(57)【要約】【課題】分子動力学シミュレーションの実行において、所望の計算精度での計算時間を最短とし、シミュレーションが効率よく実行することができる構造のシミュレーションシステムを提供する。【解決手段】複数の計算パラメータの組み合わせが相違するパラメータセットにより分子動力学シミュレーションを各々計算する複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３に対し、条件データに対応して計算パラメータが所定条件を満足する複数のパラメータセットをパラメータ生成部１３０で生成する。その複数のパラメータセットで複数のシミュレータ資源２０１〜２０３から所定条件を満足する一個を資源選定部１４０が選定する。その選定されたシミュレータ資源２０１〜２０３で分子動力学シミュレーションが計算されるので、所望の計算精度での分子動力学シミュレーションの計算時間を最短とすることができる。【選択図】図１
2008158781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子動力学シミュレーションを実行するシミュレーションシステムであって、
複数の計算パラメータの組み合わせが相違するパラメータセットにより前記分子動力学シミュレーションを各々実行する複数種類のシミュレータ資源と、
前記計算パラメータの生成に利用される条件データを取得する条件取得部と、
取得された前記条件データに基づいて複数の前記パラメータセットごとに所定条件を満足する複数の前記計算パラメータを生成するパラメータ生成部と、
生成された複数の前記パラメータセットに対応して複数種類の前記シミュレータ資源から所定条件を満足する一個を選定する資源選定部と、
選定された一個の前記シミュレータ資源に対応する前記パラメータセットで前記分子動力学シミュレーションを実行させる処理実行部と、
を有するシミュレーションシステム。
【請求項２】
前記条件取得部は、前記パラメータセットの複数の前記計算パラメータの少なくとも一つを前記条件データとして取得し、
前記パラメータ生成部は、取得された前記計算パラメータに基づいて複数の前記パラメータセットごとに他の前記計算パラメータを生成する請求項１に記載のシミュレーションシステム。
【請求項３】
前記パラメータ生成部は、前記シミュレータ資源による計算時間が所定の基準以下となる前記計算パラメータを算定する請求項１または２に記載のシミュレーションシステム。
【請求項４】
前記パラメータ生成部は、前記シミュレータ資源の計算精度が所定の基準以上となる前記計算パラメータを算定する請求項１ないし３の何れか一項に記載のシミュレーションシステム。
【請求項５】
前記計算精度の入力操作を受け付ける精度入力部を、さらに有し、
前記パラメータ生成部は、入力操作された前記計算精度に対応して前記計算パラメータを算定する請求項４に記載のシミュレーションシステム。
【請求項６】
前記資源選定部は、複数種類の前記シミュレータ資源から前記分子動力学シミュレーションの計算時間が最短となる一個を選定する請求項１ないし５の何れか一項に記載のシミュレーションシステム。
【請求項７】
前記資源選定部は、
複数種類の前記シミュレータ資源の各々で生成された前記パラメータセットにより前記分子動力学シミュレーションを所定ステップのみ実行させる計算試行部と、
複数種類の前記シミュレータ資源ごとに前記所定ステップの計算時間を測定する時間測定部と、
複数種類の前記シミュレータ資源から測定された前記計算時間が最短の一個を選定する選定実行部と、
を有する請求項６に記載のシミュレーションシステム。
【請求項８】
前記資源選定部は、
複数種類の前記シミュレータ資源ごとに少なくとも前記パラメータセットと前記計算時間との対応関係が登録されている時間記憶部と、
生成された前記パラメータセットに対応する前記計算時間を前記時間記憶部から検索する時間検索部と、
複数種類の前記シミュレータ資源から検索された前記計算時間が最短の一個を選定する選定実行部と、
を有する請求項６に記載のシミュレーションシステム。
【請求項９】
分子動力学シミュレーションの計算対象として原子数を取得する対象取得部を、さらに有し、
前記時間記憶部は、複数種類の前記シミュレータ資源ごとに前記パラメータセットと前記計算時間と前記原子数との対応関係が登録されており、
前記時間検索部は、生成された前記パラメータセットと取得された前記原子数とに対応する前記計算時間を前記時間記憶部から検索する請求項８に記載のシミュレーションシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシミュレーションシステムのためのコンピュータプログラムであって、
前記計算パラメータの生成に利用される条件データを取得すること、
取得された前記条件データに基づいて複数の前記パラメータセットごとに所定条件を満足する複数の前記計算パラメータを生成すること、
