Salah satu contoh dari proyek komputasi terdistribusi adalah Folding@Home. Folding@Home atau yang sering disingkat F@H adalah salah satu program yang dicetuskan oleh mahasiswa Stanford University, Amerika. Secara spesifik project ini dicetuskan oleh Pande Lab yang merupakan bagian dari Departments of Chemistry and of Structural Biology. Pande Lab bekerja pada teort dan simulasi bagaimana “pelipatan” atau folding dari Protein, RNA, dan Nanoscale synthetic polimer terjadi. Pande Lab mengembangkan metoda bagaimana menyelesaikan project ini dengan memanfaatkan teknologi distributed computing(komputasi terdistribusi/komputasi paralel). Proyek ini menggunakan sumber daya pemrosesan idle ribukomputer pribadi yang dimiliki oleh para relawan yang telah menginstal perangkat lunak pada sistem mereka. Tujuan utamanya adalah untuk menentukan mekanisme protein folding, yang merupakan proses dimana protein mencapai struktur tiga dimensi akhir dan untuk memeriksa penyebab misfolding protein.
Protein
Protein
adalah “pekerja” dalam dunia biologi. Pekerja ini bisa kita sebut mesin karena
mampu bekerja secara non stop tanpa lelah dan berukuran sangat kecil. Protein
ini membatu tubuh kita untuk mengekstraksi makanan menjadi energy, membentuk mood kita, dan juga melawan penyakit.
Lalu,
Protein Folding itu apa? Sebelum protein menjalankan
tugasnya di atas, mereka “membentuk” / “melipat” diri mereka masing-masing atau
istilah general nya adalah folding. Waktu saat protein ini “melipat” diri
adalah hal yang sangat penting dan dasar pada bidang biology.
Apa pentingnya
mengetahui proses folding protein itu? saat folding protein tidak berjalan dengan benar, atau kita
sebut misfolding, berpotensi untuk menyebabkan berbagai
macam jenis penyakit yang sangat serius. Alzheimer’s, Mad Cow
(BSE) / Sapi Gila, CJD, ALS,Huntington’s, Parkinson’s, dan berbagai kanker merupakan contoh-contoh bila misfolding terjadi.
Lalu, salah satu cara untuk menemuan obat untuk
penyakit-penyakit tersebut adalah dengan
proyek Folding@Home itu sendiri yang merupakan jaringan komputasi
terdistribusi yang dirancang untuk melakukan simulasi intensif proses pelipatan
protein dan dinamika molekuler lainnya. Simulasi akurat dalam proses pelipatan
protein dan kegagalan dalam pembentukan protein itu memungkinkan komunitas
ilmiah memahami lebih baik perkembangan penyakit yang berhubungan dengan proses
tersebut, seperti alzheimer, penyakit sapi gila (BSE), cystic fibrosis, dan
kanker.
Tim peneliti butuh sebuah superkomputer yang
sangat kuat untuk menjalankan penelitian ini, tetapi, mereka butuh dana ratusan
juta dolar untuk penelitian ini. Mereka butuh sebuah komputer dengan power
berpeta – peta flop untuk penelitian ini. Padahal, salah satu superkomputer
bernama IBM-Roadrunner, hanya mampu menghasilkan 1.59Petaflop dengan harga 133
juta dolar. Profesor Vijay Pande mendapat ide dengan distributed computing.
Yaitu mengalihkan pekerjaan besar itu kepada orang - orang berhati terbuka yang
mau membagikan sedikit kekuatan komputer mereka pada penelitian ini. Dan hingga
kini sudah sukses mendapatkan 400 ribu volunteer yang dapat menghasilkan
kekuatan sebesar 5Petaflop. Hampir 5 kali lipat dari superkomputer seharga 133
juta dolar. Selain menggunakan PC atau
laptop pribadi, volunteer dapat menggunakan PS3 perangkat komputasi. Menurut
FAH, jaringan PS3 akan serupa dengan superkomputer. jika 10 ribu mesun bekerja
bersama-sama, maka dapat menghasilkan ribuan triliun perhitungan tiap detik.
PS3 ini akan menggunakan software yang akan memecahnya menjadi paket data kecl
sebelum mengirimkan kembali melalui internet.
Folding @ home adalah proyek komputasi terdistribusi diciptakan untuk membantu dan berkontribusi untukpenelitian
penyakit. Pengguna di seluruh dunia secara kolektif menarik bersama sumber daya mereka dan membantu keluar dengan menjalankan program klien simulasi yang menggunakan CPU komputer mereka, GPU, atau keduanya. Dengan jarak jauh menarik bersama semua PC secara kolektif, mereka bertindaksebagai salah
satu superkomputer yang sangat besar.
