、Folding@homeの浮動小数点計算能力はRosetta@homeの約2000倍(1360 PTLOPS/0.62 PFLOPS)です。

  • Folding@home : 1.3 EFLOPS 参照
  • Rosetta@home : 620 TFLOPS 参照

Folding@homeの参加方法 [edit]

Folding@homeに参加することで、あなたのPCの計算能力をプロジェクトが行っている研究活動に貢献できます。貢献の度合いはデータ処理量や処理時間に基づくポイントで表現されます。

Folding@homeへの参加のしかたは、匿名としての他、ユーザ名を持った個人として、または個人が集まったチームに参加することもできます。

参加のステップ:
1. アプリをダウンロードし、インストールします
2. ユーザ名を登録します(任意)
3. Team 2chへ参加します(任意)

1. アプリをダウンロードし、インストールする [edit]

Folding@homeに参加するために、手元のPCにアプリをインストールする必要があります。これだけでFodling@homeに貢献することができます。

次のページからアプリをダウンロードし、インストールします。
https://foldingathome.org/alternative-downloads/

OSは、Windows(32bit, 64bit)、Mac(macOS 10.7以降)、Linux(64bit, rpm or deb)に対応。

インストール手順が解説された記事があります。

2. ユーザ名を登録する (任意) [edit]

ユーザ名を登録し、アプリに入力することで、あなたのプロジェクトへの貢献がサーバ上に表示され、数値(ワークユニット(WU)数、ポイント数)で確認できます。またより多くのポイントを得られます。

次のサイトから、名前とEmailアドレスを登録して、Passkeyを入手します。
https://apps.foldingathome.org/getpasskey

Passkeyをアプリに登録するため、Webコントロール画面のChange Identityをクリックするか、アドバンスドコントロールのConfigureボタンからIdentityタブをクリックします。

  • ユーザ登録は必須ではなく、匿名ユーザとしてもプロジェクトに貢献できますが、獲得ポイントは下がります。
  • 名前は次のページで検索して重複しないことを確認しましょう。
    https://stats.foldingathome.org/donors
  • 名前で使える文字は、英文字、数字、下線(_)です。特に「#^〜|」は不適で、日本語も避けましょう。

3. Team 2chに参加する (任意) [edit]

チーム番号に162と入れればチーム2chに入れます。 あとは勝手にやってくれます。

2chスレ [edit]

テンプレ [edit]

現行スレ [edit]

過去スレ [edit]

TIPS [edit]

運用 [edit]

リモート管理 [edit]

1、サブPCのAdvanced Control > Configure > Remote Access でPasswordを決める
2、IP Address Restriction に 127.0.0.1 (メインPCのIPv4アドレス)/24を入力(例:https://imgur.com/40YNkiO
3、メインPCに戻り、Advanced Control > Clients > Add > Address > HostnameにサブPCにのIPv4アドレスを入力
4、アプリ再起動

コマンドライン [edit]

FAHClient.exe --helpを実行するとオプションを閲覧できます。

新型コロナ関係 [edit]

新型コロナウイルスの解析だけをしたい [edit]

こちらのFAQを参照

自分が新型コロナウイルスの解析をしているか確認したい [edit]

こちらのFAQを参照

トラブルシューティング [edit]

解析ファイル(WU, ワークユニット)が落ちてこない [edit]

  • passkey登録する 一時停止→開始ボタン
  • 高速CPU/GPUを使っていたら、こちらのFAQを参照し、解析ファイルの取得を前倒す

GPUが仕事しない、計算ミスる [edit]

クロック電圧は余裕をもった設定で

CPU使用率が上がらない [edit]

現時点の利用可能論理コア数は32コアです

ブラウザ上の管理画面が繰り返し読み込まれる [edit]

この問題が修正された FAHクライアント リリース7.6.9 以降のアプリをインストールします。
回避策として Edgeブラウザを用いるか、Chromeの場合はキャッシュを削除するか、シークレットモードを用います。

チューニング [edit]

スロットの調整 [edit]

