Molekulardynamik-Simulation: Niemand faltet Proteine schneller als Anton

Ein "feuerspeiendes Monster" für Molekulardynamik-Simulationen: Anton 3 ist ein ungewöhnlicher Chip, geschaffen für einen einzigen Zweck.

Artikel veröffentlicht am ,
Anton 3 auf seinem Node Board
Anton 3 auf seinem Node Board (Bild: DERS)

In nicht wenigen Systemen stecken keine Grafikkarten oder Prozessoren, sondern speziell dafür entwickelte Schaltungen - sogenannte ASICs. Einer dieser Chips ist der Anton 3 von D.E. Shaw Research, der speziell für die Molekulardynamik-Simulation entworfen wurde und daher jede CPU/GPU schlägt.

Stellenmarkt
  1. Digitalisierungsbeauftragter (m/w/d)
    Magistrat der Stadt Bad Soden am Taunus, Bad Soden am Taunus
  2. Projektleitung Softwareentwicklung (m/w/d)
    Basler AG, Ahrensburg bei Hamburg
Detailsuche

Benannt nach Antoni van Leeuwenhoek, einem niederländischen Naturforscher, sind die Anton-ASICs dafür ausgelegt, die Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen zu berechnen. Das Falten von Proteinen ist ein klassisches Beispiel, wobei Anton 3 mehr leistet als alle Systeme von Folding@home vereint.

Der Chip folgt auf den Anton 1 und den Anton 2, der Fokus für Anton 3 lag auf einer höheren Geschwindigkeit und einem besser ausbalancierten Design. Die Basis eines jeden ASICs bilden die Core Tiles, welche aus GCs (Geometry Cores) und PPIMs (Pairwise Point Interaction Modules) für die Berechnungen bestehen.

451 mm² mit 360 Watt

Neben mehr Ressourcen wie einem verdoppeltem SRAM-Puffer bei den Core Tiles gibt es die neue BOND-Einheit, um kovalente Bindungen wie den Torsionswinkel zu berechnen. Neben den Core Tiles gibt es noch Flex Tiles außen am ASIC, welche die off-Chip-Kommunikation übernehmen, um viele Anton 3 zu verknüpfen.

  • Anton ist für Molekulardynamik-Simulationen ausgelegt. (Bild: DESRES)
  • Der Fokus für Anton 3 lag auf Performance und dem Entfernen von Flaschenhälsen. (Bild: DESRES)
  • Anton 3 besteht aus Core Tiles für Berechnungen ... (Bild: DESRES)
  • ... und aus Edge Tiles für die off-Chip-Kommunikation. (Bild: DESRES)
  • Insgesamt gibt es 528 Kerne via 22/24-Grid. (Bild: DESRES)
  • Anton 3 im Vergleich zu seinen beiden Vorgängern (Bild: DESRES)
  • Das Bring-up lief erfolgreich. (Bild: DESRES)
  • Anton 3 basiert auf Node Boards. (Bild: DESRES)
  • 512 Knoten bilden das Gesamtsystem. (Bild: DESRES)
  • Performance von Anton 3 (Bild: DESRES)
Anton ist für Molekulardynamik-Simulationen ausgelegt. (Bild: DESRES)
Golem Akademie
  1. IT-Fachseminare der Golem Akademie
    Live-Workshops zu Schlüsselqualifikationen
  2. 1:1-Videocoaching mit Golem Shifoo
    Berufliche Herausforderungen meistern
  3. Online-Sprachkurse mit Golem & Gymglish
    Kurze Lektionen, die funktionieren
Weitere IT-Trainings

Der Chip selbst wird in einem 7-nm-Verfahren gefertigt, er misst 451 mm² bei 31,8 Milliarden Transistoren und benötigt 360 Watt. Im Vergleich zum Anton 2 steigt die Menge der PPIMs von 76 auf 528 enorm, der ältere ASIC entstand allerdings noch in einem 40-nm-Verfahren. Anton 3 berechnet Proteine bereits mit 250 MHz schneller als Anton 2 - der Takt des neuen Chips liegt bei über 2,8 GHz.

D.E. Shaw Research verbaut den Anton 3 in wassergekühlten Nodes, die neben einem ASIC auch einen FPGA und mehrere CPUs umfassen. Insgesamt gibt es 512 Knoten wie bei Anton 2, die Performance liegt allerdings mehrere Faktoren höher und Anton 3 kann für Simulationen von weit über 50 Millionen Atomen eingesetzt werden.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


NilsP 29. Aug 2021 / Themenstart

Das sollte mit in den Artikel!

ms (Golem.de) 25. Aug 2021 / Themenstart

Beides, und ja - bezieht sich auf das System mit 512 Nodes.

Kommentieren



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Halbleiterproduktion
TSMC will klimaneutral werden

Der Chiphersteller TSMC hat angekündigt, bis 2050 seine Emissionen auf "Netto-Null" zu senken - setzt dabei aber auch auf fragwürdige Kompensationsprojekte.
Von Hanno Böck

Halbleiterproduktion: TSMC will klimaneutral werden
Artikel
  1. Bitkom: Kritik an EU-Vorgehen für einheitliche Ladebuchsen
    Bitkom
    Kritik an EU-Vorgehen für einheitliche Ladebuchsen

    Die EU-Kommission will einheitliche Ladebuchsen an Elektrogeräten wie Handys und Tablets. Der Bitkom fürchtet mehr Elektroschrott.

  2. Kreative IT-Profis für den guten Zweck gesucht
     
    Kreative IT-Profis für den guten Zweck gesucht

    Médecins Sans Frontières und BCG Platinion suchen beim BCG Platinion Hackathon 2021 kreative Lösungen für Herausforderungen bei "Ärzte ohne Grenzen". Gestaltungswillige IT-Expert:innen sind eingeladen teilzunehmen.
    Sponsored Post von BCG-Plationion

  3. Smartphones: Googles neue Funktionen für Android
    Smartphones
    Googles neue Funktionen für Android

    Google hat eine Reihe von Verbesserungen für Android-Smartphones vorgestellt. Einiges davon wird in den nächsten Tagen aktiviert.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • Asus TUF Gaming RTX 3080 V2 OC 1.179,42€ • Lenovo-Laptops zu Bestpreisen (u. a. Legion 15,6" Ryzen 7 RTX 3060 1.149€) • Alternate-Deals (u. a. Emtec 120GB SSD 16,29€) • Dualsense-Ladestation 35,99€ • Asus 27" WQHD 144Hz 260,91€ [Werbung]
    •  /