東京工業大学 大学院情報理工学研究科 計算工学専攻 秋山研究室
info[at]bi.cs.titech.ac.jp

背景・目的

土壌等の環境中に生息する微生物のゲノムを分離培養せずにそのまま丸ごとシークエンスして解析するメタゲノム解析は、未知の微生物に関してのゲノム情報が得られるだけでなく、その環境中の共生系の理解や環境汚染の監視等に有用です。しかし、メタゲノム解析では、サンプルに含まれる多くの種のゲノム情報がデータベースに登録されていないため、遠縁の種の配列データとの間で比較が必要となります。それには既知の生物に対するゲノム解析で行われるような完全一致に基づく検索では不十分であり、置換や挿入、欠失を考慮した配列相同性検索処理が必要となります。この処理には膨大な計算が必要であり、そのため、この相同性検索に要する計算時間が次世代シークエンサーと呼ばれる新型のシークエンサーによるメタゲノム解析を進める上でのボトルネックの一つとなっています。

方法

本研究ではTSUBAME2.0の膨大な計算能力を利用し、次世代シークエンサによる大量のメタゲノム情報を現実的な時間内に解析可能とする大規模な全自動解析パイプラインを構築しました。
また、そのパイプライン中で行われる配列相同性検索には以下の２つのプログラムを利用可能としました。

マルチフィジックス血流動力学シミュレーション
Massimo Bernaschi (IAC, National Resource Counsil, Italy)
松岡聡 (東京工業大学学術国際情報センター)

背景と概要

動脈硬化をはじめとする心臓血管の疾病を深く理解するには，血液循環を詳細に理解する必要があります．しかし詳細に現実的なサイズのシミュレーションを行うためには，物理モデリングの分野においても高性能計算の分野においても解決するべき課題があります．たとえば現実的な血流動力学のモデルは，血管の複雑な形状に対応できる必要があり，その形状は心拍の影響でも変化します．そして血しょうなどの流体と，赤血球(RBC)・白血球をはじめとする粒子の両方を扱える必要があります．過去の流体・粒子双方のシミュレーションは毛細血管などを対象としており，心臓血管などに対応するにはより多くの計算資源が必要となります．この研究では，人間の心臓血管を対象としたマルチスケールシミュレーションを，東工大TSUBAME2.0スパコンの4,000GPUを用いて行いました．解像度は5cmから10μmの範囲で，約10億ノードの流体と約3億粒子の赤血球の計算を行います．

研究課題代表者　東京工業大学・学術国際情報センター　青木尊之 (taoki[at]gsic.titech.ac.jp)
共同研究者　　　　東京工業大学大学院・総合理工学研究科　下川辺隆史
共同研究者　　　　京都工芸繊維大学・大学院工芸科学研究科　高木知弘
共同研究者　　　　東京工業大学・大学院理工学研究科　山中晃徳
共同研究者　　　　東京工業大学・学術国際情報センター　額田　彰

背景・目的

金属材料の機械的強度や特性はミクロの組織的構造に基づくため、より高性能な材料を得るためにはミクロなダイナミクスの解明が必要です。近年、材料の相転移や相分離などの解明に非平衡統計力学から導出されるフェーズフィールド・モデルが注目されています。導出される方程式は時間空間の偏微分方程式であり、空間の離散化によりメモリへのステンシル計算となります。フェーズフィールド・モデルは複雑な非線形項を多く含むため1格子点あたりの演算量が多く、CPUでは殆どの場合が2次元計算までしか行われてきませんでした。

方法

最新のお知らせは、TSUBAME計算サービスからご覧下さい。
TSUBAME2.0利用ポータルへは、こちらから。

2011.3.1　TSUBAME2.0 ビデオ（2011年2月改訂）ストリームを開始

　TSUBAME2.0のビデオ（2011年2月改訂）のストリーミングを開始致しました。
TSUBAME2.0 ビデオ （2011年2月改訂）日本語版
TSUBAME2.0 ビデオ （2011年2月改訂）英語版

2011.2.23　AMBER11のGPU版プログラムの性能評価を行いました

AMBER11のGPU版プログラムの性能評価

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