Le quattro applicazioni principali per la scienza dei materiali e la modellazione biomolecolare – LAMMPS, GROMACS, GAMESS e QMCPACK – possono ora sfrutta l'accelerazione hardware di molte GPU contemporaneamente. Lo ha fatto sapere Nvidia, che produce appunto le schede grafiche Tesla, presenti in molti dei supercomputer più potenti del mondo.
Questo aggiornamento dei software permetterà ai ricercatori di lavorare su modelli più grandi e complessi, "con ricadute interessanti sulla comprensione del potenziale impatto dei farmaci e sull'efficacia dei nuovi materiali. Gli sviluppatori di farmaci, inoltre, possono ridurre i tempi di scoperta e i costi di sviluppo", si legge sulla nota inviata da Nvidia.
Una scheda Nvidia Tesla
Per Nvidia si tratta di una valida occasione per parlare nuovamente di come i processori grafici possano offrire la propria potenza di calcolo alla ricerca scientifica, riducendo i tempi necessari a trovare risposte molto complesse. " Ora, ad esempio, i ricercatori possono studiare con maggiore precisione e rapidità il comportamento biologico delle proteine e le interazioni dei prototipi di farmaci prima di eseguire i lunghi e costosi studi su animali e i trial sui pazienti" ricorda Sumit Gupta di Nvidia.
Più nel dettaglio, le quattro applicazioni citate saranno usate nella chimica quantistica e nella farmacologia (GAMESS), GROMACS per la simulazione delle interazioni biomolecolari tra proteine e prototipi di farmaci, LAMMPS per modellare a scala atomica, materiali morbidi (biomolecole, polimeri) o a stato solido (metalli, semiconduttori). Infine QMCPACK simula le proprietà dei materiali con eccellenti doti di scalabilità e precisione grazie all'uso di una simulazione Monte Carlo quantistica.
Tutti i responsabili dello sviluppo di questo software hanno rilasciato dichiarazioni che confermano i vantaggi dell'uso di molte GPU nell'analisi di modelli scientifici e nelle simulazioni. Le prestazioni possono aumentare anche di tre volte in alcuni casi, con impatti diretti sui costi della ricerca.
Nvidia ha quindi annunciato un importante risultato ottenuto dai ricercatori dell'Institute of Process Engineering dell'Accademia delle scienze cinese (CAS-IPE) nella lotta all'influenza, che hanno dato vita alla prima simulazione virtuale di un virus H1N1 completo a livello atomico utilizzando un supercomputer basato su GPU Mole-8.5, che comprende più di 2.200 GPU Tesla
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, si legge ancora nella nota diffusa da Nvidia, 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.