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Científicos alemanes utilizan las GPU NVIDIA para descubrir los secretos del cerebro

NVIDIA y el centro de investigación de Jülich ponen en marcha el "NVIDIA Application Lab" en el Jülich Supercomputing Centre para acelerar la investigación en campos como la neurociencia o la astrofísica

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Three-dimensional polarized light imaging (3D-PLI) of a postmortem human brain at a sub-millimeter resolution (courtesy Forschungszentrum Jülich)

HAMBURGO, Alemania—ISC 12—19 de junio de 2012—El Forschungszentrum Jülich (centro de investigación de Jülich, Alemania), en el que se encuentra uno de los recursos de supercomputación más grande y potentes de Europa, el Jülich Supercomputing Centre, está utilizando las GPU NVIDIA para acelerar investigaciones neurológicas destinadas a revelar los secretos del cerebro humano.

Así lo acaba de comunicar NVIDIA, que también ha anunciado un acuerdo de colaboración multianual con el centro para impulsar un nuevo modelo de investigación científica acelerada en las GPU para la neurociencia y otras disciplinas tales como la astronomía, la astrofísica, los materiales, la física de las partículas y el plegamiento de proteínas. Juntas, las dos organizaciones pondrán en marcha el “NVIDIA Application Lab”, un recurso de gestión conjunta destinado a la comunidad científica europea y situado en las instalaciones del centro en Jülich.

El laboratorio suministrará aplicaciones científicas optimizadas y asistencia técnica que ayudarán a los científicos de toda Europa a aprovechar en mayor medida la capacidad del cálculo acelerado en la GPU.

Para Steve Scott, responsable tecnológico de la división de productos Tesla de NVIDIA, “Jülich es uno de los centros de supercomputación más influyentes de Europa y cuenta con un impresionante historial de logros en diferentes ámbitos de la ciencia. El nuevo laboratorio de aplicaciones está centrado en explotar las extraordinarias ventajas de las GPU y contribuirá a fortalecer su posición como una de las instituciones mejor situadas para impulsar una nueva era del descubrimiento científico”.

Estudio avanzado del cerebro en Jülich
La neurociencia es una de las áreas de investigación más interesantes e importantes del centro de investigación de Jülich. El centro está buscando una nueva forma de abordar el estudio del cerebro que les ayude a descubrir las causas de enfermedades como el autismo, la esclerosis múltiple, el Alzheimer y otras afecciones neurológicas.

Los científicos del Instituto de Neurociencia y Medicina de Jülich (INM-1, Organización estructural y funcional del cerebro humano), parte del centro de investigación de Jülich, están utilizando las GPU NVIDIA® Tesla® para multiplicar por 50 la velocidad de reconstrucción de los cortes histológicos del cerebro necesarios para reproducir un modelo exacto del cerebro humano en alta definición. Una vez desarrollado, el modelo dará a los investigadores un nivel de visibilidad de la arquitectura, las funciones y las interconexiones del cerebro hasta ahora imposible de conseguir y con niveles de detalle que nunca habían estado al alcance de los neurocientíficos.

Para crear este modelo, los investigadores del INM-1 están reconstruyendo una enorme colección de datos que incluyen imágenes de cortes histológicos (estructura de tejido visible con el microscopio), imágenes de resonancia magnética e imágenes procedentes de una técnica de generación de imágenes 3D con luz polarizada (3D-PLI) desarrollada por el propio instituto. Dicha técnica proporciona información sobre la dirección e inclinación de los haces de fibras nerviosas por cada vóxel del cerebro. Para trazar la trayectoria de estos haces, se aplican algoritmos de tractografía que también requieren el uso de GPU de alto rendimiento.

Según explica la profesora Katrin Amunts, directora del INM-1, “3D-PLI es la única forma de conseguir imágenes suficientemente detalladas de las fibras nerviosas del cerebro humano adulto, pero reconstruirlas y renderizarlas en tiempo real para configurar el primer microatlas existente del cerebro plantea un problema computacional de enormes proporciones. Imagina miles de millones de células nerviosas conectadas mediante fibras. Esto da una idea de la complejidad y dificultad que entraña modelar con precisión las redes del cerebro”.

El centro de Jülich espera poder utilizar los hallazgos de sus investigaciones como base para que el NVIDIA Application Lab pueda acelerar en la GPU otros proyectos de investigación destinados a otras disciplinas científicas.

Nuevo NVIDIA Application Lab: un recurso para cientos de científicos europeos
Desde finales de este mes, el NVIDIA Application Lab ayudará a cientos de científicos de toda Europa, incluidos los miembros de la organización de cálculo de alto rendimiento PRACE, a aprovechar los sistemas acelerados en la GPU del Jülich Supercomputing Centre suministrándoles aplicaciones científica optimizadas y asistencia técnica.

