Folding@home ha superato la barriera dell'exaFLOP. È come un supercomputer del futuro

Folding@home ha superato la barriera dell'exaFLOP. È come un supercomputer del futuro

La rete di calcolo distribuito Folding@home ha superato la barriera dell'ExaFLOP, raggiungendo la potenza complessiva dei primi 100 supercomputer al mondo. Merito delle centinaia di migliaia di persone che hanno messo a disposizione le risorse del proprio PC.

di pubblicata il , alle 08:21 nel canale Sistemi
 

La potenza di calcolo sulla rete di calcolo distribuito Folding@home ha superato il traguardo dell'exaFLOP, spinta dalla "chiamata alle armi" fatta nelle scorse settimane per provare a velocizzare la ricerca nella comprensione del nuovo Coronavirus SARS-Cov-2. Si tratta di 10 volte circa la potenza di calcolo del miglior supercomputer al mondo, Summit (200 petaflops teorici ma 148 raggiunti), o se preferite è la potenza a disposizione dei primi 103 supercomputer al mondo messi insieme.

Sono tante le persone che hanno deciso di donare tutta o parte della potenza del proprio computer (CPU e GPU) per un nobile scopo: accelerare la simulazione delle proprietà delle proteine che compongono il Coronavirus per permettere ai ricercatori di trovare i punti deboli del virus e mettere a punto nuovi metodi di trattamento.

Dopo aver superato 474 petaflops solo pochi giorni fa grazie all'apporto di oltre 400 mila persone, ecco un nuovo significativo traguardo - un exaFLOP equivale a 1.000.000.000.000.000.000 operazioni al secondo - raggiunto non solo grazie ad appassionati e cassa di risonanza dei media, ma anche a partner come Nvidia, Github, Razer, Intel e Ubisoft, solo per citarne alcuni. L'approdo di così tanti volontari in poco tempo ha creato qualche scompenso, come una carenza delle cosiddette "work unit", ossia le piccole parti di dati inviate a ogni utente, ma i gestori di Folding@home sono intervenuti per espandere la capacità di servire nuove unità.

A fronte di numeri in crescita, molti si staranno domandando: dove sono i risultati? Premesso che ci vuole del tempo, qualcosa di concreto si inizia a vedere. Un video pubblico su Youtube (qui sopra) mostra una prima simulazione della proteina "spike" di Sars-COV-2 ottenuta tramite Folding@home. I tre colori indicano proteine ​​diverse che si assemblano tra loro. Si può vedere che l'estremità verso l'alto si apre per rivelare il punto in cui tale proteina si lega con le cellule ospiti (quelle umane), dando inizio alla malattia.

Simulare il comportamento della proteina in questione permetterà, presto o tardi, di identificare una proteina capace di legarvisi e impedire al virus di infettare le cellule polmonari. Un bel post sul sito di Folding@home (in inglese) spiega in dettaglio quanto abbiamo riassunto in poche righe.

Come usare Folding@home per combattere il nuovo Coronavirus

Ne abbiamo già parlato nelle scorse settimane, ma rifreschiamoci la memoria. Per prima cosa è bene dire che Folding@home non nasce oggi, ma è attivo da moltissimi anni e anche se adesso è maggiormente concentrato sui progetti relativi a COVID-19, di solito la potenza di calcolo serve per velocizzare l'analisi dei dati legati a diverse forme di cancro, Alzheimer, Huntington e Parkinson. Insomma, una volta (speriamo) che sarà passata la pandemia, potrete continuare a contribuire alla ricerca. Farlo è davvero semplice.

Folding@home è un software disponibile per Windows, Linux e macOS. Una volta che l'avete scaricato, installato e avviato, il programma scarica una piccola quantità di dati che inizia ad analizzare sfruttando il vostro processore o la GPU della scheda video. Una volta terminato, invia i risultati ai ricercatori e riceve altri dati da processare.

