Просмотр кода страницы Folding@home

{{Карточка программы
| name = Folding@Home
| screenshot = Abeta-PS3.png
| caption = Скриншот клиента Folding@home для [[PlayStation 3]], показывающий [[Трёхмерная графика|3D модель]] моделируемого [[белки|белка]]
| author = {{iw|Панде, Виджей|Виджэй Панде|en|Vijay Pande}}
| developer = [[Стэнфордский университет]] / Pande Group
| released = [[1 октября]] [[2000]]
| latest_release_version = 7.6.21
| latest_preview_version = 
| operating_system = 
| platform = [[Кроссплатформенное программное обеспечение]]
| language = [[Английский язык|английский]]
| genre = [[Распределённые вычисления]]
| license = [[Проприетарное программное обеспечение|Проприетарная]] <ref>{{Cite web |url=http://folding.stanford.edu/English/License |title=Folding@home — License<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2009-07-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110716024414/http://folding.stanford.edu/English/License |archive-date=2011-07-16 |url-status=dead }}</ref>
| website = https://foldingathome.org/
| latest release date=2020-10-20
}}

'''Folding@Home''' (F@H, FAH) — проект [[Распределённые вычисления|распределённых вычислений]] для проведения компьютерного моделирования [[Фолдинг белка|свёртывания молекул белка]]. Проект запущен [[1 октября]] [[2000 год]]а учёными из [[Стэнфордский университет|Стэнфордского университета]]. По состоянию на [[июль]] [[2008 год]]а — это был крупнейший проект распределённых вычислений, как по мощности, так и по числу участников<ref>По состоянию на [[16 июня]] [[2008 год]]а общее число участников проекта составило 1006595 пользователей (использовавших при этом 3149921 [[процессор]]ов) в то время как в ближайшем по мощности проекте [[SETI@home]] участвовало 834261 пользователей. Мощности обоих проектов (по состоянию на [[16 июня]] [[2008 год]]а) составили соответственно 2577 (июль 2008) и 541 [[флопс|терафлопс]].</ref>. В 2017 году крупнейшим проектом распределённых вычислений стал [[Биткойн]], обогнав Folding@Home<ref>{{Cite web |url=https://bitinfocharts.com/ru/comparison/bitcoin-hashrate.html |title=Биткоин Hashrate график<!-- Заголовок добавлен ботом --> |access-date=2017-12-25 |archive-date=2017-12-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171225203528/https://bitinfocharts.com/ru/comparison/bitcoin-hashrate.html |url-status=live }}</ref>.

После завершения проект Genome@home подключился к Folding@home.

== Цель и значение проекта ==
Цель проекта — с помощью моделирования процессов [[Фолдинг белка|свёртывания/развёртывания молекул белка]] получить лучшее понимание причин возникновения болезней, вызываемых дефектными белками, таких как [[Болезнь Альцгеймера|Альцгеймера]], [[Болезнь Паркинсона|Паркинсона]], [[Сахарный диабет 2-го типа|диабет 2 типа]], [[болезнь Крейтцфельдта — Якоба]] (коровье бешенство), [[склероз]] и различных форм онкологических заболеваний. К настоящему времени проект Folding@home успешно смоделировал процесс свёртывания белковых молекул на протяжении 5—10 мкс — что в тысячи раз больше предыдущих попыток моделирования.

В 2007 году в проекте было достигнуто моделирование сворачивания белков на миллисекундном временном интервале (белок NTL9), в 2010 году — на 10-миллисекундном (ACBP).

По результатам эксперимента вышло более 212 научных работ<ref>{{Cite web |url=https://foldingathome.org/category/papers/ |title=Folding@home — Papers |access-date=2020-04-02 |archive-date=2020-03-28 |archive-url=https://web.archive.org/web/20200328203804/https://foldingathome.org/category/papers/ |url-status=live }}</ref>.

