ミルキーウェイ@ホーム

ミルキーウェイ@ホーム

MilkyWay@homeで2つの銀河が相互作用するシミュレーション
開発者	レンセラー工科大学
開発状況	アクティブ
オペレーティング·システム	クロスプラットフォーム
プラットフォーム	BOINC
タイプ	天体情報学
ライセンス	GNU GPL v3 [ 1 ]
平均的なパフォーマンス	1,683,957 GFLOPS (2023年6月) [ 2 ]
アクティブユーザー	11,686
総ユーザー数	255,522
アクティブなホスト	30,519
ホストの総数	674,908
Webサイト	ミルキーウェイ.cs .rpi .edu /ミルキーウェイ/

MilkyWay@homeは、天体物理学分野のボランティアによるコンピューティングプロジェクトで、バークレーオープンインフラストラクチャネットワークコンピューティング（BOINC）プラットフォーム上で稼働しています。 2011年11月時点で、 27,000人以上のアクティブなボランティアが運用する38,000台以上のコンピュータの余剰計算能力を利用しています。 [ ^{3 ] MilkyWay@home プロジェクトは、}天の川銀河のすぐ近くにある恒星の流れの正確な 3 次元動的モデルを生成することを目的としています。SETI @homeおよびEinstein@homeとともに、星間空間の現象の調査を主な目的とするこの種のコンピューティング プロジェクトとしては 3 番目です。二次的な目的は、ボランティア コンピューティング用のアルゴリズムを開発および最適化することです。

MilkyWay@homeは、レンセラー工科大学のコンピュータサイエンス学科と物理学・応用物理学・天文学科の共同プロジェクトであり、米国国立科学財団の支援を受けています。運営チームは、天体物理学者のハイディ・ジョー・ニューバーグ氏、コンピュータ科学者の マリク・マグドン＝イスマイル氏、ボレスワフ・シマンスキ氏、カルロス・A・バレラ氏で構成されています。

2009年半ばまでに、このプロジェクトの主な天体物理学的関心は、いて座矮小楕円体銀河から発生し、天の川銀河を包み込む巨大な恒星の流れであるいて座ストリーム^{[ 4 ]}に向けられた。このような恒星間ストリームとそのダイナミクスを高精度でマッピングすることで、天の川銀河や類似の銀河の構造、形成、進化、重力ポテンシャル分布を理解するための重要な手がかりが得られる可能性がある。また、暗黒物質問題に関する洞察も得られるかもしれない。プロジェクトが進展するにつれて、他の恒星ストリームにも注目が集まる可能性がある。

スローン・デジタル・スカイ・サーベイのデータを使用して、MilkyWay@homeは星野を約2.5度幅のくさび形領域に分割し、自己最適化確率的分離手法（すなわち、進化アルゴリズム）を適用して最適化された潮汐流を抽出します。次に、入力されたくさび形領域からデータ流を除去することで、均一に密度の高い新しい星のくさび形領域を作成しようとします。除去された各流は、流に含まれる星の割合、ストライプ内の角度位置、除去された円筒を定義する3つの空間要素（2つの角度と地球からの半径方向距離）、および幅の測定値という6つのパラメータによって特徴付けられます。各検索において、サーバーアプリケーションは個々の星の集団を追跡し、それぞれの星は天の川の可能なモデルに紐付けられます。

MilkyWay@homeは2007年から活動しており、32ビットおよび64ビットオペレーティングシステム向けに最適化されたクライアントアプリケーションは2008年に利用可能になりました。スクリーンセーバー機能は、ユーザーのBOINC統計を回転表示することに限られており、グラフィック要素はありません。代わりに、最高のコンピュータシミュレーションのアニメーションがYouTubeを通じて共有されています。^{[ 5 ]}

クライアントに送信される作業単位は、以前は最新のCPUで2～4時間の計算しか必要としませんでしたが、完了期限が短く（通常3日間）、スケジュールされていました。2010年初頭までに、プロジェクトは平均的なプロセッサコアで15～20時間の計算時間を要する、はるかに大きな作業単位を定期的に送信するようになり、ダウンロード後約1週間有効になりました。このため、数日間稼働していないコンピュータや、BOINCのバックグラウンド計算を許可しないユーザーアカウントには、プロジェクトは適さなくなりました。2018年現在、多くのGPUベースのタスクは、ハイエンドのグラフィックカードで1分未満で完了します。

