Vítězný tým soutěže HPC Analytics Challenge na konferenci SC|05 řešil náročný teoretický problém s použitím technologie SGI

Výpočtové a vizualizační produkty SGI získaly na SC|05 početná ocenění, včetně ceny za nejlepší technický článek a žlutého trikotu v soutěži Tour de HPCycles.

Pohyb molekul DNA proteinovými póry je problém, který v důsledku své složitosti odolává už desítky roků pokusům o simulaci. Tým známých britských vědců se nyní znovu pokouší o jeho řešení s využitím rozsáhlého spektra technologií, včetně vizualizačních a výpočtových produktů společnosti Silicon Graphics. Jejich projekt SPICE (Simulated Pore Interactive Computing Environment) byl oceněn v listopadu 2005 na mezinárodní konferenci o superpočítačích SC|05, kde získal první cenu v kategórii HPC Analytics Challenge.

Tým projektu SPICE, vedený vědci z University College London (UCL), objevil cestu k výpočtu profilu volné energie biomolekuly, procházející ve směru vertikální osy póru. Simulace průchodu molekul DNA, RNA a polypeptidů může v budoucnosti pomáhat lékařům při řízení aktivity a potenciálne vést k objevu nových metod léčby mnohých chorob a zdravotních problémů.

Tým projektu SPICE přistupuje zcela netradičně k řešení problému, který se dosud zdál neřešitelný. Projekt vyžaduje simulaci na atomové úrovni, aby bylo možné studovat molekulární a chemické interakce v nejmenších částicích hmoty.

"Časové měřítko průchodu molekul DNA je řádu desítek mikrosekund," říká profesor Peter Coveney, jeden z vedoucích pracovníků projektu SPICE a ředitel střediska Centre for Computational Science na univerzitě UCL. "Simulace chování 275000 nebo i více atomů v takovém časovém měřítku není možná při standardním přístupu k molekulární dynamice. I kdybychom předpokládali, že výkon počítačů poroste podle Mooreova zákona, bude rutinní simulace tohoto typu možná až za pěkných pár desítek roků."

K dosažení cílů projektu používá výzkumný tým dva gridy určené pro vysoce náročné výpočty - TeraGrid v USA a National Grid Service v Británii, spolu s vizualizačními prostředky od SGI, instalovanými na univerzitě UCL. Klíčem k vizualizaci simulace je systém Silicon Graphics Prism™ se šesti procesory Intel® Itanium® 2 a čtyřmi grafickými kanály ATI® FireGL™ propojený prostřednictvím OpenGL Vizserver®, což umožňuje i vzdáleným členům výzkumného týmu využívat výsledky simulace. Tým SPICE disponuje též dvěma systémy Silicon Graphics Prism, instalovanými na univerzitě v Manchestru. Další produkty SGI, včetně instalace SGI® Altix®, jsou připojeny optickým spojem UKLight, takže členové týmu mají vysokorychlostní přístup k zdrojům gridu a k vizualizaci.

"Bez použití sofistikované gridové infrastruktury a výkonných vizualizačních prostředků bychom nemohli reaůizovat tento výzkum," řekl Coveney. "Softwarové i hardwarové produkty SGI hrají klíčovou úlohu v celé naší práci a mají zásadní zásluhu na tom, že naše úsilí bylo tak úspěšné."

Vedoucím pracovníkem týmu je Coveney z UCL, jeho spolupracovníky jsou Shantenu Jha a Matt Harvey. Dalšímu členy týmu jsou: Stephen Pickles (UCL), Robin Pinning (University of Manchester), Peter Clarke (University of Edinburgh), Bruce Boghosian (Tufts University), Charlie Catlett (TeraGrid), Charles Laughton (Nottingham University), Rob Pennington (National Center for Supercomputing Applications (NCSA), TeraGrid), Sergiu Sanielevici (Pittsburgh Supercomputing Center), Jennifer Schopf (Argonne National Lab), Richard Blake (CCLRC Daresbury).