== Принципы работы ==
[[Файл:ACBP MSM from Folding@home.tiff|thumb|Folding@home использует [[Скрытая марковская модель|модели марковских состояний]], подобные представленной на рисунке, для моделирования возможных форм и путей сворачивания, которые может принять белок при конденсации из своего первоначального случайно скрученного состояния (слева) в свою естественную трехмерную структуру (справа)]]
Для выполнения вычислений Folding@home использует не [[суперкомпьютер]], а вычислительную мощь сотен тысяч [[Персональный компьютер|персональных компьютеров]] со всего мира. Чтобы участвовать в проекте, человек должен загрузить небольшую программу-клиент. Клиентская программа Folding@Home запускается в фоновом режиме и выполняет вычисления лишь в то время, когда ресурсы процессора не полностью используются другими приложениями.

Программа-клиент Folding@home периодически подключается к серверу для получения очередной порции данных для вычислений. После завершения расчётов их результаты отсылаются обратно.

Участники проекта могут видеть статистику своего вклада. Каждый участник может запустить программу-клиент на одном или более компьютерах, может вступить в одну из команд.

== Текущее состояние дел ==
{| align="right" class="wikitable" style="margin-left:5px"
|-
! Вычислительная мощность, эксафлопс
! Дата достижения
|-
| 0,001
| 16 сентября 2007
|-
| 0,002
| 7 мая 2008
|-
| 0,003
| 20 августа 2008
|-
| 0,004
| 28 сентября 2008
|-
| 0,005
| 18 февраля 2009
|-
| 0,006
| 10 ноября 2011
|-
| 0,01
|19 сентября 2013
|-
| 0,04
|19 сентября 2014
|-
| 0,1
|19 июля 2016
|-
| 0,47
|20 марта 2020
|-
| 1,5
|26 марта 2020
|-
| 2,43
|12 апреля 2020
|-
| 2,7
|26 апреля 2020
|}

По состоянию на 4 февраля 2015 года в проекте Folding@Home было активно около 8,2 млн вычислительных ядер<ref>{{Cite web |url=http://fah-web.stanford.edu/cgi-bin/main.py?qtype=osstats2 |title=Folding@home — Client statistics by OS |access-date=2013-05-15 |archive-date=2012-11-28 |archive-url=https://www.webcitation.org/6CWRdkzP0?url=http://fah-web.stanford.edu/cgi-bin/main.py?qtype=osstats2 |url-status=live }}</ref>. Суммарная производительность составляла 9,3 [[FLOPS|петафлопса]].

В 2007 году [[книга рекордов Гиннесса]] признала проект Folding@Home самой мощной сетью распределённых вычислений.

В последние годы интерес к проекту снизился из-за возросшей популярности майнинга криптовалют, позволяющему получать гипотетический доход и окупить оборудование всего за несколько лет.

27 февраля 2020 года Грегори Боумен (Greg Bowman) заявил, что проект Folding@Home подключается к исследованию коронавируса [[SARS-CoV-2|2019-nCoV]]<ref>{{Cite web|url=https://foldingathome.org/2020/02/27/foldinghome-takes-up-the-fight-against-covid-19-2019-ncov/|title=Folding@home takes up the fight against COVID-19 / 2019-nCoV|author=|website=|date=|publisher=|lang=en|access-date=2020-03-22|archive-date=2020-08-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20200828013737/https://foldingathome.org/2020/02/27/foldinghome-takes-up-the-fight-against-covid-19-2019-ncov/|url-status=live}}</ref>.

По состоянию на начало марта 2020 года суммарная вычислительная мощность проекта Folding@Home составляла 98,7 петафлопс<ref name="Folding stats">{{cite web | url = https://stats.foldingathome.org/os | title = Client Statistics by OS | author = Pande lab | publisher = foldingathome.org | access-date = 2019-05-10 | archive-date = 2020-04-08 | archive-url = https://archive.today/20200408134114/https://stats.foldingathome.org/os | url-status = live }}</ref>.

На 2020 год в F@H существовало 4 проекта (типа заданий) для [[CPU]] и 24 для [[Графический процессор|GPU]].