このプロジェクトのデータスループットの進捗は、最近非常にダイナミックです。2009年6月中旬時点で、このプロジェクトには約24,000人の登録ユーザーと149か国に約1,100の参加チームがあり、31.7テラFLOPSで稼働していました。2010年1月12日現在  これらの数字は、170か国で44,900人のユーザーと1,590のチームでしたが、平均計算能力は1,382 TFlopsに跳ね上がりました^{[ 6 ]。}これにより、MilkyWay@homeはスーパーコンピュータのTOP500リストで2位にランクされます。MilkyWay@homeは現在、 2009年に5,000 TFlopsを超えたFolding@Homeに次ぐ2番目に大きなボランティアコンピューティングプロジェクトです。

データスループットが新規ユーザー獲得を大幅に上回った主な理由は、WindowsおよびLinux環境で数値演算に一般的に入手可能な中・高性能グラフィックス処理ユニット（GPU）を使用するクライアントソフトウェアの展開によるものです。幅広いNvidia GPU向けのMilkyWay@home CUDAコードは、プロジェクトのMilkyWay@home（GPU）フォークでの実験的リリースに続き、2009年6月11日にプロジェクトのコードリリースディレクトリで初めて公開されました。AMD Radeon GPU向けのOpenCLアプリケーションも利用可能です。

MilkyWay@homeはホワイトリストに登録されたグリッドコインプロジェクトです。^{[ 7 ]} グリッドコインの製造元としては2番目に大きいです。

MilkyWay@homeプロジェクトの大部分はネイサン・コールの学位論文のために作成されたものであり、このプロジェクトの応用による計算結果に触発された他の学位論文や科学論文もいくつか存在する。

