Anton, eine Spezialmaschine für die Simulation von Molekulardynamik

Die Fähigkeit, lange, präzise Molekulardynamik-Simulationen (MD) durchzuführen, die Proteine und andere biologische Makromoleküle betreffen, könnte prinzipiell Antworten auf einige der derzeit wichtigsten offenen Fragen in den Bereichen Biologie, Chemie und Medizin liefern. Eine Vielzahl biologisch interessanter Phänomene tritt jedoch über Zeiträume auf, die im Bereich von Millisekunden liegen - mehrere Größenordnungen über der Dauer der derzeit längsten MD-Simulationen. Wir beschreiben eine massiv parallele Maschine namens Anton, die in der Lage sein sollte, als klassische MD-Simulationen im Millisekundenmaßstab solcher biomolekularen Systeme auszuführen. Die Maschine, die bis Ende 2008 fertiggestellt werden soll, basiert auf 512 identischen MD-spezifischen ASICs, die in einem eng gekoppelten Verfahren mit einem spezialisierten Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetzwerk interagieren. Anton wurde so konzipiert, dass sowohl neuartige parallele Algorithmen als auch spezielle Logik verwendet werden, um die Berechnungen, die die Zeit für eine typische MD-Simulation dominieren, dramatisch zu beschleunigen. Der Rest des Simulationsalgorithmus wird von einem programmierbaren Teil jedes Chips ausgeführt, der einen erheblichen Grad an Parallelität erreicht und gleichzeitig die erforderliche Flexibilität bewahrt, um voraussichtliche Fortschritte in physikalischen Modellen und Simulationsmethoden zu ermöglichen.