14 марта 2020 года компания [[Nvidia]] обратилась к геймерам с призывом использовать мощности своих домашних компьютеров для борьбы коронавирусом<ref>{{Cite web|url=https://3dnews.ru/1005958|title=NVIDIA призвала геймеров использовать свои ПК для борьбы с COVID-19|publisher=3DNews - Daily Digital Digest|lang=ru|access-date=2020-03-22|archive-date=2020-03-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20200317180130/https://3dnews.ru/1005958|url-status=live}}</ref>. Несколькими днями позже CoreWeave — крупнейший американский майнер на [[блокчейн]]е [[Ethereum]] — заявил, что присоединяется к борьбе с коронавирусом<ref>{{Cite web|url=https://www.coindesk.com/thousands-of-these-computers-were-mining-cryptocurrency-now-theyre-working-on-coronavirus-research|title=Thousands of these computers were mining cryptocurrency. Now they’re working on coronavirus research|author=|website=|date=2020-03-19|publisher=CoinDesk|lang=en|access-date=2020-03-22|archive-date=2020-03-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20200322085042/https://www.coindesk.com/thousands-of-these-computers-were-mining-cryptocurrency-now-theyre-working-on-coronavirus-research|url-status=live}}</ref>. Российский телекомгигант [[МТС (компания)|МТС]] также не остался в стороне и объявил, что его облачные ресурсы будут направлены в проект Folding@Home с целью ускорения работ по поиску лекарства от нового коронавируса<ref>{{Cite web|url=https://servernews.ru/1006436|title=Облако МТС поддержит проект Folding@Home для поиска лекарства от нового коронавируса|publisher=ServerNews - все из мира больших мощностей|lang=ru|access-date=2020-03-22|archive-date=2020-03-20|archive-url=https://web.archive.org/web/20200320170456/https://servernews.ru/1006436|url-status=live}}</ref>.

Спустя четыре недели после включения F@H в борьбу с коронавирусом Грег Боумен сообщил, что к проекту присоединилось 400 тыс. волонтёров по всему миру<ref>{{Cite web|url=https://3dnews.ru/1006508|title=В поиск лекарства от коронавируса через проект Folding@Home включилось более 400 000 добровольцев|publisher=3DNews - Daily Digital Digest|lang=ru|access-date=2020-03-22|archive-date=2020-03-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20200322085041/https://3dnews.ru/1006508|url-status=live}}</ref>. С притоком новых пользователей после объявления о том, что F@H включается в борьбу с новым коронавирусом, мощность проекта увеличилась до 470 петафлопс. Таким образом, проект Folding@Home можно назвать самым мощным суперкомпьютером в мире, уступающим лишь [[Bitcoin]], мощность которого составляет 80 704 291<ref>{{Cite web|url=https://bitcoincharts.com/bitcoin/|title=Bitcoincharts {{!}} Bitcoin Network|publisher=bitcoincharts.com|access-date=2019-09-10|archive-date=2019-09-11|archive-url=https://web.archive.org/web/20190911021735/https://bitcoincharts.com/bitcoin/|url-status=live}}</ref> петафлопс. Для сравнения, первую строчку в мировом рейтинге суперкомпьютеров [[TOP500]] занимает система «[[Summit (суперкомпьютер)|Summit]]» с теоретической пиковой производительностью около 200 петафлопс.

26 марта 2020 года общая вычислительная мощность сети превысила 1,5 экзафлопса, что почти что равно суммарной производительности всех суперкомпьютеров в мировом рейтинге [[TOP500]] — 1,65 экзафлопса.<ref>{{Cite web|url=https://www.anandtech.com/show/15661/folding-at-home-reaches-exascale-1000000000000000000-operations-per-second-for-covid-19|title=Folding@Home Reaches Exascale: 1,500,000,000,000,000,000 Operations Per Second for COVID-19|author=Anton Shilov|publisher=www.anandtech.com|access-date=2020-03-27|archive-date=2020-03-26|archive-url=https://web.archive.org/web/20200326193357/https://www.anandtech.com/show/15661/folding-at-home-reaches-exascale-1000000000000000000-operations-per-second-for-covid-19|url-status=live}}</ref>

26 апреля 2020 общая вычислительная мощность сети превысила 2,7 экзафлопса.