Tramite un'interfaccia web o direttamente dal programma è possibile scegliere la ricerca a cui destinare la maggior parte della vostra potenza di calcolo o semplicemente lasciarla a disposizione di qualsiasi progetto. Nel caso della ricerca contro il Coronavirus, lasciate su "Any Disease", i progetti legati alla pandemia hanno in questo momento la priorità di distribuzione nella rete. Perciò non dovete indicare nulla di particolare.

Folding@home vi permette di scegliere un nome utente e persino selezionare un team di cui fare parte (ce ne sono tantissimi online, basta cercare) per competere con altri gruppi, tramite un sistema di punteggi. La schermata iniziale vi consente anche di impostare una passkey per un'identificazione precisa del vostro contributo, in modo anche da premiarvi con punti extra. Per quanto riguarda le risorse del vostro PC, potete stabilire quante destinarne al calcolo.

Potete optare infatti per un'impostazione tra Light, Medium o Full, che va a incidere sull'uso della vostra CPU e GPU. Con l'impostazione Light il processore lavora "a mezzo servizio" e la GPU non viene chiamata in causa. Medium fa lavorare la CPU "a tre quarti" della velocità e la GPU è chiamata in causa al massimo delle risorse. Con High entrambi i componenti sono messi sotto torchio. Chiaramente più il vostro hardware è potente, maggiore è il contributo che date alla ricerca.

Potete anche scegliere se far funzionare Folding@home quando state facendo altre cose. Per lasciarlo lavorare sempre, selezionate "While I'm working". Se invece optate per "Only when idle", il software inizia a macinare dati dopo un paio di minuti che avete lasciato il sistema fermo a non fare nulla. Dal programma potete anche configurare quanti core della CPU impiegare, sebbene non si tratti di un software user-friendly.

In linea di massima è comunque quasi del tutto automatico: una volta connessi alla rete e scaricati i pacchetti da macinare, non dovete fare molto, se non lasciar fare al vostro PC.

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11 Commenti
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Spitfire8426 Marzo 2020, 08:53 #1

Italia@home

Ciao a tutti,

se qualcuno vuole aiutare contribuendo con le risorse del proprio sistema ad aiutare la ricerca tramite il sistema Folding@home, può unirsi al team che ho creato:

Italia@home (246330)

Per gli interessati, ci vediamo sul thread specifico:

https://www.hwupgrade.it/forum/showthread.php?t=1438537
jepessen26 Marzo 2020, 08:56 #2
Praticamente il mio client ogni volta che finisce di calcolare uno slot rimane in attesa perche' non ci sono nuovi progetti nella coda dei loro server, e bisogna aspettare che inseriscano cose nuove. Non mi era mai capitato prima, si vede che la potenza disponibile al momento e' sovrabbondante e stanno cercando il modo di aumentare il numero di progetti.
aqua8426 Marzo 2020, 09:33 #3
sono davvero molto incuriosito, e allo stesso tempo affascinato, chiedo quindi in che modo la "potenza di calcolo" è utile per combattere il coronavirus (come tante altre malattie) ?

cioè, io me la immagino così la situazione:

noi (esseri umani) abbiamo con il tempo acquisito una conoscenza su cosa fanno/non fanno le cellule, proteine... e suppongo "qualcuno" abbia una lista costantemente aggiornata di ciò.
esce un nuovo virus (diciamo nuovo anche se...) che ha determinate caratteristiche, e cose in comune con altre tipologie, ok, non basta fare esperimenti in laboratorio ?

EVIDENTEMENTE NO, mi risponderà qualcuno di voi.

ma è come se io conoscessi Acqua-Benzina-Ferro, mi trovo davanti al fuoco e non sapendo provo a mettere del Ferro, e la situazione non cambia, provo con la Benzina e la situazione peggiora, allora provo con l'Acqua e risolvo.