生成された複数の前記パラメータセットに対応して複数種類の前記シミュレータ資源から所定条件を満足する一個を選定すること、
選定された一個の前記シミュレータ資源に対応する前記パラメータセットで前記分子動力学シミュレーションを実行させること、
を前記シミュレーションシステムに実行させるコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分子動力学シミュレーションを実行するシミュレーションシステムに関し、特に、分子動力学シミュレーションを各々実行する複数種類のシミュレータ資源を有するシミュレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、分子動力学シミュレーションは、たんぱく質などの生体高分子の動的性質の解析や、半導体の成膜過程の解析などに利用されており、大きな成功をおさめている。その計算アルゴリズムの特徴は二点あり、一点目は、ポテンシャル関数上での原子核の運動を記述する古典力学の運動方程式を連続的に多数回(通常100万回以上)解くという点である。
【０００３】
二点目は、境界条件の取り扱いが複数あるという点である。その一つは孤立境界条件(真空中あるいは連続体や液滴中に計算対象分子が浮かんでいる計算モデルであり、以下、孤立系と呼ぶ)の計算機能であり、この場合、非結合の原子間の相互作用の計算処理が全処理量の90％以上を占める。
【０００４】
ただし、この相互作用の計算は原子数の二乗に比例する処理量となる。このため、原子数が多い場合には計算処理量が莫大になり、計算の実行が難しくなる。そのため、非結合の原子間の相互作用を全て計算するか、設定された距離（カットオフ距離）よりも原子間距離が離れている原子のペアについては相互作用を考慮せずに計算するという手法が採られている。
【０００５】
二点目は周期境界条件の計算機能であり、対象とする分子系が真空中に露出することにより生じる影響を、除去することができる。この境界条件での代表的な方法としてＥｗａｌｄ法をあげることができる。
【０００６】
このＥｗａｌｄ法では、遠距離相互作用の表式のうち収束の遅い関数は、級数展開により十分な精度で値を求めるには無限和を取る必要がある。しかし、この項にフーリエ変換を施し、実空間から波数空間に変換を施すことにより、収束の早い関数に変換することができる。この場合、フーリエ級数展開も有限和で十分な精度を保つことができる。
【０００７】
ただし、各パラメータ(α:電荷の広がりを表すパラメータ、Ｒｃ:非結合の原子間の相互作用のカットオフ距離、ｈｍａｘ:波数空間での級数展開の数の最大値)に依存して、実空間での計算処理量と波数空間での計算処理量の比率が異なる。このため、所望の計算精度に対応した最適なパラメータセットを設定し、その範囲内で最小のｈｍａｘを求め、計算時間の最適化を図ることが必要となる。
【０００８】
現在、上述のような分子動力学シミュレーションを実行するシミュレーションシステムとして各種の提案がある(例えば、特許文献１〜５参照)。
【特許文献１】特開２００１−２７３２７８号公報
【特許文献２】特開２００３−２７１４０５号公報
【特許文献３】特開平０５−１７３７８７号公報
【特許文献４】特開平０９−１４６９２１号公報
【特許文献５】国際公開第０２／０５７７４２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述のパラメータ最適化の作業は、パラメータセット分行う必要があり、利用者にとっては大きな負担となっている。多くの分子動力学シミュレーションのコンピュータプログラムでは、いずれかのパラメータを設定した後に、その値に応じて他のパラメータを設定する仕組みを持っている。しかし、これは経験的な設定であることが多く、必ずしも最適なパラメータセットが生成されているとは言えない。
【００１０】
また、分子動力学シミュレーションにおいて頻繁に利用されている、並列計算機(ＰＣ(Personal Computer)クラスターを含む)や、分子動力学専用の計算機(ＭＤ(Molecular Dynamics)サーバが代表例)は、計算機能やパラメータセットによって、処理速度にばらつきがある。
【００１１】
これは、それぞれのハードウェア上でのアルゴリズム仕様が異なるため、計算機能、原子数、最適化されたパラメータセットに依存して、計算処理にかかる時間に大きな相違が生じるためである。
【００１２】
例えば、孤立系の計算機能では、計算処理量の大部分を占める原子間の非結合原子間相互作用を高速に計算することのできる分子動力学専用の計算機が、並列クラスターマシンに比べて格段に高速である。
【００１３】
一方で、Ｅｗａｌｄ法やＰＭＥ(Particle Mesh Ｅｗａｌｄ)法のような周期境界条件の計算機能では、その計算手法上、専用計算機で高速化を図る実空間での非結合相互作用の計算処理量と、それ以外の処理量とが、どちらも多い。このため、分子系や原子数、ＭＤ計算でのパラメータに依存して、専用計算機よりも並列クラスターマシンの方がより大きな高速化を達成する場合がある。
