GROMACS 2022 fait progresser la découverte de médicaments avec Intel oneAPI

Accéléré par les outils de programmation ouverte et multi-architecture d’Intel oneAPI, le logiciel GROMACS fonctionne sur l’architecture Xe, basée sur des GPUs à haute performance.  

Intel s’engage à favoriser un écosystème ouvert, notamment en contribuant techniquement à de nombreux projets open source qui ont un impact direct sur le monde réel. Parmi ceux-ci, citons GROMACS, un progiciel de dynamique moléculaire conçu pour les simulations de protéines, de lipides et d’acides nucléiques, utilisées pour la conception de nouveaux produits pharmaceutiques. La version 2022 de GROMACS, développée à l’aide de SYCL et de oneAPI, offre de hautes performances sur plusieurs architectures, y compris les GPU basés sur l’architecture Intel Xe.

« GROMACS est l’une des applications de dynamique moléculaire open source les plus utilisées au monde. En effet, les simulations pouvant être effectuées avec elle permettent de mieux comprendre des éléments aussi petits que les protéines de notre corps que des galaxies de l’univers.

Notre travail avec GROMACS – développée et optimisée avec oneAPI – permet à Intel de participer à des avancées significatives dans la découverte de médicaments et d’étendre le développement ouvert de GROMACS à de multiples architectures informatiques. Le tout en collaborant avec la communauté open source que nous estimons tant.”

– Roland Schulz, ingénieur logiciel parallèle chez Intel

Pourquoi c’est important ?

Les simulations de dynamique moléculaire de GROMACS, alimentées par oneAPI, contribuent à l’identification de solutions pharmaceutiques capitales pour des pathologies telles que le cancer du sein, le COVID-19 ou encore le diabète de type 2. Dans le domaine de la recherche de médicaments moderne, les simulations de dynamique moléculaire sont largement répandues et rencontrent un franc succès. Ces simulations fournissent aux chercheurs les informations structurelles sur les biomacromolécules nécessaires pour comprendre la relation structure-fonction qui guide le processus de découverte et de conception des médicaments. Le recours à des outils informatiques comme GROMACS aide les chercheurs à concevoir et à évaluer plus efficacement de nouveaux médicaments tout en préservant les ressources.

L’équipe de recherche et développement GROMACS de l’Université de Stockholm et de l’Institut royal de technologie KTH, dirigée par le professeur de biophysique Erik Lindahl, est chargée du développement de la boîte à outils de dynamique moléculaire GROMACS, l’une des applications HPC les plus utilisées au monde. La dynamique moléculaire est l’une des applications HPC les plus gourmandes en temps, car il s’agit d’un problème très itératif, axé sur le calcul. Les calculs étant effectués des milliards de fois, cela signifie que des millions de lignes de code sont nécessaires.

Comment cela fonctionne-t-il ?

OneAPI est un modèle de programmation ouvert et unifié qui prend en charge les architectures de plusieurs fournisseurs. Cela a permis à M. Lindahl et à son équipe d’étendre la prise en charge du matériel hétérogène par GROMACS. Ceci est dû à l’amélioration de la productivité en utilisant des normes ouvertes inter-architectures et inter-fournisseurs. Basée sur ces normes, la programmation oneAPI simplifie le développement logiciel et offre des performances pour le calcul accéléré sans langage de programmation propriétaire, tout en permettant l’intégration du code existant (OpenMP).

Dans le cadre de ce travail d’optimisation avec oneAPI, l’équipe de M. Lindahl a porté le code CUDA de GROMACS (fonctionnant uniquement sur le matériel Nvidia) vers SYCL à l’aide de Intel® DPC++ Compatibility Tool. Cet outil, qui fait partie du kit d’outils Intel® oneAPI Base, automatise généralement 90 à 95 % de la migration du code. Cela a permis à l’équipe de créer une nouvelle base de code unique et portable, prête à être utilisée sur plusieurs architectures. Cette base simplifie considérablement le développement et offre une meilleure flexibilité pour le déploiement dans des environnements multi-architectures.

Le calcul accéléré permis par GROMACS a été rendu possible par des optimisations utilisant les outils Intel oneAPI pour les architectures croisées, tels que le compilateur oneAPI DPC++/C++, les bibliothèques oneAPI et les outils d’analyse et de cluster HPC. Les outils oneAPI se trouvent dans le DevCloud d’Intel®, un environnement gratuit pour développer et tester du code sur une variété d’architectures Intel (CPU, GPU, FPGA).

Lire l’article complet (anglais) : GROMACS 2022 Advances open source drug discovery with oneAPI

Source : Intel