Il programma si è fatto notare anche negli Usa, dove nell'ambito dell'ultima conferenza internazionale 'Supercomputing 2011', svoltasi a Seattle a novembre, è risultato tra i cinque finalisti per l'assegnazione dell'Acm Gordon Bell Award, ricevendo una menzione speciale per la qualità del lavoro di simulazione. Si tratta del software messo a punto dall' Istituto per le applicazioni del calcolo (Iac) e dall'Istituto per i processi chimico-fisici (Ipcf) del Cnr, che sono riusciti a ricostruire e nei minimi particolari la circolazione sanguigna in tre dimensioni. A partire dalle tecnologie sviluppate nello studio, i ricercatori hanno messo a punto un programma di simulazione del flusso di sangue all'interno delle arterie coronariche che arriva fino alla scala di 10 micron. In questo modo, è possibile osservare in dettaglio il movimento dei globuli rossi, bianchi e di altre micro particelle in interazione tra loro e con il plasma, determinando in maniera accurata le zone coronariche passibili di accumulazione di materiale lipidico, e quindi a rischio di patologie come l'arteriosclerosi e l'infarto.
"Il software sviluppato ha dimostrato una tale efficienza, dal punto di vista della scalabilità e delle prestazioni assolute, da rientrare per due anni di seguito tra i finalisti per l'assegnazione del premio internazionale, conferito nell'ambito della più importante conferenza mondiale di supercalcolo", afferma Massimo Bernaschi dell'Iac-Cnr. "In particolare, a Seattle il lavoro svolto ha ricevuto una 'honorable mention' per la qualità dell'applicazione, che ha raggiunto, su un sistema di 4.000 Gpu messo a disposizione dal Tokyo Institute of Technology, prestazioni nell'ordine dei 600 teraflops: qualcosa come seicentomila miliardi di operazioni aritmetiche in virgola mobile al secondo".
L'approccio seguito per la simulazione ha alla base metodi computazionali estremamente avanzati, derivati da ambiti diversi. "Il sistema unisce una versione specializzata di 'particle dynamics', che deriva dalla dinamica molecolare classica con il metodo 'Lattice Boltzmann', tipico della fluidodinamica computazionale, e particolarmente adatto alle implementazioni che mirano a sfruttare il parallelismo delle moderne piattaforme di calcolo", aggiunge Simone Melchionna, dell'Ipcf-Cnr. "I dati inseriti sono immagini ad alta risoluzione del sistema coronarico, ottenute tramite la Multi-detector computed tomography e rese disponibili dalla Harvard Medical School. Da queste è estratta la geometria che viene utilizzata nella simulazione multiscala, basata su una metodologia in grado di sfruttare al meglio le potenzialità dei supercomputer tradizionali di piattaforme innovative quali i cluster di Graphics processing units".
Si prevede che nell'arco di tre-quattro anni il programma potrà essere utilizzato sui computer di media potenza installati negli studi medici. E contribuire alla prevenzione delle più comuni malattie delle arterie.
Fonte: Massimo Bernaschi, Istituto per le applicazioni del calcolo "Mauro Picone", Roma, tel. 06/49270950 , email m.bernaschi@iac.cnr.it
Per saperne di più: M. Bernaschi, M. Bisson, M. Fatica, S. Melchionna, S. Succi, Petaflop biofluidics simulations on a two million-core system, Proceedings of SuperComputing 2011, Seattle (U.S.) 2011