1. Mendelsohn, Eric J.; Newberg, Heidi Jo; Shelton, Siddhartha; Widrow, Lawrence M.; Thompson, Jeffery M.; Grillmair, Carl J. (2022年2月1日). "MilkyWay@homeを使用したOrphan–Chenab Streamの矮小銀河前駆天体の質量と半径プロファイルの推定" . The Astrophysical Journal . 926 (2): 106. arXiv : 2201.03637 . Bibcode : 2022ApJ...926..106M . doi : 10.3847/1538-4357/ac498a . S2CID 245853837 . 
2. Donlon, T.; Newberg, H.; Weiss, J.; Guffey, A.; Thompson, J. (2021-06-01). "南天の三分岐したいて座ストリーム". AAS/Division of Dynamical Astronomy Meeting . 53 (5): 403.03. Bibcode : 2021DDA....5240303D .
3. Mendelsohn, EJ; Newberg, HJ; Shelton, S.; Widrow, L.; Thompson, J.; Grillmair, C. (2021-06-01). "MilkyWay@home を使用した Orphan Stream の矮小銀河の祖先の質量と半径プロファイルの推定". AAS/Division of Dynamical Astronomy Meeting . 53 (5): 403.01. Bibcode : 2021DDA....5240301M .
4. Mendelsohn, EJ; Newberg, HJ; Donlon, T.; Thompson, JM (2020-08-01). "MilkyWay@home を使用した N 体シミュレーション". AAS/Division of Dynamical Astronomy Meeting . 52 (4): 200.01. Bibcode : 2020DDA....5120001M .
5. Donlon, Thomas; Newberg, Heidi Jo; Sanderson, Robyn; Widrow, Lawrence M. (2020-10-01). "天の川銀河のシェル構造が放射状衝突の時期を明らかにする" . The Astrophysical Journal . 902 (2): 119. arXiv : 2006.08764 . Bibcode : 2020ApJ...902..119D . doi : 10.3847/1538-4357/abb5f6 . S2CID 219708644 . 
6. Shelton, Siddhartha; Newberg, Heidi Jo; Weiss, Jake; Bauer, Jacob S.; Arsenault, Matthew; Widrow, Larry; Rayment, Clayton; Desell, Travis; Judd, Roland; Magdon-Ismail, Malik; Mendelsohn, Eric; Newby, Matthew; Rice, Colin; Szymanski, Boleslaw K.; Thompson, Jeffery M.; Varela, Carlos; Willett, Benjamin; Ulin, Steve; Newberg, Lee (2021年2月14日). "An Algorithm for Reconstructing the Orphan Stream Progenitor with MilkyWay@home Volunteer Computing". arXiv : 2102.07257 .{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）
7. ニューバーグ、ハイディ・ジョー; シェルトン、シッダールタ; メンデルソーン、エリック; ワイス、ジェイク; アルセノー、マシュー; バウアー、ジェイコブ・S.; デセル、トラビス; ジャッド、ローランド; マグドン＝イスマイル、マリク; ニューバーグ、リー・A.; ニュービー、マシュー; レイメント、クレイトン; ライス、コリン; シマンスキー、ボレスワフ・K.; トンプソン、ジェフリー・M. (2019 年 6 月) 「ストリームと天の川の暗黒物質ハロー」。国際天文学連合紀要。14 ( S353): 75–82。doi : 10.1017 /S174392131900855X。S2CID 208163330。 
8. Shelton, Siddhartha; Newberg, Heidi Jo; Weiss, Jake; Bauer, Jacob S.; Arsenault, Matthew; Widrow, Larry; Rayment, Clayton; Desell, Travis; Judd, Roland; Magdon-Ismail, Malik; Mendelsohn, Eric; Newby, Matthew; Rice, Colin; Szymanski, Boleslaw K.; Thompson, Jeffery M. (2021-02-14). "An Algorithm for Reconstructing the Orphan Stream Progenitor with MilkyWay@home Volunteer Computing". arXiv : 2102.07257 .{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）
9. Weiss, Jake; Newberg, Heidi Jo; Desell, Travis (2018年10月22日) 「北銀河キャップにおける星の流れの絡み合い」。天体物理学ジャーナル。867 (1): L1。arXiv : 1807.03754。Bibcode : 2018ApJ ... 867L ...1W。doi : 10.3847 /2041-8213/ aae5fc。S2CID 55047680。 
10. Shelton, Siddhartha (2018年12月).潮汐流を用いた矮小銀河の特性の制約(学位論文). Bibcode : 2018PhDT......235S . hdl : 20.500.13015/2346 .
11. ワイス、ジェイク（2018）。天の川銀河ハローの主要サブストラクチャの恒星密度（学位論文）。ProQuest 2125438843。 
12. Weiss, Jake; Newberg, Heidi Jo; Newby, Matthew; Desell, Travis (2018年9月27日) 「 MilkyWay@homeを用いた恒星ハローの密度サブストラクチャのフィッティング」。天体物理学ジャーナル補足シリーズ。238 (2 ) : 17。arXiv : 1808.06659。Bibcode : 2018ApJS..238 ...17W。doi : 10.3847 / 1538-4365/ aadb92。S2CID 119327847。 
13. ニューバーグ、ハイディ・ジョー、シェルトン、シッダールタ、ワイス、ジェイク (2018-01-01)。「MilkyWay@home を使用した天の川の潮汐流と暗黒物質の特性評価」。アメリカ天文学会会議抄録 #231。231 : 212.07。Bibcode : 2018AAS ...23121207N。
