Folding@Home Sammelthread

Alle Fragen bezüglich Folding@Home können hier gepostet werden.

Eine kleine Beschreibung von Folding@Home und eine Anleitung um die Clientsoftware einzurichten findet ihr im Spoiler.

[Spoiler=Beschreibung und Anleitung]
[B]Über Folding@Home:[/B]
Folding@Home ist ein Projekt der Stanford Universität bei der die Faltung von Proteinen simuliert wird.
Krankheiten wie z.B. Alzheimer oder Krebs sind auf Fehler bei der Proteinfaltung zurückzuführen.
Das Projekt soll helfen den Aufbau von Proteinen zu verstehen um so Möglichkeiten zur Heilung dieser Krankheiten zu finden.
Durch die Verteilung der Arbeit auf etliche Rechner wird eine enorme Rechenleistung erzielt.
[Spoiler=Detaillierte Informationen zu Folding@Home]
[I]Genetisch bedingten Krankheiten auf der Spur[/I]

Jedes Proteinmolekül besteht aus einer Kette von Aminosäuren, die eine spezifische dreidimensionale Form annehmen müssen, um korrekt zu funktionieren.

“Der Prozess der Proteinfaltung bleibt ein Geheimnis”, sagt Pande, Dozent für Chemie und molekulare Strukturbiologie. Wenn die Proteinfaltung misslingt,
verklumpen die Eiweiße miteinander und formen Aggregate, wie sie bei Patienten mit Alzheimer, Parkinson und anderen Krankheiten beobachtet werden.”

Wie Proteine sich zu ihrer Idealform falten, ist eine Frage, die Wissenschaftler seit Dekaden beschäftigt hat. Um das Problem zu lösen, mussten sich Forscher
eine Computersimulation zur Hilfe ziehen – ein Prozess, der eine enorme Menge an Rechenleistung erfordert.

Einer der Gründe, warum die Proteinfaltung so schwierig zu simulieren ist, dass sie erstaunlich schnell vonstatten geht”, erklärt Pande.
Die Faltzeit der Proteine liegt im Mikrosekundenbereich (ein Millionstel einer Sekunde).
Es dauert einen ganzen Tag, nur um eine Nanosekunde (ein Milliardstel einer Sekunde) mit einem durchschnittlichen Computer zu berechnen, geschweige denn
den ganzen Faltprozess zu simulieren.

Die Simulation der Proteinfaltung wird häufig mit dem Heiligen Gral der Bioinformatik gleichgesetzt, fügt er hinzu.
Viele Krankheiten, die sich auf Probleme im Bereich der Proteine zurückführen lassen, könnten geheilt werden.
“Das ist ein Bereich, der von scharfer Konkurrenz wie etwa dem IBM’s Schwergewichtler Blue Gene heiß umkämpft wird.”

[I]Folding@home[/I]

Vor zwei Jahren realisierte Pande das Projekt Folding@home, das sich dem Problem der Proteinfaltung widmen sollte. Bisher registrierten sich rund 200.000 PC-Nutzer,
um ihre Rechner der Wissenschaft zur Verfügung zu stellen.
Das Stanford-Projekt nutzt wie SETI@home oder ähnliche Projekte ungenutzte Rechenleistung von Privatcomputern.
Wenn diese nicht gebraucht werden – etwa während der Pausen oder beim Lesen dieses Textes – führt das Programm Berechnungen durch und versendet die Ergebnisse
zurück an den Server, sobald die Internetverbindung aufgebaut ist.

Für die Nature-Studie wählten Pande und Snow, ein graduierter Student der Biophysik, eine bestimmte Anzahl teilnehmender PC’s aus,
um die Faltungsdynamik zweier durch Mutation veränderter Formen eines winzigen Proteins namens BBA5 zu untersuchen.
Jedem Computer wurde ein spezifisches Simulationsmuster zugewiesen, das auf die Geschwindigkeit des jeweiligen Rechners zugeschnitten war.

Mit 30.000 Computern konnten Pande und Snow 32.500 Simulationen der Proteinfaltung ausführen, was einer Gesamtzeit der Proteinfaltdauer von 700 Mikrosekunden entsprach.
Diese Simulationen testeten die Faltungsrate des Zielproteins in einer 5-, 10- und 20-Nanosekunden Zeitskala.
Die Wissenschaftler konnten nun die gewonnenen Daten dazu verwenden, die Faltungsgeschwindigkeit und die Verlaufskurve eines “Durchschnittsmoleküls” vorherzusagen.

[I]Experimentelle Überprüfung[/I]

Um die Vorhersagen zu bestätigen, bat das Stanford-Team Wissenschaftler an der Illinois University ein “Laser Temperature-Jump Experiment” durchzuführen.
Mit dieser Technik wird ein entfaltetes Protein mit einem Laserstrahl gepulst, der das Molekül gerade genug erwärmt, um es zurück in seinen Ausgangszustand zu versetzen.
Eine fluoreszierende Aminosäure wird in das Molekül eingebettet, die im Verlauf der Proteinfaltung immer schwächer wird.
Die Forscher nutzen die Veränderungen in der Fluoreszenz, um den Faltungsprozess zu messen.

