Tesla Bio Workbench позволяет ученым делать новые открытия в бионауках

NVIDIA представляет систему Tesla BIO Workbench, которая позволяет ученым раздвинуть границы биологических исследований, превратив стандартный ПК в вычислительную лабораторию, способную обрабатывать сложные биологические коды в таких областях, как создание лекарств и определение последовательности DNA, со скоростью в 10-20 раз быстрее благодаря графическим процессорам NVIDIA^® Tesla™.

Tesla Bio Workbench включает следующее:

• Набор оптимизированных под GPU бионаучных приложений для исследований в области молекулярной динамики и квантовой химии, включая AMBER, GROMACS, LAMMPS, NAMD, TeraChem, VMD, и приложений биоинформатики, таких, как CUDASW++ (Smith-Waterman), GPU-HMMER и MUMmerGPU.
• Сайт сообщества для загрузки новых приложений, проверки результатов тестов, чтения научных материалов и пособий, обсуждения на форумах с разработчиками приложений и многое другое — http://www.nvidia.ru/page/pg_57781.html .
• Подробная информация по рабочим станциям и кластерам на базе Tesla GPU для быстрой и удобной установки данных приложений.

Традиционно ученые в области молекулярной динамики и квантовой химии проводят эксперименты в лабораториях, где соединяют вещества, изучают новые свойства и измеряют эффективность инноваций. Прогресс в вычислительной науке позволяет сегодня симулировать подобные эксперименты, однако для проведения подобных симуляций требуются мощные суперкомпьютеры с тысячами центральных процессоров (CPU).

Благодаря массивно-вычислительной архитектуре CUDA™ графических процессоров NVIDIA, сегодня такие приложения можно ускорить в 10-20 раз — это значит, что даже 1 ПК с GPU Tesla теперь может легко обогнать суперкомпьютер.

Отзывы представителей науки

«Мы работаем над новой техникой на базе GPU в приложении для визуализации в области молекулярной динамики, которая изучает, как маленькие молекулы, такие, как кислород или CO2, мигрируют в белки. Эти исследования важны для изучения механизмов ферментативной реакции», — рассказывает Джон Стоун (John Stone), старший программист в Университете Иллинойса в Урбана-Кампейн. «Симуляции, которые занимают один день на рабочей станции с GPU, раньше длились 30 дней на машине с CPU, что малоэффективно для настоящих исследований».

«TeraChem — это мощный пакет по молекулярному моделированию, с помощью которого можно просчитать состав новых лекарств, при этом не тратя время не синтез бесперспективных кандидатов», — отмечает Тодд Мартинез (Todd Martinez), профессор по физической и теоретической химии в Стэнфордском Университете. «С помощью TeraChem вычисления, раньше занимавшие несколько дней или даже недель на кластере, теперь быстро выполняются на рабочих станциях с GPU NVIDIA. Это позволяет нам мгновенно проводить тщательную фильтрацию результатов и ускорять процесс создания лекарств».

«Используя AMBER для симуляции гидролиза ферментов целлюлозы, Cellobiohydrolaze-I, который является ключевым компонентом для повышения эффективности производства этанола, мы обнаружили, что производительность одного GPU NVIDIA эквивалентна кластеру из 10 узлов», — отмечает Росс Уолкер (Ross Walker), профессор суперкомпьютерного центра Сан-Диего, UC San Diego.

«В нашем центре ученые используют GPU-приложения по молекулярной динамики NAMD, чтобы изучить, как клетки вирусов реагируют на разные вещества, включая изучение эффективности действия лекарств на вирус H1N1», — рассказывает Клаус Шултен (Klaus Schulten), профессор физики, директор службы NIH по молекулярному моделированию и биоинформатики и содиректор Центра NSF по физике живых клеток в Университете Иллинойса в Урбана-Кампейн. «Приложение NAMD работает на рабочей станции с 4 GPU быстрее, чем в группе серверов с 16 CPU».

«Одна из приоритетных задач в молекулярных симуляциях — это автоматическая проверка лекарств. Мы традиционно использовали GROMACS для вычислений привязки лекарств к мембранным белкам на больших кластерах, но это дорогой и сложный способ», — сказал Эрик Линдал (Erik Lindahl), адъюнкт-профессор в Центре Биомембранных Исследований в Стокгольмском Университете. «Сейчас мы добавляем GPU, потому что один GPU в 4-5 раз быстрее CPU в большинстве обычных симуляций. Мы думаем, что уже через несколько лет рабочие станции с несколькими картами займут большую часть рынка, и именно поэтому мы видим в компании NVIDIA очень важного партнера».

Полезные ссылки / Видео:

Веб-ссылки:
Сайт по Tesla Bio Workbench
Решения для высокопроизводительных вычислений на GPU

Видео-ссылки:
Росс Уолкер рассказывает про AMBER на GPU
Клаус Шултен рассказывает про вычисления, связанные с вирусом H1N1 на GPU
Университет Temple рассказывает о разработке новых шампуней в HOOMD
Джон Стоун рассказывает о VMD на GPU

О компании NVIDIA

Компания NVIDIA (Nasdaq: NVDA) — лидер в области технологий программируемой графики и изобретатель GPU — высокопроизводительного процессора, который генерирует захватывающую интерактивную графику на рабочих станциях, персональных компьютерах, игровых приставках и мобильных устройствах. NVIDIA поставляет свои GeForce^® GPU продукты на рынок развлечений и потребительский рынок, продукты Quadro GPU предназначены для рынка профессионального дизайна и визуализации, а компьютерные решения Tesla™ поставляются на рынок вычислений, требующих высокой производительности. Главный офис NVIDIA расположен в Санта-Клара, Калифорния, а филиалы компании находятся в Азии, Европе и Америке.