Китайские исследователи выбрали суперкомпьютер на базе GPU для первой в мире симуляции вируса H1N1

Графические процессоры помогают китайским исследователям усовершенствовать лекарства и предотвратить эпидемию
10 ноября 2011 года NVIDIA объявила о том, что китайские ученые совершили огромный прорыв в борьбе с гриппом, благодаря графическим процессорам NVIDIA® Tesla™, которые помогли провести первую в мире компьютерную симуляцию полной структуры вируса гриппа H1N1 на атомарном уровне.

Исследователи из Института Технологии Производства при Китайской Академии Наук (CAS-IPE) используют симуляции молекулярной динамики в качестве «вычислительного микроскопа», чтобы заглянуть в атомную структуру вируса H1N11. С помощью суперкомпьютера на базе GPU Mole-8.5, в котором установлено свыше 2200 графических процессоров NVIDIA Tesla, исследователи смогли симулировать законченную структуру вируса гриппа H1N1 и проверить теоретическое и экспериментальное представление о нем.

реклама

«Суперкомпьютер Mole-8.5 позволяет нам проводить научные исследования, которые раньше были невозможны», - отмечает доктор Уинг Рен (Ying Ren), помощник профессора в CAS-IPE. «Это исследование является важным шагом в разработке более эффективных способов управления эпидемией и создания противовирусных лекарств».

Изучать бактерии и вирусы в лабораторных экспериментах сложно, потому что реакции часто проходят мгновенно и их сложно зафиксировать. Компьютерные симуляции таких систем еще недавно были недоступны для суперкомпьютеров из-за сложности симулирования миллиардов частиц с правильными условиями среды. Исследователи из CAS-IPE совершили прорыв в симуляции, разработав приложение для симуляции молекулярной динамики, которое использует ускорение графических процессоров2. Приложение было запущено на суперкомпьютере Mole-8.5, состоящим из 288 серверов. Система способна симулировать 770 пикосекунд в день с шагом времени интегрирования в 1 фемтосекунду для 300 миллионов атомов или радикалов1.

анонсы и реклама

В Китае проводится широкий спектр и других научных исследований, где применяются высокопроизводительные вычислительные системы на базе GPU, например:

  • Симуляция турбулентного потока – такая симуляция является ключевой в изучении многих явлений – от формирования ураганов до смешивания химических веществ. Эта работа была выполнена исследователями из Пекинского Университета с помощью суперкомпьютера Tianhe-1A, установленного в Супервычислительном Центре Тяньцзиня.
  • Моделирование погоды – Исследователи из Национального Университета Технологии Безопасности симулировали физическую модель длинноволнового излучения, названную RRTM_LW, из модели прогнозирования погоды WRF на системе Tianhe-1A. На GPU скорость симулирования возросла вдвое, что позволяет прогнозистам моделировать погоду с большей детализацией и разрешением.
  • Симуляция термоядерной энергии – Физики из Университета Калифорнии в Ирвайне, работающие над международным проектом ITER по изучению термоядерной энергии, используют суперкомпьютер Tianhe-1A для ускорения программы Gyrokinetic Torodial Code, применяемой для симуляции термоядерной энергии.

Подробнее об Институте Технологии Производства при Китайской Академии Наук (CAS-IPE) смотрите здесь. Подробнее о NVIDIA Tesla GPU и высокопроизводительных вычислениях смотрите здесь.

реклама

1) J. Xu, X. Wang, X. He, Y. Ren, W. Ge.J. Li, Application of the Mole-8.5 supercomputer: Probing the whole influenza virion at the atomic level (Применение суперкомпьютера Mole-8.5: Исследование целого вириона гриппа на атомарном уровне). Chinese Science Bulletin, 2011. 56: p. 2114-2118.

2) J. Xu, Y. Ren, W. Ge, X. Yu, X. Yang.J. Li, Molecular dynamics simulation of macromolecules using graphics processing unit (Молекулярно-динамическая симуляция макромолекул с помощью графических процессоров). Molecular Simulation, 2010. 36: p. 1131-1140.

Оценитe материал
рейтинг: 4.5 из 5
голосов: 10

Лента материалов раздела

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают