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I ricercatori cinesi sfruttano un supercomputer basato su GPU per la prima simulazione completa del virus H1N1

 
 

Le GPU Tesla aiutano i ricercatori cinesi a migliorare i farmaci e prevenire possibili epidemie

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Luciano Ballerano
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NVIDIA
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SANTA CLARA, California — 10 novembre 2011— NVIDIA ha annunciato che ricercatori cinesi hanno ottenuto un risultato di primaria importanza nella lotta all'influenza utilizzando GPU NVIDIA® Tesla™ per creare la prima simulazione virtuale di un virus H1N1 completo a livello atomico.

Ricercatori dell'Institute of Process Engineering dell'Accademia delle scienze cinese (CAS-IPE) stanno utilizzando simulazioni di dinamica molecolare come “microscopio computazionale” per dare uno sguardo alla struttura atomica del virus H1N11. Usando il supercomputer basato su GPU Mole-8.5, che comprende più di 2.200 GPU NVIDIA Tesla, i ricercatori sono stati in grado di simulare il virus completo dell'influenza H1N1, un risultato che ha permesso di verificare gli attuali approcci teorici e sperimentali allo studio del virus.

“L'uso del Mole-8.5 ci ha permesso di eseguire ricerche scientifiche altrimenti impossibili”, ha dichiarato il dottor Ying Ren, assistente al CAS-IPE. “Questa ricerca rappresenta un passo avanti importante nello sviluppo di metodi più efficaci per controllare le epidemie e creare farmaci anti-virali.”

Lo studio di batteri e virus con esperimenti in laboratorio è difficile perché spesso le reazioni sono troppo veloci e minute per coglierle appieno. Tuttavia, la simulazione computerizzata di questi sistemi in passato era fuori portata anche per i supercomputer, a causa della complessità insita nella simulazione di miliardi di particelle nelle giuste condizioni ambientali.

I ricercatori del CAS-IPE sono riusciti in questa impresa grazie a un'applicazione di dinamica molecolare in grado di sfruttare l'accelerazione via GPU2. Questa è poi stata eseguita sul supercomputer basato su GPU Mole-8.5, che comprende 288 nodi server. Il sistema è stato in grado di simulare 770 picosecondi al giorno con un incremento di integrazione di 1 femtosecondo per 300 milioni di atomi o radicali liberi1.

Tra gli altri esempi della vasta gamma di ricerche scientifiche in corso in Cina che sfruttano sistemi di calcolo basati su GPU ricordiamo:

  • Simulazione del flusso turbolento – questa simulazione è nodale per lo studio di innumerevoli fenomeni quali la formazione degli uragani ai processi di miscelazione nell'industria chimica. Questa simulazione è stata realizzata dai ricercatori dell'università di Pechino usando il supercomputer basato su GPU Tianhe-1A nel Tianjin Supercomputing Center.
  • Modellazione meteorologica – i ricercatori della National University of Defense Technology hanno creato un modello di simulazione fisica di radiazioni a onde lunghe denominato RRTM_LW, tratto dal modello di previsione meteorologica WRF, facendolo poi girare sul sistema Tianhe-1A. Grazie all'accelerazione via GPU è stato possibile raddoppiare la velocità di elaborazione del modello, che ora permette ai meteorologi di elaborare modelli atmosferici con un livello molto migliore di dettaglio o di risoluzione.
  • Simulazioni di soluzioni per l'energia di fusione – i fisici dell'Università della California di Irvine, lavorando nel contesto di un'iniziativa di collaborazione internazionale, il progetto ITER per lo sviluppo dell'energia di fusione, stanno utilizzando il supercomputer basato su GPU Tianhe-1A per accelerare il software Gyrokinetic Toroidal Code per simulazioni di reattori a fusione.

Per ulteriori informazioni sull'Institute of Process Engineering dell'Accademia delle scienze cinese (CAS-IPE), visitare: http://english.ipe.cas.cn/. Per ulteriori informazioni sulle GPU NVIDIA Tesla per l'high performance computing, visitare questo indirizzo.

Informazioni su NVIDIA
NVIDIA (NASDAQ: NVDA) ha mostrato al mondo intero la reale potenza della grafica computerizzata con l’invenzione della GPU, avvenuta nel 1999. Oggi i suoi processori sono la base fondante di una vasta gamma di prodotti, che spaziano dagli smartphone ai supercomputer. I processori mobile di NVIDIA vengono usati nei telefonini, nei tablet e nei sistemi di infotainment per automobili. I giocatori su PC si affidano alle GPU per accedere a mondi virtuali di grande spettacolarità e immersività. I professionisti li usano per creare effetti visivi per i film e per la progettazione di qualsiasi cosa, dai campi da golf sino ai Jumbo Jet. Infine, i ricercatori utilizzano le GPU per espandere le frontiere della scienza grazie a soluzioni di high performance computing. La società è proprietaria di oltre 2.100 brevetti internazionali, fra cui quelli di idee essenziali per il computing moderno. Per ulteriori informazioni, vedere www.nvidia.it.

Alcune affermazioni riportate nel presente comunicato stampa ivi incluse, in via esemplificativa, affermazioni relative a: i vantaggi, l'impatto e le prestazioni delle GPU e del computing parallelo, nonché l'impatto positivo dei brevetti della società sul computing moderno, sono affermazioni soggette a rischi ed incertezze che possono avere esiti effettivi materialmente differenti dalle aspettative. Importanti fattori che possono causare esiti molto diversi da quelli attesi sono: condizioni economiche globali; ricorso a terze parti per la produzione, l’assemblaggio, l'imballaggio e il testing dei prodotti; impatto dello sviluppo o della concorrenza a livello tecnologico; sviluppo di tecnologie più veloci o efficienti; difetti di progettazione, produzione o software; variazioni delle preferenze e richieste dei consumatori; cambiamenti di standard e interfacce del settore; riduzione imprevista delle prestazioni dei nostri prodotti o delle nostre tecnologie quando vengono integrati nei sistemi, nonché altri fattori di volta in volta trattati nei rapporti che NVIDIA inoltra all'ente Securities and Exchange Commission (SEC), ivi compreso il relativo modulo 10-Q per il periodo fiscale terminato il 31 luglio 2011. Copie dei documenti e delle relazioni depositati presso la SEC sono disponibili presso il sito Web di NVIDIA a titolo assolutamente gratuito. Queste previsioni sono soggette a rischi e incertezze e quindi non costituiscono alcuna garanzia di future prestazioni e rendimenti e sono valide soltanto alla data in cui sono state formulate. Inoltre, fatte salve le limitazioni previste dalla legge, NVIDIA disconosce qualsiasi obbligo ad aggiornare tali previsioni in modo da riflettere eventi o circostanze future.

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1 J. Xu, X. Wang, X. He, Y. Ren, W. Ge.J. Li, Applicazione del supercomputer Mole-8.5: analisi del virione completo dell'influenza a livello atomico. Chinese Science Bulletin, 2011. 56: p. 2114-2118.
2 J. Xu, Y. Ren, W. Ge, X. Yu, X. Yang.J. Li, Simulazione dinamica molecolare delle macromolecole usando unità di elaborazione grafica. Molecular Simulation, 2010. 36: p. 1131-1140.



 
 
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