L’accessibilità e la flessibilità del cloud al servizio della ricerca biomedica. Il caso di Seeweb Cloud Server GPU
Quando si parla di ricerca scientifica, l’innovazione diventa fondamentale. Nel corso degli ultimi anni, soprattutto in seguito alla pandemia da Covid-19, i laboratori di ricerca in tutto il mondo sono diventati fulcro di innovazione a 360 gradi. Basti pensare allo sviluppo dei vaccini per il nuovo coronavirus, arrivati in tempi brevissimi, se comparati al lavoro su altre tipologie di protezione per l’uomo, per malattie peraltro ancora molto diffuse. Gran parte del lavoro di ottimizzazione in tale campo si deve all’intelligenza artificiale e ai software capaci di sfruttare l’IA per spostare in avanti i limiti del possibile.
Uno dei software più usati dai centri in tutto il mondo è Gromacs. Si tratta di una piattaforma open source per la bioinformatica, con cui si possono attuare simulazioni dinamiche di proteine, lipidi e acide nucleici. Il nome si deve ai primi sviluppatori, l’Università di Groninga, poi supportati da altri enti europei e dal programma Horizon 2020. Uno degli ambiti su cui GROningen MAChine for Simulations si concentra è la dinamica molecolare. Il beneficio nell’utilizzo del sistema si deve sicuramente agli sviluppi della tecnica medica ma anche alla tecnologia, che mai come oggi rende accessibili tali piattaforme.
Nello specifico, Gromacs può essere fruito in modalità multi-GPU, un fattore determinante per il suo consolidamento a livello globale. L’introduzione della GPU, unita alle potenzialità dell’intelligenza artificiale, permette di eseguire simulazioni fino a dieci volte più velocemente di una macchina che monta solo una CPU, mantenendo le dimensioni ridotte. Da un lato performance, dall’altro ridotto consumo energetico e attenzione all’ambiente. Ad oggi, la maggior parte dei software per calcoli di dinamica molecolare sono compatibili con processori grafici in grado di rendere la loro implementazione ancora più vasta. Tra tutti i programmi, Gromacs rappresenta indubbiamente una delle scelte più efficienti.
A beneficio di progetti di simulazione, come quelli della dinamica molecolare, l’uso di macchine GPU ospitate sul cloud offre ancora più vantaggi. Non si deve escludere l’opportunità di montare su uno stesso server più schede GPU, per avere appunto server multi-GPU, concentrando la potenza di calcolo su un unico Cloud Server, come quello di Seeweb, che fa da abilitatore di iniziative innovative, tra cui quelle di dinamica molecolare. Di fatto, la GPU ha introdotto una vera e propria rivoluzione nel campo specifico, accelerando le simulazioni e, di conseguenza, promuovendo la ricerca scientifica. Negli ultimi decenni, l’utilizzo della dinamica molecolare è divenuto sempre più accessibile e diffuso, fino a divenire il metodo di elezione per lo studio del dettaglio atomico delle biomolecole. Nel 1997, sommando tutti gli articoli che si avvalgono della DM pubblicati sulle riviste scientifiche più autorevoli, si contavano meno di 175 manoscritti. Dopo venti anni, nel 2017, questo numero ha superato i 1000.
Peraltro, Cloud Server GPU nasce proprio per rendere concrete le innovazioni dell’intelligenza artificiale, trasferendole dal concetto ad ambiti applicativi veri e propri. Ideali per i carichi di lavoro importanti e per trarre il massimo beneficio da IA, deep learning, big data processing, computer vision, le performance di di Cloud Server GPU sono garantite da schede grafiche Nvidia Quadro RTX A6000, A30, L4 e A100. Con il vantaggio di un ambiente pronto all’utilizzo, con driver e sistema già configurati dagli ingegneri di Seeweb, banda pari a 1Gbps, traffico compreso pari a 1TB, e un modello di utilizzo flessibile, le istanze cloud GPU rappresentano uno stack tecnologico già pensato per un utilizzo immediato, in grado di deployare e governare l’infrastruttura con il metodo IaC o Infrastructure as Code, anche tramite architetture multi-GPU.
Infine, la sicurezza delle informazioni: i server cloud GPU sono montati a rack nei Data Center di Seeweb in Italia (Frosinone, Milano), riducendo così la latenza e integrando i vantaggi tecnologici e di gestione con la certezza di dati processati esclusivamente in Europa. Quest’ultimo, un elemento fondamentale per proteggere progetti di sviluppo e di ricerca.
All’aspetto della sicurezza e della compliance normativa, quello della sostenibilità, visto che i processori grafici di Seeweb sono installati in server farm alimentate da energie rinnovabili e certificate ISO14001 e prevedono un alloggio ottimizzato all’interno degli armadi Rack, preservando comunque le prestazioni.
La possibilità, da parte delle Università e dei centri di ricerca, di svincolarsi da qualsiasi impegno di manutenzione e aggiornamento delle schede grafiche, con un modello scalabile che permette di avere, sul singolo Cloud Server GPU, più schede grafiche, delegando le attività di maintenance, supporto, aggiornamento al provider, consente di ottimizzare le risorse in campo, che potranno così concentrarsi su sviluppo e ricerca, nella certezza che le loro innovazioni saranno sempre protette.
