Nowe aplikacje wykorzystujące procesory graficzne przyśpieszają poszukiwania skuteczniejszych leków i materiałów wyższej jakości

Aplikacje LAMMPS, GROMACS, GAMESS i QMCPACK dołączają do rzeszy najlepszych aplikacji naukowych akcelerowanych przez procesory graficzne

SANTA CLARA, Kalifornia – 10 listopada 2011 r. – Firma NVIDIA poinformowała, że cztery wiodące aplikacje wykorzystywane w badaniach materiałoznawczych i modelowaniu biomolekularnym – LAMMPS, GROMACS, GAMESS, and QMCPACK – obsługują teraz funkcje akceleracji przez wiele procesorów graficznych, które mogą skrócić czas symulacji z wielu dni do kilku godzin.

Dzięki nowym wersjom aplikacji naukowcy będą mogli badać większe modele molekularne, osiągając jednocześnie wyższą dokładność symulacji, tym samym zwiększając wiedzę na temat potencjalnych efektów leków oraz skuteczności nowych materiałów. Krótszy czas badań i niższe koszty rozwoju zapewnią również korzyści producentom leków.

Opisywane cztery aplikacje naukowe dołączają do rosnącej listy programów (takich jak AMBER, NAMD czy TeraChem) umożliwiających prowadzenie badań naukowych w oparciu o moc procesorów graficznych.

„Swobodny dostęp do niedrogich, wydajnych energetycznie obliczeń wielkoskalowych, jaki dają nam procesory graficzne, może znacznie przyśpieszyć tempo badań naukowych”, twierdzi Sumit Gupta, kierownik jednostki biznesowej ds. produktów Tesla w firmie NVIDIA. „Tak duża moc obliczeń zapewnia wiele korzyści nauce. Dzięki niej, naukowcy mogą m.in. prowadzić szybsze i dokładniejsze symulacje biologicznego zachowania protein lub interakcji między lekami, zanim zostaną one dopuszczone do drogich, czasochłonnych testów na zwierzętach i ludziach.”

Wszystkie cztery aplikacje pracują na superkomputerach i są używane do tworzenia modeli w różnych obszarach nauki:

• GAMESS to aplikacja dla chemików kwantowych, używana przy projektowaniu nowych leków i materiałów. Program wykorzystuje metody obliczeniowe do badania elektronicznej struktury i właściwości molekuł.
• GROMACS umożliwia symulowanie biomolekularnych interakcji pomiędzy proteinami i substancjami mającymi potencjalne właściwości lecznicze. Program może służyć do badań poprawności i niepoprawności składania protein. Te badania pomogą zrozumieć przyczyny powstawania takich chorób Alzheimera i Huntingtona, a także niektórych form raka.
• LAMMPS służy do modelowania materiałów miękkich (biomolekuł i polimerów) i stałych (metale, półprzewodniki) w skali atomowej.
• QMCPACK jest wysoce skalowalną aplikacją, która symuluje właściwości materiałów z wysoką dokładnością za pomocą metody Monte Carlo.

Cytaty

• „Podnosimy sobie poprzeczkę tworząc kod, który jest możliwie najwydajniejszy i jak najlepiej skalowalny. Procesory graficzne są najbardziej obiecującą metodą na osiągnięcie tego celu. Ponieważ współpracujemy z laboratorium Departamentu Energii, kładziemy również nacisk na energooszczędność. Akceleracja badań z dziedziny chemii kwantowej na procesorach graficznych pozwala również na osiągniecie i tego celu.”
  --Mark Gordon, wyróżniony procesor Wydziału Chemii Stanowego Uniwersytetu Iowa, dyrektor Programu Matematyki Stosowanej w Laboratorium AMES, przewodniczący projektu GAMESS
  
  
• „Symulacje aplikacji GROMACS 4.6, po uruchomieniu na procesorach graficznych, są dwu-, a nawet trzykrotnie szybsze w porównaniu do poprzednich wersji. Większa szybkość symulacji umożliwi naukowcom pogłębienie wiedzy o biologicznym zachowaniu potencjalnych leków oraz receptorów protein biorących udział w rozwojach chorób.”
  --Erik Lindahl, profesor biofizyki teoretycznej i obliczeniowej KTH, a także profesor technologii w dziedzinie obliczeniowej biologii strukturalnej w Centrum AlbaNova Uniwersytetu Sztokholmskiego.
  
  
• „Przy dużych obciążeniach w aplikacji QMCPACK zauważyliśmy trzykrotny wzrost prędkości prac poszczególnych węzłów wyposażonych w jeden procesor graficzny względem węzłów wyposażonych w dwa procesory centralne. Ponadto wydajność procesorów graficznych doskonale skaluje się nawet przy setkach układów. Dzięki temu możemy badać właściwości materiałów w niespotykanej dotąd skali i z nieosiągalną dotychczas dokładnością.”
  -- Jeongnim Kim, naukowiec w laboratorium narodowym Oak Ridge.
  