Perangkat lunak klien dapat dijalankan pada PC manapun dan bahkan dapat dijalankan dari Playstation 3. Dengan menjalankan program klien pada komputer pribadi maka, dapat membantu Stanford University peneliti lebih memahami lipat protein, misfolding, dan penyakit terkait.
Desain obat
Obat bekerja dengan mengikat ke lokasi tertentu pada molekul
target dan menyebabkan perubahan tertentu yang diinginkan, seperti
menonaktifkan target atau menyebabkan perubahan konformasi. Idealnya, obat
harus bertindak spesifik dan mengikat target tanpa mengganggu fungsi biologis
lainnya. Namun, sulit untuk untuk menentukan secara tepat dimana dan bagaimana
dua molekul mengikat dengan erat. Karena keterbatasab dalam daya komputasi,
saat pendekatan in silico biasanya harus
mengandalkan kecapatan untuk akurasi. Performa Folding@home memungkinkan
peneliti untuk menggunakan kedua teknik dan mengevaluasi efisiensi dan
kehandalan mereka. Desain obat yang dibantu komputer memiliki potensi unruk
mempercepat dan menurunkan biaya penemuan obat.
Software
Software Folding@Home
pada pengguna akhir melibatkan tiga kompnen utama, yaitu:
a.
Unit kerja
Sebuah unit kerja adalah data protein klien yang diminta untuk
diproses. Unit-unit kerja adalah sebagian kecil dari simulasi antar negara
dalam model negara Markov. Setelah unit kerja sudah didowoad dan benar-benar
diproses komputer relawan, maka dikembalikan ke Folding@Home yang kemudian
relawan mendapat kredit poin. Siklus ini berulang secara otomatis. Semua unit
kerja telah mendapat batas waktu, dan jika melampaui batas waktu, pengguna
mungkin tidak akan endapat kredit poin dan otomatis akan dialihkan ke relawan
lain. Karena batas waktu ini, persyarata minimun untuk Folding@Home adalah CPU
450 MHz Pentium 3 dengan Streaming SIMD Extentions (SSE).
b.
Core
Program dinamuka molekuler khusus disebut sebagai “FahCores” dan
sering disingkat “core” untuk melakukan perhitungan pada unit kerja sebagai
proses latar belakang. Sebagian besar Folding@Home ini berdasarkan pada Gromacs
yaitu salah satu pake perangkat lunak dinamuka molekul tercepat dan paling
populer yang sebagian besar terdiri dari optimasi manual kode perakitan dan
optimasi perangka keras. Meskipun Gromacs adalah software open source, dan ada
kerjasama anata lab dengan pengembang Gromacs, Folding@Home menggunakan
software berlisensi untuk membantu memastikan validitas data.
c.
Klien
Peserta atau relawan Folding@Home menginstal progam klien pada
komputer pribadi mereka. Pengguna berinteraksi dengan klien yang mengelola
kompono perangkat lunak lain dilatar belakang. Melalui klien, pengguna dapa
menghentikan sementara proses lipat dan membuka event log, memeriksa kemajuan
pekerjaan atau melihat statistik pribadi. Komputer klien terus berjalan dilatar
belakang pada prioritas yang sangat rendah, menggunakan kekuatan pemrosesan
idle sehingga pengguna komputer biasa tida terpengaruh. Penggunaan CPU maksimum
dapat diatue melalui pengaturan klien. Klien terhubung dengan Folding@Home
server dan mengambil unit kerja dan juga mendownload inti yang sesuai untuk
pengaturan klien, sistem operasi, arsitektur hardware. Setelah pengolahan, unti
kerja dikembalikan ke komputer server Folding@Home yang dirancang untuk
prosesor tunggal dan multi-core prosesor serta unit pengolahan grafis.
Keragaman dan kekuatan masing-masing arsitektur perangkat keras menyediakan
Folding@Home dengan kemamuan untuk secara efisien menyelesaikan berbagai jenis
simulasi pada waktu yang tepat dan merupakan nilai ilmiah yang signifikan.
Bersama-sama, klien memungkinkan peneliti untuk memperlajari pertanyaan
biomedis.
Pengembangan
perangkat lunak profesional bertanggung jawab untuk sebagian besar kode
Folding@Home, baik untuk klien dan server-side. Tim pengembangan termasuk
programmer dari Nvidia, ATI, Sony dan Cauldron. Klien dapan didownload hanya
dari situs resmi Folding@Home dan hanya akan berinteraksi dengan file komputer
Folding@Home.
Folding@Home
menggunakan Cosm perpustakaan perangkat
lunak untuk jaringan. Folding@Home diluncurkan pada tanggal 1 Oktober 2000
dan merupakan proyek komputasi
terdistribusi pertama yang ditujukan untuk sistem biomolekul dengan klien
pertamanya adalah screensaver yang berjalan saat komputer tidak digunakan.
Sumber:
Tidak ada komentar:
Posting Komentar