Según el profesor Thomas Lippert, director del Jülich Supercomputing Centre, “El nuevo laboratorio simplificará el proceso de configurar y optimizar las aplicaciones científicas nuevas y antiguas para que aprovechen la aceleración en la GPU. Este acuerdo proporcionará a cientos de investigadores acceso inmediato a la potencia de cálculo de las GPU, una potencia que cambia las reglas del juego y acelerará todo tipo de investigaciones”.

Entre los superordenadores acelerados en la GPU que utilizan los investigadores del centro y otros laboratorios, se incluye el sistema JuDGE (Jülich Dedicated GPU Environment) con GPU NVIDIA Tesla, que proporciona aproximadamente 240 teraflops de rendimiento máximo.

Jülich Supercomputing Centre
El centro de supercomputación de Jülich maneja los superordenadores de mayor rendimiento de Europa. Permite a científicos e ingenieros resolver problemas científicos y técnicos de enorme complejidad a través de infraestructuras de trabajo en colaboración basadas en tecnologías de supercomputación y cálculo distribuido. Más información en la web del Jülich Supercomputing Centre.

GPU NVIDIA Tesla
Las GPU Tesla son aceleradores computacionales basados en la plataforma de procesamiento paralelo NVIDIA CUDA®. Están diseñadas para realizar tareas de alta computación, cálculo científico y supercomputación con gran eficiencia energética y ofrecen una aceleración muy superior a la de los sistemas basados exclusivamente en la CPU para una gran variedad de aplicaciones científicas y comerciales.

Si desea obtener más información sobre las GPU NVIDIA Tesla, visite las páginas web de Tesla. Para ver información detallada sobre CUDA o descargar la última versión de la plataforma, visite la web de CUDA. En la sala de prensa de NVIDIA puede encontrar los últimos comunicados de prensa, información sobre la compañía y sus productos, así como vídeos/imágenes y otra información sobre NVIDIA. También puede seguirnos en Twitter (@NVIDIATesla).

NVIDIA
NVIDIA (NASDAQ: NVDA) mostró al mundo las posibilidades del chip de gráficos con la invención de la GPU en 1999. Hoy, sus procesadores son la base de una gran variedad de productos que abarcan desde smart phones a superordenadores. Los procesadores NVIDIA para móviles se utilizan en teléfonos celulares y tablets, y en los sistemas de infoocio de los vehículos. Los aficionados a los juegos de PC utilizan las GPU para dar vida a mundos espectaculares. Los profesionales las utilizan para crear efectos visuales en las películas y realizar todo tipo de diseños, desde palos de golf hasta grandes aviones comerciales. Por último, los investigadores aprovechan la potencia de la GPU para impulsar el avance de la ciencia a través de sistemas de alta computación. La compañía es propietaria de más de 5000 patentes en todo el mundo, algunas de las cuales proporcionan diseños y conceptos esenciales para la informática actual. Para obtener más información, entre en www.nvidia.es.

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Algunas afirmaciones hechas en esta nota de prensa, incluidas (aunque no de forma exclusiva) las que se refieren a: las ventajas y el impacto de las GPU NVIDIA Tesla, y el efecto de las patentes de la compañía en la informática moderna, son expectativas de futuro sujetas a riesgos e incertidumbres que podrían materializarse de forma distinta a lo esperado. Entre los factores que podrían provocar unos resultados distintos a los esperados se incluyen: la situación de la economía mundial, nuestra dependencia de otras empresas para fabricar, ensamblar, empaquetar y probar nuestros productos, los efectos del desarrollo tecnológico y la competencia, el desarrollo de nuevos productos o tecnologías, o la mejora de nuestros productos y tecnologías, la aceptación de nuestros productos o los de nuestros partners por parte del mercado, los posibles defectos de diseño, fabricación o software, los cambios en la demanda y las preferencias del mercado, los cambios de las interfaces y los estándares del sector, la pérdida inesperada de rendimiento de nuestros productos o tecnologías al integrarse en los sistemas y otros factores publicados de forma regular por NVIDIA en informes (como el modelo 10-Q) que se hallan en poder de la comisión del mercado de valores de Estados Unidos (Securities and Exchange Commission). Las copias de tales informes están disponibles en las páginas web de NVIDIA y pueden consultarse sin coste alguno. Las afirmaciones aquí realizadas no garantizan resultados futuros y sólo tienen vigencia a fecha de hoy. Salvo que la ley disponga lo contrario, NVIDIA no tiene obligación alguna de actualizarlas para reflejar acontecimientos o circunstancias que puedan producirse en el futuro.

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