14. ニューバーグ、ハイディ; シェルトン、シッダールタ (2018-04-01). 「MilkyWay@home を使用した潮汐流からの矮小銀河の起源の再構築」。AAS /力学天文学部門会議。49 : 303.02。Bibcode : 2018DDA ....4930302N。
15. Dumas, Julie; Newberg, Heidi J.; Niedzielski, Bethany; Susser, Adam; Thompson, Jeffery M.; Weiss, Jake; Lewis, Kim M. (2015年9月16日). 「天の川銀河の観測結果に対するダークマターカウスティック理論の検証」. The Astrophysical Journal . 811 (1): 36. arXiv : 1508.04494 . Bibcode : 2015ApJ...811...36D . doi : 10.1088/0004-637x/811/1/36 . S2CID 62792604 . 
16. Weiss, Jake; Newberg, Heidi Jo; Arsenault, Matthew; Bechtel, Torrin; Desell, Travis; Newby, Matthew; Thompson, Jeffery M. (2016-01-01). "天の川銀河ハローにおける恒星ストリームを測定するための主系列ターンオフ絶対等級の新しいモデルの使用". American Astronomical Society Meeting Abstracts #227 . 227 : 341.19. Bibcode : 2016AAS...22734119W .
17. Shelton, Siddhartha; Newberg, Heidi Jo; Arsenault, Matthew; Bauer, Jacob; Desell, Travis; Judd, Roland; Magdon-Ismail, Malik; Newby, Matthew; Rice, Colin; Thompson, Jeffrey; Ulin, Steve; Weiss, Jake; Widrow, Larry (2016-01-01). "Measuring Dark Matter With MilkyWay@home". American Astronomical Society Meeting Abstracts #227 . 227 : 139.11. Bibcode : 2016AAS...22713911S .
18. Xu, Yan; Newberg, Heidi Jo; Carlin, Jeffrey L.; Liu, Chao; Deng, Licai; Li, Jing; Schönrich, Ralph; Yanny, Brian (2015年3月11日)「天の川銀河の円盤におけるリングと放射状波」。天体物理学ジャーナル。801 ( 2 ): 105。arXiv : 1503.00257。Bibcode : 2015ApJ...801..105X。doi : 10.1088 /0004-637x/ 801 /2/ 105。S2CID 119124338。 
19. シベリ、サマンサ。ニューバーグ、ハイジ・ジョー。カーリン、ジェフリー L.ヤニー、ブライアン（2014年12月2日）。 「SDSS DR8 の青い星の数調査」。天体物理ジャーナル付録シリーズ。215 (2): 24.arXiv : 1411.5744。Bibcode : 2014ApJS..215...24S。土井：10.1088/0067-0049/215/2/24。S2CID 8621834。 
20. ニューバーグ、ハイディ・ジョー（2012年8月）。「測光による恒星までの距離の統計的決定」。国際天文学連合紀要。8（S289）：74–81。arXiv：1411.5999。doi ：10.1017 /S174392131202114X。S2CID 119071864。 
21. Xu, Yan; Newberg, Heidi (2013 年 5 月) 「太陽の彼方、天の川銀河の反中心方向への銀河構造の探査」国際天文学連合紀要9 ( S298): 450. doi : 10.1017/S1743921313007151 . S2CID 123228241 . 
22. ニューバーグ、ハイディ・ジョー；ニュービー、マシュー；デセル、トラビス；マグドン＝イスマイル、マリク；シマンスキー、ボレスワフ；ヴァレラ、カルロス（2013年5月）。「MilkyWay @ home：ボランティアのコンピュータを活用して天の川銀河の暗黒物質を制約する」。国際天文学連合紀要。9 （S298）：98–104。arXiv：1411.6003。doi ：10.1017 /S1743921313006273。S2CID 8058974。 
23. ニュービー、マシュー（2013年8月）。いて座の潮汐流と銀河の恒星ハローの形状（学位論文）。Bibcode ：2013PhDT........69N。hdl：20.500.13015 / 971。ProQuest 1466022697。 
24. Newby, Matthew; Cole, Nathan; Newberg, Heidi Jo; Desell, Travis; Magdon-Ismail, Malik; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos; Willett, Benjamin; Yanny, Brian (2013 年 5 月 13 日). "いて座矮小銀河の潮汐尾の空間的特徴". The Astronomical Journal . 145 (6): 163. arXiv : 1304.1476 . Bibcode : 2013AJ....145..163N . doi : 10.1088/0004-6256/145/6/163 .
25. ゲバラ、グスタボ。デセル、トラヴィス。ラポート、ジェイソン。バレラ、カルロス A. (2011 年 4 月 1 日) 「分散システムのモジュール視覚化」。CLEI電子ジャーナル。14 (1)。土井：10.19153/cleiej.14.1.7。S2CID 4876137。 
26. Desell, Travis; Magdon-Ismail, Malik; Newberg, Heidi; Newberg, Lee A.; Szymanski, Boleslaw K.; Varela, Carlos A. (2016-12-30). "大規模計算システムのための堅牢な非同期ニュートン法". arXiv : 1702.02204 .{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=（ヘルプ）
27. Desell, Travis; Magdon-Ismail, Malik; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos A.; Willett, Benjamin A.; Arsenault, Matthew; Newberg, Heidi (2011). "ボランティアコンピューティングを用いた天の川銀河ハローの起源と構造を決定するためのN体シミュレーションの進化". 2011 IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Processing Workshops and PhD Forum . pp. 1888–1895 . CiteSeerX 10.1.1.731.7231 . doi : 10.1109/IPDPS.2011.346 . ISBN   978-1-61284-425-1. S2CID 10643895 . 