5 апреля 2021 общая вычислительная мощность сети упала до 0,197 экзафлопса.

== Настоящие и будущие платформы для проекта ==
Участники всякого проекта распределённых вычислений всегда стремятся к его распространению как на текущие, так и на новые перспективные платформы. Разумеется, это относится и к Folding@Home, но для того, чтобы создать клиент для новой платформы, каждая платформа оценивается по двум несложным параметрам<ref>В силу стремления проекта к увеличению размеров заданий и анализу более длительных временны́х промежутков фолдинга белков, скорость системы сильнее влияет на принятие решения о портировании клиента на новую платформу, чем возможное число систем, которые будут подключены к проекту.</ref>:
* скорость работы систем на новой платформе;
* количество систем на данной платформе, потенциально способных подключиться к проекту.

Основной платформой для проекта по состоянию на начало 2013 года являются многоядерные процессоры для персональных компьютеров ([[CPU]]). Наибольшее число заданий (jobs) формируется именно для этой платформы. Одноядерные процессоры, хотя и поддерживаются проектом, находят все меньшее и меньшее применение в связи с потребностью быстро считать задания. Особняком стоят специальные Большие Задания (Big Jobs, BJ) для счёта которых требуется наличие в процессоре 16 и более вычислительных ядер/потоков.

Наиболее перспективными платформами для проекта являются графические процессоры ([[GPU]]). Особенность данной платформы в том, что в графическом процессоре параллельно выполняется множество потоков, благодаря чему достигается превосходство в скорости расчётов над самыми современными CPU от [[Intel]] и [[AMD]]. По информации организаторов проекта, современные графические процессоры имеют ограничения по выполняемым вычислениям, связанные с их более узкой специализацией, поэтому полностью заменить обычные процессоры в проекте они не в состоянии. Однако в тех расчётах, где они применимы, организаторы проекта говорят о 40-кратном преимуществе [[GPU]] над «средним» процессором Intel [[Pentium 4]], а практические результаты первых дней работы бета-версии клиента показали примерно 70-кратное преимущество данной платформы над «средним» процессором, принимающим участие в проекте.

Также был доступен для открытого использования клиент для процессоров [[Cell (архитектура)|Cell]], использовавшихся в [[Sony]] [[PlayStation 3]]. Эти процессоры также являются многопоточными (многоядерными), что даёт им преимущества над обычными CPU, которые пока имеют максимум 15 ядер. 6 ноября 2012 года после около пяти лет данный раздел проекта был прекращен.

Создатели проекта стремятся максимально упростить для пользователей подключение к проекту. Если раньше для использования CPU и GPU требовалось запускать и настраивать два различных клиента, то начиная с версии 7 одна программа-клиент может задействовать как CPU, так один или несколько установленных в компьютере совместимых GPU.

Версия клиента 7.х доступна для наиболее распространенных операционных систем [[Windows]] х86 и х64, [[Mac OS X]] (только для процессоров Intel), [[Linux]] х86 и х64.

