Die weltweit schnellsten Supercomputer rechnen an Lösungen gegen Coronavirus

Allein mit den Supercomputern Summit und Sierra stehen Forschern in der Spitze über 300 PetaFlops Rechenleistung zur Verfügung.

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(Bild: Oak Ridge National Laboratory)

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Forscher simulieren mit Hilfe von Supercomputern, wie sich das Coronavirus SARS-CoV-2 unter dem Einfluss Tausender Wirkstoffe verhält. Das Ziel: Den Eindringling im Körper unschädlich machen oder gar neutralisieren. Die Simulationen laufen teilweise auf den zwei derzeit weltweit schnellsten Supercomputern Summit und Sierra, die mit IBMs Power9-Prozessoren und Nvidias Beschleunigerkarten Tesla V100 eine kombinierte Spitzenrechenleistung von circa 325 PetaFlops erreichen. Die Systeme können somit 325 Billiarden Gleitkommaoperationen pro Sekunde abarbeiten – das entspricht einer 325 mit 15 Nullen.

Im Summit des Oak Ridge National Laboratory stecken 9216 IBM-Prozessoren mit je 22 Rechenkernen und 27.000 Tesla-V100-Beschleuniger. Der Sierra-Supercomputer des Lawrence Livermore National Laboratory dient eigentlich dem US-Militär zur Atomwaffenforschung und beherbergt 8640 Power9-CPUs sowie 17.280 Tesla V100. Auf den GPUs läuft laut Nvidia die GROMACS-Software, die molekulardynamische Prozesse simuliert.

Mit Summit haben die zwei Forscher Micholas Smith und Jeremy C. Smith zwei Tage lang das Verhalten von 8000 Wirkstoffen auf das Coronavirus SARS-CoV-2 getestet. Als Basis diente eine Sequenzierung des Virus von chinesischen Forschern. 77 von 8000 Wirkstoffen legten sich um das S-Protein des Eindringlings und verhinderten beziehungsweise schwächten so den Andockprozess an die Hostzellen, sodass die Covid-19-Krankheit nicht ausbrechen kann. Mit einem neuen, verbesserten Modell des Coronavirus SARS-CoV-2 wollen die Forscher die 77 Wirkstoffe erneut testen.

Auf Sierra laufen Berechnungen für den nächsten Schritt: Die Entwicklung von Antikörpern, die das Coronavirus SARS-CoV-2 angreifen und somit neutralisieren.

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Weitere Rechenleistung erhalten Forscher künftig durch das dezentralisierte Rechenprojekt folding@home, bei dem jeder Besitzer eines PCs mitmachen kann. Hersteller Intel und Lenovo sowie große chinesische Unternehmen, darunter Alibaba, Baidu, Huawei und Tencent, bieten heimischen Medizinern Rechen-Cluster an. Group 42 aus den Vereinigten Arabischen Emiraten stellt Artemis, einen Supercomputer mit knapp 10 PetaFlops, zur Coronaforschung bereit. In Europa helfen ebenfalls Rechenzentren aus.

[Update, 10.3.20, 8:50 Uhr:] Wir schrieben fälschlicherweise vom "Coronavirus Covid-19". Während das Virus selbst als SARS-CoV-2 bezeichnet wird, heißt Covid-19 die ausgebrochene Krankheit. (mma)