  
• „Naukowcy pracujący nad dynamiką molekularną są ograniczeni znanymi problemami czasowymi: nie mają możliwości prowadzenia długich symulacji, co uniemożliwia obserwowanie interesujących reakcji”, twierdzi jeden z pierwszych deweloperów aplikacji LAMMPS. „Zastosowanie klastrów procesorów graficznych pozwoliło na znaczne wydłużenie okresów symulacji.”
  --Steve Plimpton, wyróżniony członek zespołu technicznego Laboratoriów Narodowych Sandia
  
  
• „Lokalna dostępność wielu wydajnych obliczeniowo procesorów graficznych umożliwiła nowe podejście do projektowania leków, które pozwoliło na osiągnięcie nowej wiedzy na temat mechanizmów rozwoju chorób.” Dzięki procesorom graficznym mogliśmy przeprowadzić dużo więcej symulacji z mniejszą liczbą założeń, tworząc bardziej realistyczne modele.”
  -- Dr. Michael Kuiper, naukowiec badań obliczeniowych organizacji Victorian Partnership for Advanced Computing

Więcej informacji na temat procesorów graficznych Tesla firmy NVIDIA można znaleźć na tej stronie. Więcej informacji na temat architektury CUDA® firmy NVIDIA można znaleźć na tej stronie.

O firmie NVIDIA
NVIDIA (NASDAQ: NVDA) uświadomiła światu moc i znaczenie grafiki komputerowej konstruując w 1999 roku układ GPU. Obecnie jej procesory stosowane są w szerokim zakresie urządzeń od smartfonów, aż po superkomputery. Procesory mobilne NVIDIA wykorzystywane są w telefonach komórkowych, tabletach i samochodowych systemach informacyjno–rozrywkowych. Gracze polegają na układach GPU, ciesząc się możliwością obcowania ze światami oferującymi spektakularne i porywające wrażenia. Profesjonaliści wykorzystują je do tworzenia efektów wizualnych w filmach oraz projektowania wszystkiego od kijów golfowych, aż po samoloty odrzutowe. Natomiast naukowcy wykorzystują stosują układy GPU, aby przesuwać granice nauki dzięki obliczeniom o wysokiej wydajności. Firma posiada ponad 2100 ogólnoświatowych patentów, w tym te dotyczące fundamentalnych kwestii nowoczesnych technologii obliczeniowych. W celu uzyskania dodatkowych informacji, odwiedź stronę www.nvidia.pl.

Pewne oświadczenia przedstawione w tej informacji prasowej, w tym skutki i korzyści wynikające z zastosowania procesorów graficznych do przetwarzania równoległego podczas badań naukowych są oświadczeniami wybiegającymi w przyszłość i jako takie są obciążone ryzykiem i niepewnością, przez co stan faktyczny może znacząco różnić się od oczekiwań. Czynnikami mogącymi spowodować istotne zmiany przedstawionych wyników są m.in. globalna sytuacja ekonomiczna; wpływ zewnętrznych dostawców produkujących, montujących, pakujących i testujących produkty firmy NVIDIA; wpływ postępu technologicznego i konkurencji; odbiór produktów firmy NVIDIA i produktów jej partnerów przez rynek; wady konstrukcyjne, produkcyjne lub programowe; zmiany w zainteresowaniach i potrzebach klientów; zmiany standardów i interfejsów branżowych; nieoczekiwana utrata wydajności produktów lub technologii po zintegrowaniu ich w systemach; oraz inne czynniki ryzyka wyszczególniane w pewnych okresach czasu w raportach firmy NVIDIA przesyłanych do Securities and Exchange Commission (Komisja Papierów Wartościowych i Giełd), w tym w dokumencie Form 10-Q za okres finansowy zakończony 31 lipca 2011 r. Kopie dokumentów dostarczonych Komisji są dostępne bezpłatnie, w niezmienionej formie, na stronie internetowej firmy NVIDIA. Te wybiegające w przyszłość oświadczenia obowiązują tylko w chwili ich opublikowania, a z wyjątkiem przypadków przewidzianych przez prawo, firma NVIDIA nie podejmuje żadnych zobowiązań dotyczących aktualizacji tych wybiegających w przyszłość oświadczeń.

###

© 2011 NVIDIA Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone. NVIDIA, logotyp NVIDIA, CUDA oraz Tesla są znakami towarowymi lub zarejestrowanymi znakami towarowymi NVIDIA Corporation w Stanach Zjednoczonych i pozostałych krajach. Inne nazwy firm i produktów mogą być znakami towarowymi ich prawnych właścicieli. Funkcjonalność, ceny, dostępność i specyfikacje mogą ulec zmianie bez powiadomienia.