【００１４】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、分子動力学シミュレーションの計算効率を向上させて処理を短時間に完了することや計算精度を向上させることができる構造のシミュレーションシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のシミュレーションシステムは、分子動力学シミュレーションを実行するシミュレーションシステムであって、複数の計算パラメータの組み合わせが相違するパラメータセットにより分子動力学シミュレーションを各々実行する複数種類のシミュレータ資源と、計算パラメータの生成に利用される条件データを取得する条件取得部と、取得された条件データに基づいて複数のパラメータセットごとに所定条件を満足する複数の計算パラメータを生成するパラメータ生成部と、生成された複数のパラメータセットに対応して複数種類のシミュレータ資源から所定条件を満足する一個を選定する資源選定部と、選定された一個のシミュレータ資源に対応するパラメータセットで分子動力学シミュレーションを実行させる処理実行部と、を有する。
【００１６】
従って、本発明のシミュレーションシステムでは、条件データに対応して計算パラメータが所定条件を満足する複数のパラメータセットが生成され、その複数のパラメータセットで複数のシミュレータ資源から所定条件を満足する一個が選定され、その選定されたシミュレータ資源で分子動力学シミュレーションが実行される。このため、分子動力学シミュレーションの計算時間が最短となるパラメータセットを生成するとともに、シミュレータ資源を選択することができる。
【００１７】
本発明のコンピュータプログラムは、本発明のシミュレーションシステムのためのコンピュータプログラムであって、計算パラメータの生成に利用される条件データを取得すること、取得された条件データに基づいて複数のパラメータセットごとに所定条件を満足する複数の計算パラメータを生成すること、生成された複数のパラメータセットに対応して複数種類のシミュレータ資源から所定条件を満足する一個を選定すること、選定された一個のシミュレータ資源に対応するパラメータセットで分子動力学シミュレーションを計算させること、をシミュレーションシステムに実行させる。
【００１８】
従って、本発明のコンピュータプログラムに対応して動作するシミュレーションシステムでは、条件データに対応して計算パラメータが所定条件を満足する複数のパラメータセットが生成され、その複数のパラメータセットで複数のシミュレータ資源から所定条件を満足する一個が選定され、その選定されたシミュレータ資源で分子動力学シミュレーションが実行される。このため、分子動力学シミュレーションの計算時間を最短とする、パラメータセットを生成するとともに、シミュレータ資源を選択することができる。
【００１９】
なお、本発明の各種の構成要素は、その機能を実現するように形成されていればよく、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与されたコンピュータ装置、コンピュータプログラムによりコンピュータ装置に実現された所定の機能、これらの任意の組み合わせ、等として実現することができる。
【００２０】
また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【００２１】
さらに、本発明で云う「データが登録されている」とは、本発明の装置が使用されるときに「データが登録されている」状態にあることを意味している。このため、本発明の装置が出荷されるときにはデータが登録されておらず、使用される以前にデータが登録されている状態にセットアップされることを許容する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明のシミュレーションシステムでは、条件データに対応して計算パラメータが所定条件を満足する複数のパラメータセットが生成され、その複数のパラメータセットで複数のシミュレータ資源から所定条件を満足する一個が選定される。その選定されたシミュレータ資源で分子動力学シミュレーションが実行されるので、その分子動力学シミュレーションの計算時間を最短とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。本発明のシミュレーションシステム１００は、図１に示すように、一台のコンピュータ装置１１０と、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３と、を有する。
【００２４】
これらのシミュレータ資源２０１〜２０３は、例えば、各々専用のハードウェアとして形成されており、複数の計算パラメータの組み合わせが相違するパラメータセットにより分子動力学シミュレーションを各々実行する。
【００２５】