Die Ergebnisse des Laserexperiments befinden sich in “exzellenter Übereinstimmung” mit den Folding@home-Vorhersagen, stellte Pande und seine Kollegen fest.
Nach der Vorhersage der Computersimulation würde sich das Zielprotein in 6 Mikrosekunden falten, während die Labormessungen eine Faltzeit von 7,5 Mikrosekunden ergaben.

“Diese Experimente stellen einen großen Erfolg für das Verteilte Rechnen dar”, sagte Pande.
Den Ablaufprozess der Proteinfaltung zu verstehen hat zur Folge, der Heilung einer Reihe von Krankheiten einen Schritt näher gekommen zu sein.”

[B]Quelle:[/B] [url=http://www.science-at-home.de/news/dc/dc_det_20021110095701.php]www.science-at-home.de[/url]

[/spoiler]

Die Software gibt es für CPU, GPU und PlayStation 3.
Die CPU Clients sind auch für Mac und Linux zu finden.
Download:
[url=http://folding.stanford.edu/English/Download]CPU Client/PS3[/url]
[url=http://folding.stanford.edu/English/DownloadWinOther]GPU Client[/url]

[B]Anleitung für die Einrichtung des CPU/GPU Client[/B]
Zuerst ladet ihr euch die Software herunter und installiert es.
Dann startet ihr die [EMAIL]Folding@home.exe[/EMAIL] (Standardverzeichnis: C:\Programme\Folding@Home\Folding@home-x86).
Dabei sollte sich dieses Fenster öffnen:
(Wenn nicht klickt rechts unten im Infobereich mit Rechts auf das F@H Symbol und dann Configure…)

[img]http://open-host.de/bildhost/bilder/24f5f0aa6b5ec8d7885b1e58d2df5c50.jpg[/img]

Im Feld Username tragt ihr euren gewünschten Namen ein und bei Team number 179365 (das ist die Nummer des CoFo Teams).

Wenn ihr verhindern wollt, dass jemand über euren Namen foldet könnt ihr euch [url=http://fah-web.stanford.edu/cgi-bin/getpasskey.py]hier[/url] ein Passwort holen, welches dann bei Passkey eingetragen werde muss.
Ist euch das egal lasst dieses Feld einfach frei.

Unter Connection findet ihr ein paar Einstellungen für einen Proxy und ihr könnt aussuchen ob Folding@Home erst fragen soll bevor es das Netzwerk benutzen darf (um ein fertiges Working Unit hochzuladen oder um sich ein neues herunterzuladen).
Hier würde ich aber nichts verändern.

[img]http://open-host.de/bildhost/bilder/b398f288aa0887346ecf5b96096101cb.jpg[/img]

Der Reiter Advanced bietet ein paar weiter Einstellmöglichkeiten.
An der Core Priority solltet ihr nichts ändern. Bei der Standardeinstellung kann man neben dem Folden auch gut noch andere Sachen machen, ohne starken Geschwindigkeitsverlust zu haben.
Außerdem könnt ihr noch einstellen wie stark die CPU ausgelastet werden darf. Ist die Core Priority auf Lowest possibe kann man das guten Gewissens auf 100% lassen. (Ihr solltet aber darauf achten, dass ihr eine relativ gute CPU Kühlung habt, sonst stirbt eure CPU noch am Hitzetod ^^)

Eine weitere praktische Einstellung ist die Checkpoint frequency, also nach wie vielen Minuten die Arbeit gespeichert wird.
Für Laptops hat man noch die Möglichkeit die Arbeit zu pausieren falls der Laptop über Akku läuft.

Zur Machine ID komme ich gleich noch.

[img]http://open-host.de/bildhost/bilder/d7faa93ef53d12fe661a92511c85966c.jpg[/img]

[B]Mehrere Kerne nutzen[/B]
Um mehrere Kerne zu nutzen geht ihr wie folgt vor:
Geht zum Installationspfad und kopiert dort den “Folding@home-x86” Ordner.
Für jeden Kern müsst ihr eine Kopie anlegen. Startet dann aus jedem Ordner die [EMAIL]Folding@Home.exe[/EMAIL].
Anschließend geht ihr in die Einstellungen (über das Symbol in der Taskleiste) und stellt bei jedem Worker eine eigene Machine ID ein.
Eventuell müsst ihr jeweils nochmal euren Namen und die Teamnummer eingeben.

Wenn ihr mehrere GPUs habt, die ihr einsetzen wollt, dann müsst ihr die Anwendung wie beschrieben mehrfach anlegen, verschiedene Machine-IDs zuteilen UND mit einem 0-basierten GPU-Parameter starten, also z.B.:

“C:\Data\Applications\Folding@GPU1\Folding@home-gpu\Folding@home.exe” -gpu 0
“C:\Data\Applications\Folding@GPU2\Folding@home-gpu\Folding@home.exe” -gpu 1
“C:\Data\Applications\Folding@GPU3\Folding@home-gpu\Folding@home.exe” -gpu 2

Ohne den neusten nVidia Treiber gibt es derzeit bei der Single PCB GTX 295 Probleme, sodass hier nur ein Core genutzt werden kann.
[/spoiler]

Link zum Ranking des Cofos: [URL]http://fah-web.stanford.edu/cgi-bin/main.py?teamnum=179365&qtype=teampage[/URL]

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