SIA CHIARO, ho fatto esempi del cavolo APPOSTA.
IL MASSIMO RISPETTO per i ricercatori e gli scienziati che DA SEMPRE sono alla ricerca del TUTTO.

chiedo proprio UMILMENTE, questo mega calcolo di super mega ultra computer, come fa ad aiutarci?

Grazie in anticipo!
jepessen26 Marzo 2020, 09:51 #4
Originariamente inviato da: aqua84
sono davvero molto incuriosito, e allo stesso tempo affascinato, chiedo quindi in che modo la "potenza di calcolo" è utile per combattere il coronavirus (come tante altre malattie) ?

cioè, io me la immagino così la situazione:

noi (esseri umani) abbiamo con il tempo acquisito una conoscenza su cosa fanno/non fanno le cellule, proteine... e suppongo "qualcuno" abbia una lista costantemente aggiornata di ciò.
esce un nuovo virus (diciamo nuovo anche se...) che ha determinate caratteristiche, e cose in comune con altre tipologie, ok, non basta fare esperimenti in laboratorio ?

EVIDENTEMENTE NO, mi risponderà qualcuno di voi.

ma è come se io conoscessi Acqua-Benzina-Ferro, mi trovo davanti al fuoco e non sapendo provo a mettere del Ferro, e la situazione non cambia, provo con la Benzina e la situazione peggiora, allora provo con l'Acqua e risolvo.

SIA CHIARO, ho fatto esempi del cavolo APPOSTA.
IL MASSIMO RISPETTO per i ricercatori e gli scienziati che DA SEMPRE sono alla ricerca del TUTTO.

chiedo proprio UMILMENTE, questo mega calcolo di super mega ultra computer, come fa ad aiutarci?

Grazie in anticipo!


Detto in parole semplici, FoldingHome e' un progetto che serve a calcolare le strutture tridimensionali delle proteine ed il loro comportamento. Le proteine sono grossissime molecole, il cui comportamento e' al limite fra chimica e fisica (me ne perdoneranno i puristi di questa affermazione).

Praticamente non conta solamente la composizione chimica, ma anche come sono disposti gli atomi. Folding home implementa algoritmi per capire come una proteina si ripiega su se stessa, ad esempio minimizzando l'energia potenziale della struttura. Questi calcoli sono molto complessi e laboriori ed alla portata solamente dei supercomputer piu' potenti. Allora l'idea del progetto e' di dividere questi calcoli in calcoli piu' brevi e gestibili dai singoli computer. Praticamente con uno slot danno ad un computer 'normale' una piccola porzione di dati, fa i calcoli, poi i risultati tornano al server, che li elabora, li combina e crea i dati per le simulazioni successive in maniera tale da arrivare alla soluzione.

Serve perche' il funzionamento dei farmaci dipende in buona parte anche dalle strutture tridimensionali dei principi attivi. Nel caso del coronavirus e' importante trovare molecole il cui incavo si adatti a quelli degli spike del virus. In questo modo combaciano come pezzi di un puzzle. Se combacia bene la proteina non si stacca, e significa che quello spike del virus non puo' piu' penetrare le barriere cellulari.

In questo caso specifico Folding@Home serve per trovare molecole la cui forma si adatta al meglio a quelle degli spike del virus, per poter impedire di infettare cellule nuove, fermando o rallentando la diffusione dando piu' possibilita' al sistema immunitario di sconfiggerlo.
b.u.r.o.8726 Marzo 2020, 10:14 #5
Ricordo a tutti che anche su piattaforma BOINC ci sono progetti che stanno studiando il Sars-Cov2, e sono

-Rosettaòhome
-TN-Grid (progetto dell'Università di Trento)
aqua8426 Marzo 2020, 10:14 #6
Originariamente inviato da: jepessen
Detto in parole semplici, FoldingHome e' un progetto che serve a calcolare le strutture tridimensionali delle proteine ed il loro comportamento. Le proteine sono grossissime molecole, il cui comportamento e' al limite fra chimica e fisica (me ne perdoneranno i puristi di questa affermazione).