== Сравнение с другими молекулярными системами ==
[[Rosetta@home]] — распределенный вычислительный проект, нацеленный на предсказание структуры белка, и является одной из самых точных систем для предсказания [[Третичная структура|третичной структуры]].<ref>{{статья |заглавие=Docking and scoring protein complexes: CAPRI 3rd Edition |издание=Proteins |том=69 |номер=4 |страницы=704—718 |pmid=17918726 |doi=10.1002/prot.21804 |язык=en |тип=journal |автор=Lensink M.F., Méndez R., Wodak S.J. |месяц=12 |год=2007}}</ref><ref>{{статья |заглавие=Simulated tempering yields insight into the low-resolution Rosetta scoring function |издание={{Нп3|Proteins (journal)|Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics||Proteins (journal)}} |том=74 |номер=3 |страницы=777—788 |doi=10.1002/prot.22210 |pmid=18767152 |язык=en |тип=journal |автор=Gregory R. Bowman and Vijay S. Pande |год=2009}}</ref> Поскольку Розетта только предсказывает конечное свернутое состояние, не моделируя сам процесс фолдинга, Rosetta@home и Folding@home акцентируются на разных молекулярных вопросах.<ref>{{cite web|url=http://boinc.bakerlab.org/rosetta/forum_thread.php?id=1790 |title=Folding@home vs. Rosetta@home |author=Gen_X_Accord, Vijay Pande |work=[[Rosetta@home]] forums |publisher=[[University of Washington]] |date=2006-06-11 |access-date=2012-04-06 |archive-url=https://www.webcitation.org/69g1sRjMS?url=http://boinc.bakerlab.org/rosetta/forum_thread.php?id=1790 |archive-date=2012-08-04 }}</ref> Лаборатория Pande может использовать конформационные состояния от программного обеспечения Розетты в [[Марковский процесс|модели состояний Маркова]] как отправные точки для моделирования в Folding@home.<ref>{{cite web|url=http://foldingforum.org/viewtopic.php?p=188496#p188496 |title=Re: Course grained Protein folding in under 10 minutes |author=TJ Lane (Pande lab member) |work=Folding@home |publisher=[[phpBB]] Group |date=2011-06-09 |access-date=2012-02-26 |archive-url=https://www.webcitation.org/69g1tD8mi?url=http://foldingforum.org/viewtopic.php?p=188496#p188496 |archive-date=2012-08-04 }}</ref> Наоборот, алгоритмы предсказания структуры могут быть улучшены с помощью термодинамических и кинетических моделей и аспектов осуществления выборки для моделирования сворачивания белка.<ref>{{статья |заглавие=The Roles of Entropy and Kinetics in Structure Prediction |издание=[[PLOS One|PLoS ONE]] |том=4 |номер=6 |страницы=e5840 |doi=10.1371/journal.pone.0005840 |pmid=19513117 |pmc=2688754 |bibcode=2009PLoSO...4.5840B |язык=en |тип=journal |автор=G. R. Bowman and V. S. Pande |ответственный=Hofmann, Andreas |год=2009}}</ref><ref>{{статья |заглавие=Native-like Mean Structure in the Unfolded Ensemble of Small Proteins |издание={{Нп3|Journal of Molecular Biology}} |том=323 |номер=1 |страницы=153—164 |doi=10.1016/S0022-2836(02)00888-4 |pmid=12368107 |язык=en |тип=journal |автор=Bojan Zagrovic, Christopher D. Snow, Siraj Khaliq, Michael R. Shirts, and Vijay S. Pande |год=2002}}</ref> Таким образом, Folding@home и Rosetta@home дополняют друг друга.<ref>{{cite web|url=http://foldingforum.org/viewtopic.php?f=15&t=2322&p=20638#p20642 |title=Re: collaborating with competition |author=Vijay Pande |work=Folding@home |publisher=[[phpBB]] Group |date=2008-04-26 |access-date=2012-02-26 |archive-url=https://www.webcitation.org/69g1tz2d1?url=http://foldingforum.org/viewtopic.php?f=15#p20642 |archive-date=2012-08-04 }}</ref>

