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Rechenleistung für den guten Zweck

3 Min. Lesezeit
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10. April 2020
Industrie-PC im Wiener DigiLab hilft bei der Erforschung eines Heilmittels gegen Covid-19.

Das Digital Experience Center „DigiLab“ in der Siemens-City in Wien ist ausgestattet mit modernster Technik und leistungsstarken Industrie PCs, wie beispielsweise dem Dual-CPU SIMATIC Rack IPC1047. Da in Zeiten der Covid 19-Krise die vorhandenen Ressourcen kaum genutzt werden, hat sich Siemens Digital Industries Österreich dafür entschieden, die Rechenleistung einem guten Zweck zur Verfügung zu stellen. Initiator Matthias Jäger, Productmanager PC-based Automation, erklärt im Gespräch, wie die Rechenleistung eines Industrie-PCs in Wien bei der Bekämpfung des Virus hilft.

Was bedeutet Folding@Home und wie unterstützt das Projekt bei der Bekämpfung von Covid 19?

Folding@Home ist ein Projekt der Universität Stanford, bei dem Nutzer Rechenkapazität auf freiwilliger Basis zur Verfügung stellen, um unter Anwendung von „verteilten Rechnern“ die Rechenleistung einzelner Computer zu bündeln und zu einem großen Gesamtkonstrukt zu vereinen. Die zu simulierende Aufgabe wird dabei in Teilaufgaben zerlegt und mithilfe eines Client-Server-Modells auf einzelne Clients im Netzwerk aufgeteilt. Die Leistung solcher Rechennetzwerke übersteigt inzwischen jene von Supercomputern, welche bis vor kurzem als die schnellsten und leistungsstärksten der Welt galten.

Konkret in Bezug auf Covid 19 bündelt die Universität Standford Rechenleistung, um Proteinfaltungen (Anm.: daher auch der Projektname, fold=falten) zu simulieren. Die gewonnen Erkenntnisse fließen dann in die Entwicklung von Medikamenten ein. Aktuell gibt es weltweit mehr als 400.000 Folding@Home-Teilnehmer für das Projekt „Covid-19“.

Wie unterstützt Siemens das Projekt? Welche Rechenleistung wird zur Verfügung gestellt?

Unser DigiLab in der Siemens City in Wien ist mit dem leistungsstärksten Industrie-PC ausgestattet, welchen Siemens aktuell im Portfolio hat. Durch die hohe Rechenleistung wird der IPC1047 normalerweise im Bereich der Bilderkennung und Qualitätssicherung sowie in der Virtualisierung von Serveranwendungen eingesetzt. So werden beispielsweise über optische Inspektion Schweißnähte oder die Beschaffenheit einer Oberfläche überprüft und durch Künstliche- Intelligenz-Anwendungen wird der Qualitätssicherungsprozess laufend verbessert. Solche komplexen Anwendungen erfordern eine hohe Rechenleistung sowohl bei Prozessoren als auch bei Grafikkarten. Der Industrie-PC ist deshalb mit zwei Intel-XEON-Prozessoren und zwei High-End -Nvidia-Quadro-P5000-Grafikkarten ausgestattet.

Aufgrund der Corona-Krise sind die im DigiLab zur Verfügung stehenden Ressourcen frei, welche wir dem Folding@Home-Projekt widmen. Unser Industrie PC-IPC1047 ist mit einem Folding@Home-Client ausgestattet und die Ressourcen können jederzeit für das Projekt verwendet werden.

 

  • Der IPC1047, der mit seiner Rechenleistung bei der Erforschung eines Heilmittels gegen Covid-19 mithilft.
    Siemens
    Der IPC1047, der mit seiner Rechenleistung bei der Erforschung eines Heilmittels gegen Covid-19 mithilft.

Wie bist du darauf gekommen, das Projekt zu unterstützen?

Ich habe vor rund zwei Wochen einen Artikel auf futurezone.at gelesen, in dem das Folding@Home-Projekt für die Bekämpfung von Covid vorgestellt wurde. In diesem Artikel wurde ebenfalls kommuniziert, dass Rechner mit leistungsfähigen Grafikkarten für solche Simulationsberechnungen besonders geeignet sind. In weiterer Folge machte ich mir dann Gedanken, wie ich bzw. wir als Siemens bei dieser Angelegenheit mitwirken können, weshalb ich dann auf unseren IPC1047 im DigiLab gestoßen bin. Im nächsten Schritt ging alles Schlag auf Schlag, ich habe die Idee meinem Chef Manfred Kottisch vorgestellt und wenige Tage später war der IPC1047 Teil des Netzwerkes.

Mittlerweile wurden einige Berechnungen durchgeführt und wir sind ein kleiner Teil der großen Community.

Was passiert mit den Ressourcen, der Rechenleistung, die zur Verfügung gestellt wird?

Das FAH (Folding at home)-Netzwerk teilt eine komplexe Simulationsaufgabe in viele kleine Pakete, sogenannte Arbeitseinheiten bzw. workunits, auf, welche im Anschluss auf verschiedenste Teilnehmer im Netzwerk verteilt und von den FAH Clients heruntergeladen werden. Eine workunit enthält Proteindaten, diese Daten werden als Eingangsparameter für die Berechnungen der Proteinfaltungen verwendet. Die gewonnen Ergebnisse werde werden anschließend an den FAH-Server zurückgeschickt und als Basis für weitere Simulationsberechnungen verwendet.

Weitere Informationen:
Anmerkung: Die Proteinfaltung ist der Prozess, durch den Proteine ihre dreidimensionale Struktur erhalten. Sie ist die Voraussetzung für die fehlerfreie Funktion des Proteins. (Quelle: Wikipedia)