標準では1つの課題にCPUの全スレッド-1(Fullの場合)を適宜割り当てて対応するようになっているが
configure→slots→Addを押して出る「CPUs」の所の数値「-1(自動割り当て)」を「1」や「2」にしてOKを押すと
CPUスレッド使用数を限定して課題を処理できる。

同時に、現在はこのスロット数を増やしている方が課題が落ちてきやすい。 (GPU側は詳しい人以外はそのままで)

今行っている宿題が99%になる前に次の宿題を確保したい [edit]

Advanced Control > Configure > Slots > (Slotを選択) > Edit > Addボタン
name に 「next-unit-percentage」、Valueに90から100の数字を入れる

デフォルトが99で、WUの処理が99%まで進んだら次のWUのダウンロードが始まるという設定。
95とかにすれば、WUの処理が終わったのに次のWUが落ちてきてない、ということを抑制できるはず。

ただし解析が始まるまでの間も後述のボーナスポイントは減っていくので注意。

GPUのパフォーマンス比較 [edit]

各GPUの1日獲得ポイント表 GPU PPD Database
https://www.overclock.net/forum/55-overclock-net-folding-home-team/475163-gpu-projects-ppd-database.html

Folding@Homeの実行 [edit]

ワークユニット(WU)の提出に要す時間に制限はありますか? [edit]

はい。ワークユニット(WU)は連続しています。完成したWUが送り返されると、その結果から新たなWUが生成されます。各プロジェクト(WUのグループ)を完了させるために何世代も重ねなければなりません。第1世代のWUは、第2世代のWUを準備して送信する前に、すべて提出されなければなりません。

これらの世代交代を続けるためには、WUがタイムリーにアップロードされなかった場合 (紛失、削除など) は「期限切れ」となる期限を設定しなければなりません。これらの未完成のWUは「期限切れ」となり、新しいマシンに再割り当てされます。

締切日(タイムアウト)前までに完了してアップロードされたすべてのWUに対しては、まだポイント(クレジット)を受け取ることができます。しかし、タイムアウト後は、あなたの貢献は科学的にはあまり役に立たなくなります。あなたが最終的にWUを完成させたとしても、プロジェクトを進めるためには、他の貢献者が重複した作業を引き継がなければなりません。そして、その二人目の貢献者を評価しないのは不公平です。

締切日が過ぎると、PCは自動的にWUを破棄し、新しいWUをダウンロードします。あなたのマシンがタイムアウト前にWUを完了できない場合は、FAHクライアントをより長い時間で実行するか、FAHクライアントをより高速なコンピュータで実行することをお勧めします。

有効期限は、WUの性質に応じて、数日から数週間のオーダーで異なります。WUが大きくなったり長くなったりすると、必要に応じて有効期限を延長していきます。締切の直前に提出することがゴールではありません。できるだけ早くWUを返却することが、プロジェクトにとって最も有益です。

PCの電源を切ったら? FAHクライアントはその作業(すなわちチェックポイント)を保存しますか? [edit]

コアは定期的にディスクドライブにデータを書き込みますので、FAHクライアントを停止しても、最初の時点以外からワークユニットの処理を再開できます。GROMACSコアでは、チェックポイントはほぼどこでも発生する可能性があります。チェックポイントは、結果として作成されるデータとは関係ありません。

シミュレーションの不安定性とは何ですか? [edit]

分子運動のシミュレーションには多くの計算が必要です。各実行は、いくつかのタイムステップ(それぞれが非常に小さい)で構成されています。各タイムステップでは、様々な原子の位置が計算され、多くの要因に基づいて更新されます。時々、シミュレーションは適当ではない状態になります。たとえば、原子が近すぎたり、結合がありえない角度になっていたりなどです。このような場合、コアが終了し、情報がサーバーにアップロードされます。その後、クライアントは別の課題を受けることになります。

この動作は、コンピュータが安定しているなら問題ではありません。それに対して、不安定なコンピュータでは、シミュレーションの不安定性は、ワークユニットに内在する何かではなく、システムの障害によって引き起こされた可能性があります。このため、不安定になったとしてサーバに戻されたワークユニットは、もう一度クライアントに送り出される場合があります。プロジェクトの中には、一部のワークユニットで、正当な不安定性が発生することを想定している場合があります。