コンピュータ装置１１０は、計算パラメータの生成に利用される条件データを取得する条件取得部１２０と、取得された条件データに基づいて複数のパラメータセットごとに所定条件を満足する複数の計算パラメータを生成するパラメータ生成部１３０と、生成された複数のパラメータセットに対応して複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から所定条件を満足する一個を選定する資源選定部１４０と、選定された一個のシミュレータ資源２０１〜２０３に対応するパラメータセットで分子動力学シミュレーションを実行させる処理実行部１５０と、を有する。
【００２６】
より詳細には、本実施の形態のシミュレーションシステム１００では、各々のシミュレータ資源２０１〜２０３は、孤立系計算、あるいはＥｗａｌｄ法による周期境界条件での計算、あるいはＰＭＥ法による周期境界条件での計算を実行する。
【００２７】
条件取得部１２０は、パラメータセットの複数の計算パラメータの少なくとも一つを条件データとして取得し、パラメータ生成部１３０は、取得された計算パラメータに基づいて複数のパラメータセットごとに他の計算パラメータを生成する。
【００２８】
パラメータ生成部１３０は、シミュレータ資源２０１〜２０３による計算時間が所定の基準以下となるとともに、計算精度が所定の基準以上となる計算パラメータを算定する。
【００２９】
資源選定部１４０は、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から分子動力学シミュレーションの計算時間が最短となる一個を選定する。このため、資源選定部１４０は、パラメータ生成部１３０で生成された複数のパラメータセットにより、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３を用いて、分子動力学シミュレーションを所定ステップのみ計算させる計算試行部と、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３ごとに所定ステップの計算時間を測定する時間測定部と、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から測定された計算時間が最短の一個を選定する選定実行部と、を有する(図示せず)。
【００３０】
コンピュータ装置１１０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)等からなるコンピュータユニット、ＨＤＤ(Hard Disc Drive)の記憶デバイス、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)等の表示デバイス、キーボード等の入力デバイス、ＬＡＮ(Local Area Network)等でシミュレータ資源２０１〜２０３とデータ通信する通信デバイス、等をハードウェアとして有する(図示せず)。
【００３１】
コンピュータ装置１１０は、実装されているコンピュータプログラムに対応してコンピュータユニットが各部を統合制御することにより、上述のような各部が各種機能として論理的に実現されている。
【００３２】
このようなコンピュータ装置１１０のためのコンピュータプログラムは、例えば、計算パラメータの生成に利用される条件データを取得すること、取得された条件データに基づいて複数のパラメータセットごとに所定条件を満足する複数の計算パラメータを生成すること、利用者が指定する計算機能（本実施の形態では、孤立系計算、Ｅｗａｌｄ法の計算、ＰＭＥ法の計算）において最適なシミュレータ資源２０１〜２０３を用いて、対応するパラメータセットで分子動力学シミュレーションを実行させること、をコンピュータ装置１１０に実行させるように記述されている。
【００３３】
上述のような構成において、本実施の形態のシミュレーションシステム１００では、条件データに対応して計算パラメータが所定条件を満足する複数のパラメータセットが生成され、その複数のパラメータセットで、利用者が指定する計算機能（孤立系計算、Ｅｗａｌｄ法の計算、ＰＭＥ法の計算）において最適なシミュレータ資源２０１〜２０３を用いて、分子動力学シミュレーションが実行される。
【００３４】
より詳細には、分子動力学シミュレーションにおいては、計算精度と計算時間を決める複数のパラメータセットが存在し、計算機能ごとに内容が異なる。例えば、条件取得部１２０に条件データとして任意のポテンシャル関数が与えられた場合、計算精度と計算時間を決定する重要なパラメータは、孤立系の計算機能では、原子数と非結合の原子間の相互作用のカットオフ距離である。
【００３５】
周期境界条件の計算機能のＥｗａｌｄ法では、α(電荷の広がりを表すパラメータ)、Ｒｃ(非結合の原子間の相互作用計算でのカットオフ距離)、ｈｍａｘ(波数空間での級数展開の数の最大値)と原子数である。
【００３６】
ＰＭＥ法では、上記の電荷のパラメータα、カットオフ距離Ｒｃに加えて、波数空間でのフーリエ級数展開の部分をＦＦＴ(Fast Fourier Transform)法で扱うため、補間式の次数とグリッド数が重要なパラメータとなる。
