Combatendo a COVID-19 na Nova Era da Computação Científica

Plataforma de computação científica da NVIDIA reúne simulação, AI, análise de dados e visualização para combater a pandemia global.
por Paresh Kharya
A task force of NVIDIA computer scientists has joined the COVID-19 High Performance Computing Consortium, which brings together leaders from the U.S. government, industry and academia to accelerate research using the world’s most powerful HPC resources.

Cientistas e pesquisadores de todo o mundo estão correndo contra o relógio para encontrar uma cura para a COVID-19.

Por isso, mais do que nunca, é preciso reconhecer a importância do trabalho dos profissionais reunidos virtualmente para a conferência de computação de alto desempenho desta semana, a ISC 2020 Digital.

O escopo do trabalho desses pesquisadores está cada vez mais amplo, abrangendo um número maior de abordagens.

A plataforma de computação científica da NVIDIA desempenha um papel fundamental nesse movimento, agilizando o avanço em todos os horizontes do conhecimento, desde análise de dados, simulação e visualização até AI e processamento no edge.

Confira os destaques:

  • Na área de genômica, a Oxford Nanopore Technologies conseguiu sequenciar o genoma do vírus em apenas sete horas com nossas GPUs.
  • Na área de análise e previsão de infecções, a equipe do NVIDIA RAPIDS acelerou a ferramenta de visualização de dados da Plotly, o Dash, com uma GPU para visualizar informações mais precisas na análise em tempo real de taxas de infecção.
  • Na área de biologia estrutural, os Institutos Nacionais de Saúde (NIH, National Institutes of Health) dos Estados Unidos e a University of Texas, na cidade de Austin, estão usando o software CryoSPARC acelerado por GPU para recriar a primeira estrutura 3D da proteína do vírus com o uso de criomicroscopia eletrônica.
  • Na área de tratamento, a NVIDIA colaborou com os NIHs e desenvolveu uma AI para classificar a infecção da COVID-19 com precisão a partir de radiografias do pulmão e elaborar planos eficientes de tratamento.
  • Na área de descoberta de medicamentos, o Laboratório Nacional de Oak Ridge usou o AutoDock do Instituto de Pesquisa Scripps no supercomputador Summit acelerado por GPU para testar um bilhão de possíveis combinações de medicamentos em apenas 12 horas.

  • Na área de robótica, a startup Kiwi está desenvolvendo robôs para distribuir produtos médicos de modo autônomo.
  • Na área de detecção de edge, a Whiteboard Coordinator Inc. criou um sistema de AI para medir e classificar a temperatura corporal das pessoas, realizando testes em mais de 2 mil profissionais de saúde por hora.

É muito motivador ver que profissionais de todo o mundo estão fazendo um esforço gigante todo dia e que o papel da plataforma de computação científica da NVIDIA é fundamental para entender o vírus e descobrir opções de testes e tratamentos no combate à pandemia de COVID-19.

Somos capazes de contribuir de tantas formas e em tantas áreas diferentes graças a nosso foco extremo na disponibilização de workflows completos para a comunidade de computação científica.

NVIDIA scientific computing platform

Conseguimos oferecer esses workflows por causa de nossa abordagem de inovação completa, acelerando todas as principais áreas de aplicação.

Na área de análise de dados, aceleramos as principais estruturas usadas, como a Spark 3.0, a RAPIDS e a Dask. A aceleração foi desenvolvida com nossas bibliotecas CUDA-X de conhecimentos específicos para análise de dados, como a cuDF, a cuML e a cuGRAPH, além de tecnologias de aceleração de entrada/saída da Magnum IO.

As bibliotecas armazenam milhões de linhas de código e oferecem uma aceleração perfeita para desenvolvedores e usuários, seja na criação de aplicações em computadores acelerados por nossas GPUs ou na execução de aplicações em data centers, computadores edge, supercomputadores ou no cloud.

Também aceleramos mais de 700 aplicativos de computação de alto desempenho, inclusive todos os aplicativos científicos mais usados.

A NVIDIA acelera todas as estruturas de AI, o que se tornou fundamental para tarefas em que as informações estão incompletas, em que faltam os primeiros princípios para seguir ou em que as abordagens baseadas em primeiros princípios são muito lentas.

Graças a nossas raízes na computação visual, a NVIDIA oferece soluções de visualização acelerada para possibilitar a visualização de terabytes de dados.

A NASA, por exemplo, usou nosso conjunto de aceleração para visualizar o pouso da primeira missão tripulada para Marte, que ficou conhecida como a maior visualização volumétrica interativa em tempo real do mundo (150 TB).

Nossas bibliotecas de conhecimentos especializados também oferecem um desempenho excelente para usuários de computação científica em aplicativos de diferentes gerações de nossa arquitetura, desde a Volta até a Ampere, por exemplo.

A NVIDIA também disponibilizará todos os novos e aprimorados aplicativos de computação científica otimizados por GPU pelo NGC, para que os pesquisadores agilizem o tempo necessário para visualizar informações.

Juntos, esses fundamentos da computação científica, ou seja, simulação, AI, análise de dados, transmissão no edge e workflows de visualização, são essenciais para enfrentar os desafios de hoje e de amanhã.