Praticamente non conta solamente la composizione chimica, ma anche come sono disposti gli atomi. Folding home implementa algoritmi per capire come una proteina si ripiega su se stessa, ad esempio minimizzando l'energia potenziale della struttura. Questi calcoli sono molto complessi e laboriori ed alla portata solamente dei supercomputer piu' potenti. Allora l'idea del progetto e' di dividere questi calcoli in calcoli piu' brevi e gestibili dai singoli computer. Praticamente con uno slot danno ad un computer 'normale' una piccola porzione di dati, fa i calcoli, poi i risultati tornano al server, che li elabora, li combina e crea i dati per le simulazioni successive in maniera tale da arrivare alla soluzione.

Serve perche' il funzionamento dei farmaci dipende in buona parte anche dalle strutture tridimensionali dei principi attivi. Nel caso del coronavirus e' importante trovare molecole il cui incavo si adatti a quelli degli spike del virus. In questo modo combaciano come pezzi di un puzzle. Se combacia bene la proteina non si stacca, e significa che quello spike del virus non puo' piu' penetrare le barriere cellulari.

In questo caso specifico Folding@Home serve per trovare molecole la cui forma si adatta al meglio a quelle degli spike del virus, per poter impedire di infettare cellule nuove, fermando o rallentando la diffusione dando piu' possibilita' al sistema immunitario di sconfiggerlo.

grazie intanto della risposta

il progetto in questione e in generale il Calcolo Distribuito so bene come funziona.

quello che mi chiedevo io era COME ci aiutava con le malattie.
cioè riesce LUI (il mega-calcolo) a trovarci la molecola giusta da solo?
o parte comunque da una "lista", diciamo così, di molecole che gli diamo noi?
oppure cosa altro?
b.u.r.o.8726 Marzo 2020, 10:29 #7
Generalmente, tutti questi progetti di calcolo distribuito, sviluppano simulazioni da una "lista" conosciuta (che può contenere decine di migliaia di unità
Come puoi ben immaginare, testare in laboratorio, tutte queste iterazioni tra proteine e molecole non è fattibile.
Il compito di questi progetti è trovare le iterazioni più promettenti (ad esempio le migliori 100) che poi verranno effettivamente testate in laboratorio o studiate e raffinate uleriormente


Ad esempio, era notizia di qualche giorno fa, che il supercomputeritaliano Marconi, stesse analizzando l'iterazioni del Sars-Cov2 e le molecole di 10mila farmaci già conosciuti
frankie26 Marzo 2020, 11:55 #8
Mi sono aggiunto al gruppo e sto aspettando che mi arrivi una WU.
@Spitfire, vedo che tu scaccoli più di tutti, ma evidentemente lo fai da diverso tempo.
Lascio la mia piccola potenza (scelta apposta per i bassi consumi) a disposizione.
Spitfire8426 Marzo 2020, 12:11 #9
Originariamente inviato da: frankie
Mi sono aggiunto al gruppo e sto aspettando che mi arrivi una WU.
@Spitfire, vedo che tu scaccoli più di tutti, ma evidentemente lo fai da diverso tempo.
Lascio la mia piccola potenza (scelta apposta per i bassi consumi) a disposizione.


in realtà ho iniziato a fare folding da 10-15 giorni e non vedendo un team italiano ho pensato di crearlo per fare squadra.
Ogni contributo è utile...oguno dà quello può...
WarSide26 Marzo 2020, 12:16 #10
Originariamente inviato da: Spitfire84
in realtà ho iniziato a fare folding da 10-15 giorni e non vedendo un team italiano ho pensato di crearlo per fare squadra.
Ogni contributo è utile...oguno dà quello può...


C'è BOINC.Italy che è un team storico.

Il problema è che su F@H la ricerca dei team è pessima.

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