【００３７】
そこで、パラメータ生成部１３０は、孤立系計算のパラメータセットを生成する場合には、図３に示すように、まず、条件データとしてカットオフ距離の入力を受け付ける(S101)。
【００３８】
つぎに、そのカットオフ距離でポテンシャル値を算出する(S102)。このようなカットオフ距離の入力とポテンシャル値の算出を繰り返す(S101〜S103)。そして、そのポテンシャル値を比較し、所望の計算精度の範囲内に収まるカットオフ距離の最小値を選定することにより、第一のシミュレータ資源２０１による孤立系計算のパラメータセットを生成する(S104)。
【００３９】
つぎに、利用者が指定する計算機能としてＥｗａｌｄ法が指定された場合には、パラメータ生成部１３０は、Ｅｗａｌｄ法のパラメータセットを生成する。
【００４０】
その場合、パラメータ生成部１３０は、カットオフ距離Ｒｃを固定し、ポテンシャルエネルギー値および選択された中心原子の力の定数について、電荷のパラメータαと級数展開の最大値ｈｍａｘを十分に大きく取った場合と電荷のパラメータαと、級数展開の最大値ｈｍａｘの任意の組み合わせを取った場合と、で比較を行い、所望の計算精度内に収まり、かつ、級数展開の最大値ｈｍａｘが最小となるように電荷のパラメータαと級数展開の最大値ｈｍａｘの組み合わせを決定する。
【００４１】
パラメータ生成部１３０には、図２に示すように、例えば、アミノ酸の一種であるアラニンの多量体と水分子から構成される分子系を使った、級数展開の最大値ｈｍａｘと電荷のパラメータαの関係などが、事前にデータ登録されている。
【００４２】
この登録データにより、カットオフ距離Ｒｃ=1200μｍ、原子数6284個の場合に、電荷のパラメータα（0.3から0.7まで変化）での級数展開の最大値ｈｍａｘの変化に対するポテンシャルエネルギーの収束値(電荷のパラメータα=1.0、級数展開の最大値ｈｍａｘ=1152665)からの誤差の変化が判明する。図２の横軸は級数展開の最大値ｈｍａｘの値、縦軸はポテンシャルエネルギーの誤差をlogスケールで示している。
【００４３】
例えば、ポテンシャルエネルギーの精度として1×10-6が必要な場合には、パラメータ生成部１３０は、図２のような登録データを参照することにより、計算精度と計算時間の観点から、カットオフ距離Ｒｃ=1200μｍでは電荷のパラメータα=0.45、級数展開の最大値ｈｍａｘ=100000を適切な組み合わせとして選定する。
【００４４】
必要であればカットオフ距離Ｒｃの値を変え、同様な操作を行うことで、最適なカットオフ距離Ｒｃ、電荷のパラメータα、級数展開の最大値ｈｍａｘの組み合わせを選定する。また、任意の中心粒子にかかる力の定数についても同様な操作により、所望の精度での最適なパラメータセットを生成する。
【００４５】
より具体的には、図４に示すように、パラメータ生成部１３０は、Ｅｗａｌｄ法のパラメータセットを、上述のようにポテンシャル値を使って生成する場合には、まず条件データとして与えられた分子系の原子数や形状からカットオフ距離を生成する(S201)。つぎに、このカットオフ距離の下で、大きな電荷のパラメータαと級数展開の最大値ｈｍａｘでのポテンシャル値を計算する（S202）。
【００４６】
つぎに、任意の電荷のパラメータαを設定し、カットオフ距離とその電荷のパラメータαの値の下で適当な級数展開の最大値ｈｍａｘについてのポテンシャル値を計算する（S203）。S202とS203で計算されたポテンシャル値の差が計算誤差に相当するので、その値が所望の誤差範囲内に収束しているかどうかを判定する(S204)。
【００４７】
収束していなければS203に戻り、電荷のパラメータαを変更してS203、S204の操作を行う。収束していれば、最初に設定したカットオフ距離Ｒｃを変更し、S201からS204の操作を行い、カットオフ距離Ｒｃについても収束性の判定を行う(S205)。
【００４８】
収束していなければS201に戻り、S205までの操作を行う。収束していれば、Ｅｗａｌｄ法のパラメータセットの生成を完了する。
【００４９】
その場合、図５に示すように、条件データとして入力される電荷のパラメータαとカットオフ距離Ｒｃの任意の組み合わせに対して(S301)、ＦＦＴ計算に必要な補間次数とグリッド数をポテンシャル値（あるいは力の定数）の比較により最適化し決定する(S302，S303)。
【００５０】
これを電荷のパラメータαとカットオフ距離Ｒｃの複数の組み合わせに対して実施し、大きな電荷のパラメータαとカットオフ距離Ｒｃでのポテンシャル値（あるいは力の定数）との差が所望の計算誤差の範囲内にあれば収束とみなし(S304〜S306)、これでＰＭＥ法のパラメータの生成を完了する。
【００５１】
本実施の形態のシミュレーションシステム１００は、上述のようなパラメータ生成部１３０の処理動作により、利用者が指定する計算機能に応じて、最適なパラメータセットが各々生成される。
【００５２】
