Actualités

Université de l’Illinois

 
 

La neutralisation de pandémies comme celles de la grippe H1N1 requiert de développer rapidement des médicaments permettant de traiter efficacement des virus inconnus et hautement évolutifs.

Défi

Dans le cadre de la grippe A, il convient alors de recourir à des procédés de calcul complexes permettant de déterminer si le virus H1N1 menace d’interférer avec l’action effective du vaccin Tamiflu. Ce processus implique de simuler un système complexe composé de 35 000 atomes. C’est cette tâche laborieuse qu’un groupe de recherche de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, dirigé par John Stone, a décidé d’entreprendre en recourant à la puissance de calcul des GPU NVIDIA. En effet, mener ce type de simulations avec une configuration uniquement basée sur les CPU pourrait requérir jusqu’à un mois, sans compter que des opérations de calcul parallèles n’auraient pas été possibles.

SOLUTION

Stone et son équipe se sont tournés vers l’architecture de traitement parallèle NVIDIA CUDA et les GPU Tesla pour exécuter leurs opérations de modélisation moléculaire et simuler la résistance du Tamiflu face aux mutations du virus H1N1. Grâce aux processeurs graphiques NVIDIA, les chercheurs ont pu exécuter simultanément des simulations multiples afin d’obtenir plus rapidement des résultats pouvant potentiellement sauver de nombreuses vies humaines.

IMPACT

Les simulations moléculaires ont pu être achevées en à peine une heure grâce aux capacités d’accélération des GPU NVIDIA. L’accélération radicale des performances grâce au calcul par le GPU et l’optimisation subséquente des algorithmes de modélisation ont permis aux scientifiques d’effectuer des « calculs d’urgence » afin d'analyser les problèmes biologiques causés par le H1N1 et de partager les résultats obtenus avec le reste de la communauté scientifique internationale. L’amélioration de la vitesse et des performances de calcul grâce aux GPU a aidé les chercheurs à atteindre leur objectif d’origine, à savoir tester l’efficacité du Tamiflu face aux mutations du virus, mais également à leur faire gagner du temps et à reprendre plus rapidement leurs recherches pour faire avancer la recherche scientifique. Des études complémentaires ont par ailleurs mis en évidence que les mutations génétiques rendant les grippes porcines et aviaires résistantes au Tamiflu étaient liées au phénomène de « binding funnel », ce qui a permis de comprendre un mécanisme fondamental en matière de pharmacorésistance. Pendant la pandémie de H1N1, l’utilisation d’algorithmes optimisés basés sur CUDA et accélérés par les GPU Tesla a permis d’obtenir en quelques heures seulement des informations décisionnelles liées à l’efficacité du traitement Tamiflu. En utilisant des approches conventionnelles, l’obtention de résultats analogues aurait requis des semaines, voire des mois.

À QUI PROFITE LE CALCUL PAR LE GPU ?
Les scientifiques et les chercheurs qui utilisent les capacités d'accélération des GPU obtiennent des résultats en quelques jours seulement contre plusieurs mois auparavant.



 
 
 
 
FacebookTwitterGoogle+LinkedInPinterest