英國與泰國研究人員運用 NVIDIA Tesla GPU 力阻未來 H1N1 流感蔓延

 
 

運用高效能 GPU 叢集找出關鍵機制 對抗具抗藥性的 H1N 1變種病毒

2012 年 6 月 21 日 ─ NVIDIA (輝達) 今日宣布其繪圖處理器 (GPU) 扮演關鍵角色,協助發掘新方法的研究,以預防未來致命性 H1N1 流感病毒散佈。

對抗 H1N1 的主要困難處,就是新變種病毒頻繁且快速的衍生,導致像克流感 Tamiflu® (oseltamivir) 及瑞樂沙 Relenza® (zanamivir) 等抗流感藥物失去療效。

英國布里斯托大學的研究人員,以及曼谷的 Bansomdejchaopraya RajabhatChulalongkorn 大學,運用電腦模擬技術觀察出 H1N1 變種病毒如何突變,這樣的突變導致病毒中一種關鍵酵素的化學與生物結構動力學產生改變,首次揭露對現有抗流感藥物產生抗藥性的機制。這項突破性發現,未來可能讓研究人員找出新方法,迅速發明抑制藥物來對抗這些變種病毒,以及降低未來流行性疾病的致死率。

運用一部小型叢集系統,內部配備高效能 NVIDIA® Tesla® GPU,運用 AMBER 分子動力學應用程式來執行先進模擬,研究團隊成功發現對抗 H1N1 病毒的抗藥性機制,相較於使用純 CPU 的叢集系統,花費的時間縮短一半,用到的伺服器數量也僅有五分之一。 (註1)

目前,研究人員的發現已詳細發表於最新一期 Biochemistry

英國研究團隊的研究主任 Christopher Woods 博士表示:「配備 4 節點、8 顆 GPU 的叢集系統讓我們能快速執行並重複進行數量大幅增加的複雜模擬,若沒有這樣的系統,我們根本無法進行這樣的工作。這讓我們能徹底探索所有重要的變種病毒,建構一個詳盡的圖像,讓我們快速找出關鍵步驟,發掘對抗病毒的機制。相較於搭載 16 至 24 顆 CPU 的純 CPU 系統,即使在最好的情況下也得花兩倍的時間。此外,由於學校的其他研究人員對於運算循環也有很高的需要,我們的團隊也無法獨占叢集系統的使用時間。」

在 2009 年 H1N1 流感爆發後,造成高達 8,900 萬人感染,導致高達 18,300 人喪生(註2),全球各地的研究人員競相投入研究,想瞭解病毒如何突變進而導致尖端的抗流感藥物失效。然而,要在實驗室內研究病毒相當困難,因為其反應非常快速,很難捕捉到瞬間發生的反應現象。此外,這些系統的先進運算模擬功能,以往都是研究人員難以取得的資源,因為必須購買極高價的高效能超級電腦。

NVIDIA (輝達) 公司Tesla事業部門資深總監 Sumit Gupta 表示:「直至今日,由於必須運用龐大、昂貴的超級電腦才能研究生物系統,運用電腦模擬來從事新藥研究與疾病預防的工作,依然受到諸多限制。然而,現今搭載 GPU 的伺服器小型且實惠,讓研究人員能運用安裝在自己機構內的高效能系統,從事各領域的科學探索。」

為了幫助更多研究人員體驗 GPU 加速研究的威力,NVIDIA 特別推出 GPU 試用體驗計畫。它讓計量化學家與生物學家在一部遠端托管的 GPU 叢集系統上免費體驗 GPU 為其分子動力學模擬提供的加速效果。欲進一步瞭解詳情或報名參加,請瀏覽GPU 體驗計畫網站

關於Tesla GPU
NVIDIA Tesla GPU 是以 NVIDIA CUDA® 平行運算平台打造的密集型平行運算加速器。Tesla GPU 專為節能的高效能運算、運算型科學和超級運算設計,相較於僅搭載 CPU 的途徑,可針對廣泛的科學類和商用應用提供大幅提升的應用加速。目前全球全 5 大超級電腦中就有 3 部系統搭載 NVIDIA Tesla GPU。

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關於 NVIDIA (輝達)
NVIDIA (輝達) 公司在 1999 年發明了繪圖處理器 (GPU) 後,便讓全世界認識到電腦繪圖功能的威力;如今,其處理器啟動從智慧型手機超級電腦等廣泛的產品。NVIDIA (輝達) 的行動處理器,普遍應用於手機平板電腦以及車用資訊娛樂系統中。PC遊戲玩家仰賴 GPU,享受真正身歷其境的世界。專業人士利用 GPU 創造電影中精采的 3D 繪圖和視覺效果,也設計出從高爾夫俱樂部到大型噴射客機等各種物件。而研究員運用 GPU,可以透過高效能電腦促進科學新領域的發展。NVIDIA (輝達) 擁有超過 4,500 項已核發、認可或申請中之專利,其中包括現代運算技術基礎之設計與深入研究。欲瞭解更多NVIDIA (輝達) 詳細資訊,請瀏覽 www.nvidia.com.tw 網站。

註1:研究團隊針對H1N1變種進行10項模擬,利用約一個月的時間完成;運用CPU需時2個月。
註2:來源:CDC.gov: http://www.cdc.gov/h1n1flu/estimates_2009_h1n1.htm

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