"Práce tohoto týmu ukazuje na nové možnosti jedinečné a inspirující spolupráce, která vede k výsledkům přesahujícím mo6nosti současných technologií a k realizaci experimentů, které byly dosud pokládány za neuskutečnitelné," konstatuje Tim Butchart, regionální manažer pro UK a marketingový ředitel EMEA, SGI. "Velmi nás těší skutečnost, že výpočtová a vizualuzační technika SGI má tak významný podíl na úspěchu projektu SPICE a gratulujeme týmu k získání ocenění HPC Analytics Challenge na konferenci SC|05."

Jako každoročně byly na konferenci SC|05 v listopadu 2005 oceněny průkopnické práce účastníků konference a vedoucích firem a vědců v oblasti náročných výpočtů (HPC). Ocenění HPC Analytics Challenge je novou kategerií soutěže a uděluje se za technické a komerční aplikace, které používají nejpokročilejší technologie k řešení složitých problémů z praxe. Potřeba zpracovat velké objemy dosud nevyužitých údajů vedla k použití důmyslných metod analýzy a špičkové vizualizace s využitím HPC, širokopásmového přenosu dat a možností pořítačových sítí.

Dva oceněné týmy byly vybrány z 21 účastníků soutěže. Kromě zmíněného projektu SPICE to byl projekt s názvem "Detekce změn v reálném čase a vzniku kritických situací z údajů o provozu na dálnici".

Další ocenění na SC|05

Na SC|05 vzbudily pozornost i další práce, realizované na superpočítači Columbia. Tento počítač je vybudován na bázi systému SGI Altix, obsahuje 10240 procesorů a je instalován v NASA. Například jeden z pěti finalistů soutěže o ocenění HPC Analytics Challenge využil obrovský výkon počítače Columbia k vytvoření nového, efektivního vizualizačního nástroje pro zkoumání velkých objemů nestabilních dat. V kategorii Nejlepší technický článek (Best Technical Paper) byl oceněn příspěvek "Aplikace s velkým rozlišením v leteckém průmyslu na superpočítači Columbia, NASA", jehož autory jsou Dimitri J. Mavriplis (University of Wyoming), Michael J. Aftosmis (NASA Ames Research Center) a Marsha Berger (Courant Institute).

Kromě toho získaly počítače SGI řady Altix ocenění v panelové diskuzi Tour de HPCycles. Tato soutěž je organizována podobně jako cyklistický závod Tour de France, fórum odborníků na HPC hlasovalo o udělení trikotů v různých kategoriích. Počítač SGI Altix získal prestižní žlutý trikot udělovaný nejlepšímu superpočítači.

SILICON GRAPHICS | Zdroj inovace a objevů™

Firma SGI, známá též jako Silicon Graphics, Inc., patří k světové špičce v oblasti nejnáročnějších výpočtů, vizualizace a zpracování dat. Její vizí je poskytnout technologie, které umožní významné vědecké a tvůrčí činy 21. století. SGI pomáhá vědcům, technikům a dalším tvůrčím osobnostem řešit nové náročné problémy, jako například zpracování obrazu při mozkové chirurgii, účinné vyhledávání naftových pramenů, studium globálního klimatu, vývoj nových tecvhnologií pro obranu nebo přechod k digitálnímu rozhlasovému vysílání. SGI má ústředí v Mountain View v Kalifornii a pobočky po celém světě. Další informace najdete na www.sgi.com.

Silicon Graphics, SGI, Altix, logo SGI a logo ve tvaru krychle jsou registrované obchodní značky. Vizserver, Silicon Graphics Prism a slogan The Source of Innovation and Discovery jsou obchodní označení firmy Silicon Graphics, Inc. ve Spojených státech jakož i v ostatních státech světa. Intel a Itanium jsou registrované obchodní značky firmy Intel a jejích poboček v USA a dalších zemích. Všechny ostatní obchodní značky uvedené v textu jsou vlastnictvím jejich majitelů.