Sejak awal, superkomputer telah mengalami tantangan komputasi terbesar, paling kompleks, dan data paling intensif —dari memastikan teori Einstein tentang gelombang gravitasi hingga memprediksi dampak perubahan iklim.
Kini, para ilmuwan dan pembuat kebijakan beralih ke sistem komputasi performa tinggi (HPC) ini untuk membantu menjawab beberapa pertanyaan paling mendesak tentang COVID-19 dan novel coronavirus yang menjadi penyebabnya.
“COVID-19 mendatangi kita dari segala arah," kata Tim Cockerill, Direktur Layanan Pengguna di Texas Advanced Computer Center (TACC) di University of Texas. "Sistem HPC mendukung beragam penelitian luar biasa untuk membantu kita memahami virus dan memberikan respons terhadap virus tersebut. HPC adalah suatu bagian yang sangat penting dalam penelitian virus corona."
Artinya, di balik itu semua — di balik para pahlawan kesehatan yang memberikan perawatan kritis, para ilmuwan laboratorium yang mencari pengobatan, dan para perencana yang berusaha mencegah wabah baru — berdiri ribuan peneliti dan ilmuwan komputasi dari seluruh dunia yang bergabung dalam pertarungan melawan COVID-19. Mereka menggunakan superkomputer paling hebat di dunia, banyak yang berbasis prosesor Intel®, untuk mempelajari virus itu dari setiap sudut yang dapat dibayangkan, pada skala yang berkisar dari sangat kecil hingga besar.
COVID-19 mendatangi kita dari segala arah. Sistem HPC mendukung beragam penelitian luar biasa untuk membantu kita memahami virus dan memberikan respons terhadap virus tersebut.
Wawasan Tingkat-Atom
Pada tingkat molekuler, tim penelitian membuat model digital novel coronavirus secara terperinci dan menjalankan simulasi berbasis fisika untuk mengeksplorasi cara kerja dan aspek-aspek struktur molekulernya yang menawarkan target potensial untuk vaksin dan pengobatan.
Sebuah tim di University of California San Diego (UCSD) membuat model kerangka eksterior virus secara lengkap — bagian kita coba singkirkan saat mencuci tangan selama 20 detik. Mereka juga berencana mensimulasikan interaksi antar atom dari 200 juta atom yang menyusun kerangka itu.
Tim UCSD menjalankan kodenya di superkomputer akademis paling hebat di dunia1— yang terletak di TACC dan memiliki 8.008 node, masing-masing node sama hebatnya dengan gabungan beberapa komputer desktop.
Suatu kolaborasi yang dipimpin oleh Departemen Energi Argonne National Laboratory menggunakan teknologi Intel® untuk meneliti jutaan molekul kecil, mencari target obat-obatan baru yang paling menjanjikan untuk mencegah atau mengobati COVID-19.
Kedua tim membagikan hasil mereka dengan para pengembang obat dan ilmuwan lain untuk eksplorasi lebih lanjut.
Suatu Landasan bagi Strategi Berbasis Sains
Pada tingkat makro, para ilmuwan dan analis kebijakan ingin lebih memahami bagaimana COVID-19 menyebar dan strategi pencegahan yang paling meminimalkan penularan penyakit dan kekacauan ekonomi. Simulasi epidemiologis memberdayakan mereka dengan data untuk mengembangkan jawaban berbasis ilmiah atas pertanyaan ini.
Dalam salah satu studi epidemiologis terkait COVID-19 yang terbesar, tim yang beranggotakan 80 orang di University of Virginia Biocomplexity Institute dan beberapa institusi mitra telah membuat "kembaran digital" secara terperinci yang memodelkan seluruh populasi Amerika Serikat. Mereka menggunakan model ini untuk menyimulasikan bagaimana respons A.S. terhadap kemungkinan tindakan terkait pandemi, untuk memberitahukan jawaban atas pertanyaan "pengandaian" yang paling menekan. Model itu dijalankan setiap malam di Pittsburgh Supercomputing Center, dan hasilnya dibagikan kepada instansi negara bagian dan federal.
Berkolaborasi untuk Mempercepat Progres
Superkomputer sangat penting bagi upaya COVID-19 sehingga para pemimpin pemerintah, industri, dan akademis telah bersatu untuk memastikan inisiatif penelitian strategis mendapatkan akses ke sumber daya dan keahlian yang dibutuhkan. Intel mendukung para peneliti sebagai anggota Konsorsium HPC COVID-19, suatu kolaborasi publik-swasta yang diprakarsai oleh Departemen Kebijakan Sains dan Teknologi Pemerintah Amerika Serikat untuk menyediakan akses ke sumber daya HPC. Melalui kemitraan kami yang berkelanjutan dengan pusat HPC, tim peneliti, dan komunitas sumber terbuka, kami membantu mengoptimalkan performa aplikasi dan alat-alat penting untuk mempercepat progres.
Pusat HPC memberikan waktu pada superkomputer mereka untuk proyek-proyek terkait COVID. Di antara yang lain, Leibniz Supercomputing Center Jerman dan King Abdullah University of Science and Technology di Arab Saudi telah mengundang tim peneliti terkait virus corona untuk memanfaatkan waktu di platform HPC berbasis prosesor Intel®.
Perusahaan minyak dan gas juga unjuk gigi. BP menyediakan siklus pada superkomputer HPE Apollo berskala industri. Eni pemimpin minyak dan gas di Italia menawarkan sumber daya superkomputer dan keahlian pemodelan molekulernya (biasanya digunakan untuk penelitian seismik) untuk membantu. Eni bekerja di Dompé, suatu perusahaan biofarmasi yang berkantor pusat di Milan, dan Cineca, suatu konsorsium penelitian nirlaba, untuk mempercepat penemuan pengobatan COVID-19.
Melawan COVID-19 — dan Kebangkitan terhadap Tantangan Global Selanjutnya
Superkomputasi sangat penting dalam pertarungan melawan COVID-19, dan komunitas ilmiah telah bangkit untuk mengatasi tantangan ini. Dengan memanfaatkan teknologi Intel®, para ilmuwan menggunakan keahlian dan gairah mereka untuk memajukan pemahaman dunia tentang penyakit, penyebab, dan dampaknya. Para pimpinan industri berkolaborasi dengan lembaga pemerintah dan universitas untuk mendukung inisiatif penelitian yang dapat membantu pembuatan obat dan vaksin serta memberikan dasar bagi kebijakan yang terinformasi oleh data.
Dengan begitu, mereka menyediakan model tentang cara bekerja sama untuk memecahkan masalah terbesar. Mereka meningkatkan algoritma dan perangkat lunak mereka dalam hal-hal penting demi memahami COVID-19 — dan juga dapat memberikan wawasan yang lebih cepat dan lebih mendalam pada ilmu pengetahuan di balik peluang dan tantangan global lainnya.
Dilengkapi dengan pengetahuan dan pengalaman ini, kita dapat membayangkan bahwa dunia pasca-pandemi akan lebih siap untuk mengatasi perubahan iklim, membuat kota cerdas — dan menghadapi virus mematikan yang muncul berikutnya.
###
Baca selengkapnya tentang proyek penelitian COVID-19 di Texas Advanced Computing Center, Argonne National Laboratory, dan Pittsburgh Supercomputing Center