Projekti oli osa pohjoismaista 2-vuotista konsortioita lypsykarjan maiden välisen arvostelusysteemin kehittämistä. Hankkeen päätavoitteina olivat: 1) iteraatiomenetelmän testaaminen suurien eläinmalliyhtälöryhmien ratkaisemisessa, 2) parhaan rinnakkaislaskentamenetelmän etsiminen. Lypsykarjan geneettisessä jalostusarvostelussa tilastollisen mallin monimutkaisuus on useimmiten riippunut kulloisenkin tietokonesukupolven laskentatehosta ja tilastollista mallia onkin paranneltu tietokoneiden laskennallisen suorituskyvyn tahdissa. Esimerkiksi Suomen lypsykarjan jalostusarvostelut laskettiin 80-luvulla silloin maailmalla yleisesti käytetyllä isämallilla, jossa oli alle 100 000 tuntematonta. Nykyiset koelypsyjä mallintavat eläinmallit vaativat kymmenien miljoonien yhtälöiden ratkaisua. Nykyisin yhä enenevässä määrin laskennassa halutaan siirtyä tosiaikaisuuteen jolloin uuden tiedon myötä lasketaan heti uudet jalostusarvot eikä vain neljästi vuodessa. Lypsykarjan kansainvälisen luonteen mukaisesti yhteiset pohjoismaiset jalostusarvostelut lypsykarjalle ovat välttämättömiä. Projektin alussa käytössä oli eläinjalostuksessa perinteisiä iteratiivisia menetelmiä käyttävä ohjelma nimeltään DMUIOD. Vastaavalla ohjelmalla ratkaistaan Tanskassa lypsykarjan jalostusarvostelut. Tanskalaiseen ohjelmaan verrattuna DMUIOD-ohjelmassa on lisänä mahdollisuus yksinkertaisten koelypsymallien käyttö. Projektin aikana tehtiin kolme merkittävää ratkaisua DMUIOD-ohjelmaan verrattuna: 1) siirryttiin käyttämään modernia ratkaisualgoritmia nimeltä pohjustettu liittogradientti (Preconditioned Conjugate Gradient), 2) kehitettiin uusi laskenta-algoritmi, jolla ohjelman toiminta nopeutui ja mahdollisti aikaisempaa suurempien mallien ratkaisemisen ja 3) siirryttiin käyttämään rinnakkaislaskentaa. Projektin tiimoilta tehdyn ohjelma nimi on MiX99. DMUIOD ohjelmalla noin 50 miljoonan yhtälöryhmän ratkaisemiseen kuluisi varovaisen arvion mukaan noin kuukausi laskenta-aikaa. MiX99 ohjelmalla tällainen ongelma ratkeaa noin 2.5 päivässä yhden prosessorin avulla ja noin vuorokaudessa neljän prosessorin avulla. Pienemmillä ongelmilla päästään neljällä prosessorilla nelikertaiseen nopeutukseen. Suurilla ongelmilla ( > 22 miljoonaa tuntematonta) levyluku ei voi käyttää virtuaalimuistia yhtä tehokkaasti ja rinnakkaislaskennasta saatava hyöty jää pienemmäksi käyttämässämme työasemassa. Projektin aikana pidettiin tärkeänä että ohjelman tulisi olla mahdollisimman monikäyttöinen. Käytännössä MiX99-ohjelmaa voidaan käyttää monenlaisten eri jalostusarvo-ongelmien ratkaisuun. Kullakin pohjoismaalla on omanlainen jalostusarvostelu lypsykarjan tuotanto-ominaisuuksille. Toinen monikäyttöisyyden piirre on rinnakkaislaskentaympäristön laiteriippumattomuus. Rinnakkaislaskennan ohjelma on tehty standardiohjelmakirjastojen avulla, jolloin mahdolliset tulevat muutokset laskentaympäristössä eivät tule aiheuttamaan suurempia muutoksia ohjelmassa. Ohjelmaa on testattu supertietokoneissa kuten Cray T3E ja SGI Origin 2000 sekä työasemissa kuten Sun ja Linux pc -tietokoneet. Projektin tiimoilta tehty ohjelma MiX99 onkin otettu käyttöön Suomessa lypsykarjan jalostuksessa sekä tuotanto- että terveysominaisuuksilla ja myös sikojen, ravihevosten sekä kirjolohen jalostusarvosteluissa.
Vastaava tutkija
Mäki-Tanila Asko Hankkeen kesto 1998 - 1999
Asiasanat
eläinjalostus, rinnakkaislaskenta, testipäivämalli, jatkuva-aikainen eläinarvostelu, lypsykarja
Hankkeen vaihe: Päättynyt
HUOM! Tämä tutkimushankekuvaus on tuotettu Hankehaaviin Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksen tutkimustietojärjestelmästä, jota ei enää ylläpidetä. Tarkista ajantaiset tutkimushanketiedot Luonnonvarakeskus Luken järjestelmästä.
|