そこで、このようにパラメータセットが生成されると、つぎに、そのパラメータセットによる分子動力学シミュレーションを実際に計算させるシミュレータ資源２０１〜２０３が選定される。
【００５３】
その場合、図６に示すように、資源選定部１４０は、最初に分子動力学シミュレーションでのシミュレータ資源２０１〜２０３を判別する（S401）。つぎに、S401で判別されたシミュレータ資源２０１〜２０３に応じて、計算負荷の判別が行われる（S402）。
【００５４】
ここでは、シミュレーションシステム１００を構成する複数の計算機で分子動力学シミュレーションの１ステップ計算を実行し、計算時間を測定し、最短時間で計算処理が終了する計算機を選択する（S403）。
【００５５】
本実施の形態のシミュレーションシステム１００は、上述のような処理動作により、三種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から分子動力学シミュレーションを最短時間で完了する一個が選定される。
【００５６】
そこで、このようにシミュレータ資源２０１〜２０３が選定されると（S403）、そのシミュレータ資源２０１〜２０３の一個にジョブが投入される（S404）。これでシミュレータ資源２０１〜２０３の一個により分子動力学シミュレーションの計算が実行され（S405）、分子動力学シミュレーションの計算結果が取得される（S406）。
【００５７】
従って、本発明のシミュレーションシステム１００では、上述のように条件データに対応して計算パラメータが所定条件を満足する複数のパラメータセットが生成され、その複数のパラメータセットで複数のシミュレータ資源２０１〜２０３から所定条件を満足する一個が選定され、その選定されたシミュレータ資源２０１〜２０３で分子動力学シミュレーションが実行される。
【００５８】
このため、分子動力学シミュレーションの計算時間を最短としたり計算精度を最高とする、パラメータセットを生成するとともに、シミュレータ資源２０１〜２０３を選択することができる。従って、最良の計算精度の分子動力学シミュレーションを最短の計算時間で実行することができる。
【００５９】
特に、分子動力学シミュレーションの利用者にとって負担の大きいパラメータセットの適切な決定作業を、信頼度の高い方法で自動的に決定することができ、かつシミュレータ資源２０１〜２０３を効率的に利用することができるため、分子動力学シミュレーションの利用者の利便性を大きく上げることができる。
【００６０】
しかも、条件取得部１２０は、パラメータセットの複数の計算パラメータの少なくとも一つを条件データとして取得し、パラメータ生成部１３０は、取得された計算パラメータに基づいて複数のパラメータセットごとに他の計算パラメータを生成する。このため、利用者が所望の条件データを入力することができ、その条件データに対応した計算結果を取得することができる。
【００６１】
さらに、パラメータ生成部１３０は、シミュレータ資源２０１〜２０３による計算時間が所定の基準以下となり、シミュレータ資源２０１〜２０３の計算精度が所定の基準以上となる、計算パラメータを算定する。このため、最良のパラメータセットを自動的に生成することができる。
【００６２】
しかも、資源選定部１４０は、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から分子動力学シミュレーションの計算時間が最短となる一個を選定する。このため、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から最適な一個を自動的に選定することができる。
【００６３】
特に、資源選定部１４０は、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３の各々で生成されたパラメータセットにより分子動力学シミュレーションを所定ステップのみ計算させ、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３ごとに所定ステップの計算時間を測定し、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から測定された計算時間が最短の一個を選定する。このため、実際のシミュレータ資源２０１〜２０３を利用して、簡単な処理で短時間に最適な一個を選定することができる。
【００６４】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではシミュレーションシステム１００にパラメータセットの生成に利用される計算精度が事前に登録されていることを想定した。
【００６５】
しかし、シミュレーションシステムが、計算精度の入力操作を受け付ける精度入力部を、さらに有し(図示せず)、パラメータ生成部１３０が、入力操作された計算精度に対応して計算パラメータを算定してもよい。この場合、利用者が所望の計算精度をシミュレーションシステムに設定することができ、その計算精度に対応した計算結果を取得することができる。
