SeRC und Intel gründen das erste OneAPI University Centre of Excellence

Zur Eröffnung der diese Woche stattfindenden ISC High Performance Conference gibt das Swedish Centre for e-Science Research (SeRC) bekannt, dass es das erste OneAPI University Centre of Excellence (COE) von Intel ist. Das Zentrum wird das heterogene Programmiermodell OneAPI nutzen, um die Berechnungen für die mit GROMACS durchgeführten Forschungen zu beschleunigen und so Lösungen für einige der weltweit größten Herausforderungen der Biowissenschaften voranzutreiben. Im Rahmen dieser Forschung werden massive HPC-Simulationen eingesetzt, die CPUs und GPUs verschiedener Hersteller (Intel, Nvidia, AMD) nutzen, um neue Effizienz- und Leistungsniveaus zu erreichen.

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GROMACS ist eine Molekulardynamik-Software, die von Forschern auf der ganzen Welt genutzt wird, und einer der Flaggschiff-Codes, die vom SeRC entwickelt wurden. Es wird zur Simulation großer Biomoleküle verwendet und ermöglicht die Untersuchung der Funktionsweise von Molekülen wie Proteinen und Lipiden auf atomarer Ebene, z. B. bei der Bindung anderer Moleküle oder zur Entwicklung neuer Medikamente, die z. B. auf COVID-19 abzielen. Die Simulation, gekoppelt mit Full-Scale-Computing, gibt Wissenschaftlern einen beispiellosen Einblick in biologische, molekulare Mechanismen und bietet ein digitales Mikroskop, mit dem sie Simulationsszenarien untersuchen können, die in einem traditionellen Labor nur schwer oder gar nicht getestet werden können. Viele biologische Prozesse, die mit Molekulardynamik (MD) untersucht werden, bewegen sich auf der Mikrosekundenskala. Die Zeitintervalle der Molekulardynamik betragen etwa eine Femtosekunde, es werden also etwa 10^9 Simulationsintervalle benötigt. Um eine Simulation in etwa einer Woche abzuschließen, muss jeder Simulationsschritt in weniger als einer Millisekunde berechnet werden. Dies ist nur mit einer sehr effizienten Kommunikation zwischen CPU und GPUs im Zusammenspiel möglich.

Um dies zu erreichen, arbeiten die Forscher des SeRC, der KTH und der SU eng mit vielen akademischen Gruppen und Lehrkräften auf der ganzen Welt sowie mit Ingenieuren von Intel an Software-Optimierungen für OneAPI.

Erik Lindahl, Professor für Biophysik an der KTH & SU,„Für uns ist es außerordentlich wichtig, dass GROMACS in der Lage ist, alle schnellsten Supercomputer der Welt effektiv zu nutzen, und die kommenden Exascale-Maschinen, die von OneAPI angetrieben werden, werden es möglich machen, Prozesse zu simulieren, die wir uns vor ein paar Jahren noch nicht einmal vorstellen konnten, wie z. B. wie ein Virus an Proteine in einer Zelle bindet und sie infiziert“.

Als OneAPI Center of Excellence wird das SeRC den Weg zur Innovation über den akademischen Bereich und die Industrie anführen, indem es Forschung betreibt, überzeugende Anwendungen und Lösungen auf Basis der OneAPI-Technologie entwickelt und die Lehre der wichtigsten Ergebnisse über mehrere Jahre leitet.  „Die Zukunft der Hardware ist heterogen, was es unabdingbar macht, sich in Richtung offener und leistungsfähiger portabler APIs zu bewegen, und wir sind besonders erfreut über die Art und Weise, wie das Ökosystem von Anfang an eng in die Entwicklung und das Vorantreiben der OneAPI eingebunden war“, sagt Lindahl.

Die Ergebnisse und Best Practices in der Softwareentwicklung werden mit der breiteren akademischen Gemeinschaft und durch Intels akademische Engagements mit Top-Bildungseinrichtungen weltweit geteilt. Die Intel Corporation hat diese Bemühungen unterstützt.

„Die laufende GROMACS-Forschung der Universität Stockholm/KTH verspricht neue Durchbrüche in der biomolekularen Forschung, die das Leben von Menschen auf der ganzen Welt bereichern und verbessern werden. Die Zusammenarbeit mit OneAPI bei diesem Vorhaben wird es Entwicklern und Forschern ermöglichen, die Leistung verschiedener Rechnerarchitekturen mit einem einheitlichen, offenen Programmiermodell effizient zu nutzen“, sagte Jeff McVeigh, Intels Vice President für XPU Datacenter Products and Solutions.

Quelle: e-science.se
Übersetzung: ritme.com