ポイント [edit]

ポイントはどのようにして決定されるのですか? [edit]

あなた方のマシンのハードウェア性能(CPU、GPUなど)と、参照用ベンチマークマシンの性能を比較してポイントが決定されます。

新しいプロジェクトのワークユニット(Work Units: WU)を送信する前に、そのプロジェクトの1つまたは複数のワークユニットを専用のマシンでベンチマークします。そして、その結果をもとに、そのプロジェクトに含まれるすべてのWUのポイントを決定します。

この基本ポイント(Base credit)に加えて、以下のようなボーナスポイントを追加することがあります。

ボーナスポイント [edit]

プロジェクトメンバーが興味を持っているタンパク質を研究するためには、ワークユニット(Work Units: WU)を迅速に完了させることが非常に重要で、迅速に結果が返ってくる必要があります。迅速に結果が返ってくるということはまた、これまで以上に大規模で難易度の高いプロジェクトを立ち上げることができるということでもあります。

そこでプロジェクトでは、2010年に早期リターンボーナス (クイック・リターン・ボーナス: QRB)を導入し、ポイントを科学的な価値と整合させることに成功したと考えています。QRBの詳細は次をご覧ください。

早期リターンボーナス(QRB) [edit]

以下の条件を全て満たしている場合、基本ポイント(Base Credit)に加えて、提出時間に応じたボーナスポイントを得られます。

  • Folding@homeソフトウェアを使用している
  • Folding@homeクライアントにパスキー(Passkey)を設定している
  • 使用しているユーザー名とPasskeyの組み合わせで、累計10個のWUをタイムアウトまでに提出している
  • WUの成功率が80%以上である。つまり、WU10個あたり少なくとも8個の処理を正常に完了している(このページから確認できます)
  • タイムアウトまでに提出を完了した

Base Creditと早期リターンボーナスを合計した獲得ポイントは次の式で計算されます*1

獲得ポイント = BaseCredit × sqrt(k × Expiration(days) ÷ ElapsedTime(days))

ExpirationとElapsed Timeは日単位。課題ごとに設定される係数kは基本的に0.75(以前はプロジェクトの重要度などによって変動していました)。計算結果がBase Creditを下回る場合はBase Creditに切り上げられます。Elapsed Timeは割り当てから提出完了までの時間であるため、実際の処理時間に加えて、課題のダウンロード時間と結果のアップロード時間も含まれていることに注意してください。

同様に、PPDについても次の式で計算されます。

PPD = BaseCredit × 14.4 ÷ TPF(min.) × sqrt(14.4 × k ×Expiration(days) ÷ TPF(min.))

使用する変数がTPF(分単位)になっている点が異なります。TPFは直近1フレームの処理時間であるため、これをもとに算出されるPPDは瞬間風速のような位置づけです。

例として、BaseCredit = 9,405、Expiration = 8日+4時間48分、k = 0.75の課題を
TPF = 1分20秒、ElapsedTime = 2時間20分で処理した場合の獲得ポイントとPPDは以下のようになります。
獲得ポイント = 9,405 × sqrt(0.75 × 8.2 ÷ 0.09722)
       = 74,802
PPD = 9,405 × 14.4 ÷ 1.333 × sqrt(14.4 × 0.75 × 8.2 ÷ 1.333)
    = 828,123

処理時間と獲得ポイントは次のグラフのように相関しており、提出が早ければ早いほど高いボーナスポイントが得られます。(Project 11742の例)
この例では24時間でタイムアウトのため、以後はBase Creditしか獲得できません。

処理時間と獲得ポイントのグラフ

パスキー [edit]

パスキーとは何ですか? [edit]

パスキー(passkey)は、個人を識別し、Folding@homeに対する貢献を個人に結びつける秘密の文字列です。passkeyによって、他の人が同じユーザー名を使って不正行為をするのを防ぐことができます。

