世界的なパンデミックと戦うために、シミュレーション、AI、データ分析およびビジュアライゼーションが、NVIDIA の科学計算プラットフォームに集合

世界中の科学者や研究者が、COVID-19 の治療法を見つけ出そうと躍起になっています。

そのため、今週のハイパフォーマンス コンピューティングの会議である ISC 2020 Digital にデジタル上で集まる、すべての人々の研究がこれまで以上に注目されています。

また、これら研究者の研究がこれまで以上に多様なアプローチを網羅するように広がっています。

そこでは、NVIDIA の科学計算プラットフォームが重要な役割を果たしており、データ分析からシミュレーション、ビジュアライゼーション、AI および エッジでの実行に至る、幅広いアプローチの全体にわたって進歩を加速させています。

以下にいくつかの事例を紹介します。

• ゲノミクスでは、Oxford Nanopore Technologies が、NVIDIA の GPU を使ってウイルスのゲノム配列をわずか 7 時間で解析できるようにしました。
• 感染の分析と予防の面において、NVIDIA RAPIDS チームが、データ ビジュアライゼーション ツールである Plotly の Dash を GPU で高速化し、リアルタイムでの感染率分析についての洞察をよりわかりやすいものにしました。
• 構造生物学では、米国国立衛生研究所とテキサス大学オースティン校が GPU で高速化されたソフトウェアの CryoSPARC を使い、低温電子顕微鏡でウイルス タンパク質の 3 次元構造を再構築しました。
• 治療では、NVIDIA が米国国立衛生研究所と連携し、肺のスキャン画像にもとづいて COVID-19 の感染を正確に分類する AI を構築し、効率的な治療計画を立てられるようにしました。
• 創薬では、オークリッジ国立研究所が、GPU で高速化された Summit スーパーコンピュータで スクリプス研究所 の AutoDock を実行し、わずか 12 時間で 10 億通りの潜在的な薬剤の組み合わせをスクリーニングできるようにしました。

• ロボティクスでは、スタートアップの Kiwi が、自律的に医薬用品を配送するロボットを構築しています。
• エッジ検知では、Whiteboard Coordinator Inc. が、体温の上昇を自動的に測定および評価する AI システムを構築し、1 時間に 2,000 人以上の医療従事者をスクリーニングしています。

毎朝、目を覚ますたびに世界中で驚くべき取り組みが続けられているのを知るのは、本当に感動的なことであり、NVIDIA の科学計算プラットフォームが、COVID-19 のパンデミックと戦うためにウイルスを理解したり、検査方法や治療法を発見したりする、重要な役割を果たしています。

きわめて多くの領域における、非常に多大な取り組みに NVIDIA が貢献できているのは、科学計算のコミュニティにエンドツーエンドのワークフローを提供することに重点を置いているからです。

NVIDIA は、すべての主要なアプリケーション分野を高速化するフルスタック イノベーションへのアプローチをとっており、それによってこのようなワークフローの提供が可能となっています。

データ分析では、NVIDIA は Spark3.0 や RAPIDS、Dask といった主要なフレームワークを高速化させています。この高速化には、cuDF、cuML および cuGRAPH といった、領域特化型の CUDA-X ライブラリに Magnum IO の IO 高速化テクノロジを使用しています。

これらのライブラリには数百万行のコードが含まれており、開発者およびユーザーが NVIDIA の GPU で高速化されたデスクトップでアプリケーションを作成している場合でも、あるいはデータセンター、エッジ コンピュータ、スーパーコンピュータまたはクラウドでそれらのソフトウェアを実行する場合であっても、シームレスな高速化を実現します。

同様に、NVIDIA は広く使用されているほとんどの科学計算アプリケーションを含む、700 以上の HPC アプリケーションを高速化させています。

NVIDIA は、情報が不完全である場合、つまり作業にとりかかる際の第一原理がない場合、あるいは第一原理にもとづいたアプローチでは遅すぎる場合のタスクに不可欠なものとなっている、AI のためのあらゆるフレームワークを高速化させています。

また、NVIDIA はビジュアル コンピューティングにルーツがあることから、高速化されたビジュアライゼーション ソリューションを提供しており、数テラバイトのデータを可視化することができます。

たとえば、NASA は NVIDIA のアクセラレーション スタックを使用して、世界最大の 150 テラバイト規模のリアルタイムのインタラクティブ ボリューム ビジュアライゼーションで、火星への最初の有人飛行ミッションの着陸を可視化しました。

NVIDIA のディープ ドメイン ライブラリにより、科学計算ユーザーは異なる世代の NVIDIA アーキテクチャにわたる自身のアプリケーションの性能をシームレスに向上できます。たとえば、Volta から Ampere へ移行することが可能です。

シミュレーション、AI とデータ分析、エッジ ストリーミング、およびビジュアライゼーションのワークフローといった、科学計算のこれら柱のすべてが、現在および未来の課題への取り組みの鍵となるのです。