28. Desell, Travis; Anderson, David P.; Magdon-Ismail, Malik; New, Heidi; Szymanski, Boleslaw K.; Varela, Carlos A. (2010). 「大規模分散型進化アルゴリズムの分析」. IEEE Con​​gress on Evolutionary Computation . pp. 1–8 . doi : 10.1109/CEC.2010.5586073 . ISBN  978-1-4244-6909-3. S2CID 581517 . 
29. Desell, Travis; Magdon-Ismail, Malik; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos A.; Newberg, Heidi; Anderson, David P. (2010). "ボランティアコンピューティンググリッド上での進化アルゴリズムの検証".分散アプリケーションと相互運用システム. Lecture Notes in Computer Science. Vol.  6115. pp. 29–41 . doi : 10.1007/978-3-642-13645-0_3 . ISBN  978-3-642-13644-3。
30. Cole, Nate; Desell, Travis; Lombraña González, Daniel; Fernández De Vega, Francisco; Magdon-Ismail, Malik; Newberg, Heidi; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos (2010). "ボランティアコンピューティングプラットフォームにおける進化アルゴリズム：Milky Way @Homeプロジェクト".並列分散計算知能. 計算知能研究. 第 269巻. pp. 63–90 . doi : 10.1007/978-3-642-10675-0_4 . ISBN  978-3-642-10674-3。
31. Desell, Travis (2009年12月).大規模コンピューティングのための非同期グローバル最適化(学位論文). hdl : 20.500.13015/2902 . OCLC 1150135368 . 
32. Desell, Travis; Magdon-Ismail, Malik; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos; Newberg, Heidi; Cole, Nathan (2009). 「ボランティアコンピューティンググリッドのための堅牢な非同期最適化」. 2009 第 5 回 IEEE 国際 e-Science 会議. pp. 263–270 . CiteSeerX 10.1.1.158.8407 . doi : 10.1109/e-Science.2009.44 . ISBN   978-1-4244-5340-5. S2CID 5214001 . 
33. Desell, Travis; Waters, Anthony; Magdon-Ismail, Malik; Szymanski, Boleslaw K.; Varela, Carlos A.; Newby, Matthew; Newberg, Heidi; Przystawik, Andreas; Anderson, David (2010). 「GPU を用いた Milky Way @Home ボランティア コンピューティング プロジェクトの高速化」。並列処理と応用数学。Lecture Notes in Computer Science。Vol.  6067。pp. 276–288。doi : 10.1007 / 978-3-642-14390-8_29。ISBN  978-3-642-14389-2。
34. Desell, Travis; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos (2008). 「ボランティアコンピューティングを用いた天の川銀河モデリングのための非同期ハイブリッド遺伝的シンプレックス探索」.第10回遺伝的および進化的計算に関する年次会議議事録. pp. 921–928 . doi : 10.1145/1389095.1389273 . ISBN  9781605581309. S2CID 10952453 . 
35. Cole, Nathan; Newberg, Heidi Jo; Magdon-Ismail, Malik; Desell, Travis; Dawsey, Kristopher; Hayashi, Warren; Liu, Xinyang Fred; Purnell, Jonathan; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos; Willett, Benjamin; Wisniewski, James (2008年8月20日). 「いて座矮小銀河の潮汐尾への応用を伴う潮汐流の最尤推定法」The Astrophysical Journal . 683 (2): 750– 766. arXiv : 0805.2121 . Bibcode : 2008ApJ...683..750C . doi : 10.1086/589681 . S2CID 1660060 . 
36. Desell, Travis; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos (2008). 「大規模異種環境における科学モデリングのための非同期遺伝的探索」. 2008 IEEE International Symposium on Parallel and Distributed Processing . pp. 1–12 . doi : 10.1109/IPDPS.2008.4536169 . ISBN  978-1-4244-1693-6. S2CID 1107218 . 
37. Szymanski, Boleslaw K.; Desell, Travis; Varela, Carlos (2008). 「非同期汎集団遺伝的探索における異質性の影響」.並列処理と応用数学. コンピュータサイエンス講義ノート. 第 4967巻. pp. 457–468 . CiteSeerX 10.1.1.78.2043 . doi : 10.1007/978-3-540-68111-3_48 . ISBN   978-3-540-68105-2。
38. Desell, Travis; Cole, Nathan; Magdon-Ismail, Malik; Newberg, Heidi; Szymanski, Boleslaw; Varela, Carlos (2007). 「分散型汎用最大尤度評価」.第3回IEEE国際eサイエンス・グリッドコンピューティング会議（E-Science 2007） . pp. 337–344 . CiteSeerX 10.1.1.65.4065 . doi : 10.1109/E-SCIENCE.2007.30 . ISBN   978-0-7695-3064-2. S2CID 1043475 . 

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