【００６６】
さらに、上記形態では資源選定部１４０が、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３の各々で生成されたパラメータセットにより分子動力学シミュレーションを所定ステップのみ計算させ、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３ごとに所定ステップの計算時間を測定し、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から測定された計算時間が最短の一個を選定することを例示した。
【００６７】
しかし、資源選定部が、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３ごとに少なくともパラメータセットと計算時間との対応関係が登録されている時間記憶部と、生成されたパラメータセットに対応する計算時間を時間記憶部から検索する時間検索部と、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から検索された計算時間が最短の一個を選定する選定実行部と、を有してもよい。
【００６８】
この場合、実際にシミュレータ資源２０１〜２０３を稼働させることなく、経験則などに基づいて簡単に複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３から一個を選定することができる。
【００６９】
さらに、シミュレーションシステムが、分子動力学シミュレーションの計算対象として原子数を取得する対象取得部を、さらに有し(図示せず)、時間記憶部は、複数種類のシミュレータ資源２０１〜２０３ごとにパラメータセットと計算時間と原子数との対応関係が登録されており、時間検索部は、生成されたパラメータセットと取得された原子数とに対応する計算時間を時間記憶部から検索してもよい。
【００７０】
この場合、利用者が所望により原子数をシミュレーションシステムに入力することができ、その原子数に対応して最適なシミュレータ資源２０１〜２０３を選定させることができる。
【００７１】
また、上記形態では、適切なパラメータセットが生成されると、利用者による計算機能（孤立系計算、Ｅｗａｌｄ法の計算、ＰＭＥ法の計算）の指定を受け付けることで、シミュレータ資源２０１〜２０３を利用した分子動力学シミュレーションが実行されることを例示した。
【００７２】
しかし、生成された適切なパラメータセットなどの所定条件に対応して、所定のアルゴリズムにより、上述のような複数の計算機能から一つが自動的に選定されることも不可能ではない。
【００７３】
さらに、上記形態ではシミュレーションシステム１００が、コンピュータ装置１１０とシミュレータ資源２０１〜２０３とを各々専用のハードウェアとして有することを例示した。
【００７４】
しかし、このようなコンピュータ装置１１０の各部１２０〜１５０とシミュレータ資源２０１〜２０３との一部ないし全部が、一個のハードウェアからなるコンピュータシステムの機能として構築されていてもよい。
【００７５】
また、上記形態ではコンピュータ装置１１０の各部がコンピュータプログラムにより各種機能として論理的に実現されていることを例示した。しかし、このような各部の各々を固有のハードウェアとして形成することもでき、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせとして実現することもできる。
【００７６】
また、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態のシミュレーションシステムの論理構造を示す模式的なブロック図である。
【図２】シミュレーションシステムの登録データの内容を示す特性図である。
【図３】第一のシミュレータ資源のためのパラメータセットを生成する処理動作を示すフローチャートである。
【図４】第二のシミュレータ資源のためのパラメータセットを生成する処理動作を示すフローチャートである。
【図５】第三のシミュレータ資源のためのパラメータセットを生成する処理動作を示すフローチャートである。
【図６】複数種類のシミュレータ資源から一個を選定するための処理動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７８】
１００    シミュレーションシステム
１１０    コンピュータ装置
１２０    条件取得部
１３０    パラメータ生成部
１４０    資源選定部
１５０    処理実行部
２０１    シミュレータ資源
２０２    シミュレータ資源
２０３    シミュレータ資源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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