パスキーはまた、早期リターンボーナス (Quick Return Bonus: QRB) ポイントを獲得するために必要です。QRBの詳細は上をご覧ください。

passkeyは次のページから入手して、アプリに設定します。
https://apps.foldingathome.org/passkey/create

用語集 [edit]

WU (Work Unit)
課題、あるいは宿題と言ったりします。割り当てられたWUをFolding@homeのサーバーからダウンロードし、折り畳みの計算をして、サーバーに結果を送信します。計算内容はタンパク質が折り畳まれる過程の小さなタイムスライス (small time-slice of protein processing*2)です。
ETA (Estimated Time of Arrival)
処理中の課題が完了するまでの推定残り時間
Base Credit
課題クリアで貰える基本ポイント。数値が大きいほど時間が掛かる重い課題であることを示します。課題ごとのBase Creditはこのページで見られます。
Estimated Points, Estimated Credit
推定獲得ポイント。処理中の課題を現在のスピードでクリアした際に得られる推定ポイントです。passkeyを登録していると早期リターンボーナスが加算されます。
Estimated PPD (Points Per Day)
処理中の課題を丸1日回していたら得られるであろう推定ポイント。課題待ちの待機が多い為に実際には半分もいけば良いほうです。
GPU性能の指標に使われることが多いです
Estimated TPF (Time Per Frame)
課題処理が1%進捗するのに掛かった時間
PRCG
Work Unitを一意に識別する番号の組。次の書式で、4つの番号で表示されます。
Project番号 (Run番号, Clone番号, Generation番号)
Runは温度や初速度などの異なる初期条件、Cloneは計算対象の軌道(?)、Generationは時間軸を示します。タイムアウトした場合を除き、同一のPRCGが複数回配布されることはありません。
Slot
WUを処理する受け皿。1つのスロットに1つのWUが割り当てられます。スロットごとにCPUかGPUかを選択します。1スロットに複数のCPUコアを割くこともできますし、1スロット1コアにして複数のスロットを用意することもできます。
Quick Return Bonus (QRB)
早期リターンボーナス。条件を満たした場合、課題の提出が早ければ早いほど高いボーナスポイントが得られます。
passkey
passkey(パスキー)は、個人を識別しFolding@homeに対する貢献を個人に結びつける秘密の文字列です。

リンク集 [edit]

■Folding@Home公式
トップ
https://foldingathome.org/
フォーラム
https://foldingforum.org/index.php
FAQ
https://foldingathome.org/support/faq/
FAQ > アプリ実行
https://foldingathome.org/support/faq/running-foldinghome/
FAQ > カスタマイズ
https://foldingathome.org/support/faq/installation-guides/configuration-guide/
FAQ > ポイント
https://foldingathome.org/support/faq/points/
ダウンロード
https://foldingathome.org/alternative-downloads/
ダウンロード > 旧バージョン
https://download.foldingathome.org/releases/
ダウンロード > ベータ版
https://foldingathome.org/beta/

■プロジェクト運用
Web Apps
https://apps.foldingathome.org/
サーバ一覧 - 宿題の提出先
https://apps.foldingathome.org/serverstats
プロジェクト一覧 - 宿題の締め切り
https://apps.foldingathome.org/psummary
プロジェクト詳細 - 宿題の貢献先
https://stats.foldingathome.org/project
不具合情報
https://github.com/FoldingAtHome/fah-issues/issues

■統計/ランキング (タイムラグあり)
全チームランキング
https://stats.foldingathome.org/teams
Team 2chメンバーランキング
https://apps.foldingathome.org/teamstats/team162.html
EOC Folding@Home Stats
https://folding.extremeoverclocking.com/
GPU PPD Database - 各GPUの1日獲得ポイント
https://www.overclock.net/forum/55-overclock-net-folding-home-team/475163-gpu-projects-ppd-database.html


*1 公式FAQより
*2 https://foldingforum.org/viewtopic.php?f=24&t=26036&sid=b6204937b1fdc7600d9402b8b0dab1e6#p327409

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Last-modified: 2020-08-07 (金) 16:32:42 (2d)