برنامه طولانی مدت Folding @ Home برای شلوغ کردن وظیفه بسیار پیچیده حل مشکلات متقابل مولکولی ، نقطه عطف بزرگی به شمار می رود زیرا هزاران کاربر جدید برای کار با رایانه های خود ثبت نام کرده اند. شبکه اکنون شامل یک “exaflop” از قدرت محاسباتی است: 1.000،000،000،000،000،000 عملیات در ثانیه.

Folding @ Home حدود 20 سال پیش به عنوان روشی – در آن زمان رمان ، و پیشگام شده توسط SETI @ Home – که در حال حاضر پیشتاز بود – آغاز شد تا مشکلات سنگین محاسبات را برطرف کند و آنها را برای اعدام در اختیار افراد قرار دهد. این مقدار به یک ابر رایانه خام توزیع شده در سراسر جهان است ، و اگرچه به عنوان یک ابر رایانه “واقعی” در انفجار از طریق محاسبات مؤثر نیست ، می تواند کار کوتاهی از مشکلات پیچیده انجام دهد.

مشکل مورد بحث توسط این ابزار (که توسط گروهی در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس اداره می شود) مشکل پروتئین تاشو است. پروتئین ها یکی از بسیاری از ساختارهای شیمیایی هستند که باعث می شود زیست شناسی ما کار کند و از مولکول های کوچک و نسبتاً فهمیده گرفته تا نمونه های بسیار عظیم متغیر است.

نکته در مورد پروتئین ها این است که آنها بسته به شرایط – درجه حرارت ، pH ، وجود یا عدم وجود سایر مولکول ها ، شکل خود را تغییر می دهند. این تغییر شکل غالباً همان چیزی است که آنها را مفید می کند – برای مثال ، پروتئین کینزئین مانند یک جفت پا تغییر شکل می دهد و در حال انجام مراحل حمل بار در یک سلول است. پروتئین دیگری مانند کانال یونی تنها در صورت وجود پروتئین دیگری که در آن قرار دارد مانند یک کلید در قفل ، درون اتمهای بارشی باز خواهد شد.

اعتبار تصویر: وولز و همکاران.

برخی از این تغییرات یا پیچیدگی ها کاملاً مستند است ، اما اکثر آنها کاملاً ناشناخته هستند. اما از طریق شبیه سازی قوی مولکول ها و محیط اطراف آنها می توانیم اطلاعات جدیدی درباره پروتئین ها کشف کنیم که ممکن است منجر به اکتشافات مهم شود. به عنوان مثال ، اگر می توانید نشان دهید که هنگامی که کانال یونی باز شود ، پروتئین دیگری می تواند آن را به مدت طولانی تر از حد معمول قفل کند یا سریع آن را ببندد؟ یافتن آن نوع فرصت ها همان چیزی است که این نوع علم مولکولی در آن وجود دارد.

متأسفانه هم همینطور است به شدت محاسبات گران است. این فعل و انفعالات درون و مولکولی نوعی از چیزهایی است که ابر رایانه ها می توانند بی وقفه از بین بروند و همه امکانات را پوشش دهند. بیست سال پیش ابر رایانه ها بسیار نادرتر از آنچه امروزه هستند ، بنابراین Folding @ Home به عنوان راهی برای انجام این نوع بار محاسبات سنگین و بدون خرید مجموعه 50000 دلاری Cray آغاز شد.

این برنامه در کل زمان چاق بوده است ، و احتمالاً وقتی SETI @ Home آن را به عنوان گزینه ای برای بسیاری از کاربران خود توصیه می کند ، تقویت می شود. اما بحران coronavirus این ایده را برای کمک به منابع شخصی به یک امر مهم بسیار جذاب کرده است ، و به همین ترتیب افزایش زیادی در کاربران مشاهده شده است – به حدی که سرورها در تلاش هستند تا مشکلات رایانه های همه را حل کنند.

نمونه هایی از پروتئین های مربوط به COVID-19 که توسط Folding @ Home مشاهده شده است.

نقطه عطفی که در آن جشن گرفته می شود دستیابی به یک ناچیز از قدرت پردازش است ، که من اعتقاد دارم که یک عملیات هفت میلیارد (یک میلیارد میلیارد) در ثانیه است. این عمل عملیاتی منطقی است ، مانند AND یا NOR ، و بسیاری از آنها در کنار هم عبارات ریاضی را تشکیل می دهند که در نهایت موارد مفیدی مانند گفتن “در دمای بالاتر از 38 درجه سانتیگراد این پروتئین تغییر شکل می یابد تا یک داروی در این محل بچرخد و آن را غیرفعال کنید. “

محاسبات Exascale هدف بعدی ابر رایانه ها است. اینتل و کرای در حال ساخت رایانه های عجیب و غریب برای آزمایشگاه های ملی هستند که انتظار می رود طی دو سال آینده بصورت آنلاین عرضه شوند – اما سریعترین ابر رایانه های موجود امروز در مقیاس صدها petaflop یا تقریباً نیمی تا سوم سرعت به عنوان یک exaflop کار می کنند. .

اینتل و آزمایشگاه ملی آرگون در مورد “exascale” و ابر رایانه جدید Aurora آنها

طبیعتاً این دو چیز با یکدیگر قابل مقایسه نیستند – Folding @ Home با محاسبه قدرت محاسباتی یک exaflop است ، اما به عنوان واحدی واحد که روی یک مشکل واحد کار می کند ، کار نمی کند ، همانطور که سیستم های exascale ساخته شده اند. برچسب موجود در آنجا است که حس مقیاس را ارائه می دهد.

آیا این نوع تجزیه و تحلیل منجر به درمان coronavirus خواهد شد؟ شاید بعداً ، اما تقریباً در آینده نزدیک نیست. پروتئوميك “تحقيق اساسي” است به اين دليل كه در شناخت بهتر دنيا (و درون) دوره ماست.

COVID-19 (مانند پارکینسون ، آلزایمر ، ALS و دیگران) یک مشکل واحد نیست بلکه مجموعه بزرگی از ناشناخته ها است. پروتئوم و فعل و انفعالات مرتبط با آن بخشی از مجموعه است. هدف این نیست که روی یک گلوله جادویی گیر بیفتیم بلکه باید پایه و اساس فهم را ایجاد کنیم به طوری که وقتی ما در حال ارزیابی راه حلهای احتمالی هستیم ، می توانیم حتی 1٪ سریعتر صحیح را انتخاب کنیم زیرا می دانیم که این مولکول در که وضعیت مانند بنابراین.

همانطور که این پروژه در یک پست وبلاگ با انتشار خبر انتشار کارهای مرتبط با کورو ویروس ذکر کرده است:

این موج اولیه پروژه ها بر درک بهتر چگونگی تعامل این coronaviruses با گیرنده ACE2 انسانی مورد نیاز برای ورود ویروسی به سلول های میزبان انسانی متمرکز است ، و اینکه چگونه محققان می توانند از طریق طراحی آنتی بادی های درمانی جدید یا مولکول های کوچک که ممکن است اختلال ایجاد کنند ، با آنها تداخل کنند. تعامل آنها

اگر می خواهید کمک کنید ، می توانید مشتری Folding @ Home را بارگیری کرده و سیکل های اضافی CPU و GPU خود را به این دلیل اهدا کنید.


منبع Tech Crunch