[[AlphaFold]] — разработка [[Google DeepMind]] на основе [[Искусственный интеллект|искусственного интеллекта]], направленная на [[предсказание структуры белка|предсказание пространственной структуры белка]]<ref>{{Cite web |url=https://deepmind.com/research/case-studies/alphafold |title=AlphaFold {{!}} DeepMind |access-date=2021-08-28 |archive-date=2021-01-19 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210119220351/https://deepmind.com/research/case-studies/alphafold |url-status=live }}</ref>. В 2020 году некоторые исследователи отметили, что точность результатов недостаточно высока для трети прогнозов и что нет оснований считать решённой проблему сворачивания белка<ref>{{cite web |url=https://www.chemistryworld.com/opinion/behind-the-screens-of-alphafold/4012867.article |title=Behind the screens of AlphaFold |first=Phillip |last=Balls |date=2020-12-09 |work=Chemistry World |access-date=2021-08-28 |archive-date=2021-08-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20210815072312/https://www.chemistryworld.com/opinion/behind-the-screens-of-alphafold/4012867.article |url-status=live }}</ref>. Но другие авторы выражали оптимизм, считая что достигнутого уже достаточно для практического применения, например, чтобы разобраться в механизмах некоторых болезней и создать для них лекарства<ref>{{cite web|title=ИИ DeepMind смог решить проблему сворачивания белков, над которой биологи бились около 50 лет|url=https://itc.ua/news/ii-deepmind-smog-reshit-problemu-svorachivaniya-belkov-nad-kotoroj-biologi-bilis-okolo-50-let/|website=ITC.ua|date=2020-12-01|access-date=2025-01-16|archive-date=2024-04-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20240413221117/https://itc.ua/news/ii-deepmind-smog-reshit-problemu-svorachivaniya-belkov-nad-kotoroj-biologi-bilis-okolo-50-let/|url-status=live}}</ref>. Руководители разработки AlphaFold [[Хассабис, Демис|Демис Хассабис]] и [[Джампер, Джон|Джон Джампер]] были удостоены [[Нобелевская премия по химии|Нобелевской премии по химии]] 2024 года<ref name="NobelPrize_2024_Press_release">{{Cite web |title=Press release: The Nobel Prize in Chemistry 2024 |url=https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2024/press-release/ |access-date=2024-10-09 |website=NobelPrize.org |lang=en-US |archive-date=2024-10-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20241009100757/https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2024/press-release/ |url-status=live }}</ref>.

== Команды СНГ в проекте ==
{{значимость раздела|дата=2022-08-30}}

=== Российские ===
* [[TSC! Russia]] (номер команды 47191) — старейшая и самая производительная российская команда в проекте.
* Russia (номер команды 279).
* 22century (номер команды 241477).
* PPRu (номер команды 258709).

== Примечания ==
{{примечания}}

== См. также ==
* [[AlphaFold]] 
* [[Foldit]]
* [[Парадокс Левинталя]]

== Ссылки ==
* [http://folding.stanford.edu/ Официальный сайт] {{Архивировано|url=https://www.webcitation.org/6Aqq8Z3E7?url=http://folding.stanford.edu/English/HomePage |date=2012-09-21 }}{{ref|en}}
* [http://folding.stanford.edu/Russian/Main Русская версия официального сайта] {{Wayback|url=http://folding.stanford.edu/Russian/Main |date=20080803004648 }}
* [https://web.archive.org/web/20150607133313/http://www.cnews.ru/reviews/index.shtml?2004%2F02%2F06%2F154773 «Создан первый в мире искусственный белок»] — статья об успехе Folding@home
* [https://web.archive.org/web/20061006031804/http://www.boinc.ru/Doc/Bio_Diffs.htm Сравнение биомедицинских проектов распределённых вычислений]
* [https://web.archive.org/web/20081104193335/http://kakaostats.com/ Kakao Stats]{{ref|en}} — подробная статистика по командам и участникам.
* [http://folding.extremeoverclocking.com/ ExtremeOverclocking stats] {{Wayback|url=http://folding.extremeoverclocking.com/ |date=20071208192353 }}{{ref|en}} — подробная статистика по командам и участникам.
* {{cite web|author=Сергей Вильянов|date=2010-06-02|url=http://www.3dnews.ru/offsyanka/Foldinghome/|title=Folding@home - виртуальная битва за благо человечества|publisher=[[3DNews.ru]]|access-date=2010-06-04|archive-date=2010-06-06|archive-url=https://web.archive.org/web/20100606090606/http://www.3dnews.ru/offsyanka/Foldinghome|url-status=live}}

{{Внешние ссылки}}
{{перевести|it|Folding@home}}
{{Добровольные вычисления}}

[[Категория:PlayStation 3]]
[[Категория:Биомедицинские проекты распределённых вычислений]]
[[Категория:Появились в 2001 году в США]]
[[Категория:Проприетарное кроссплатформенное программное обеспечение]]