Bioinformatica no PlayStation

Pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) estão desenvolvendo simulações de dinâmica molecular com o auxílio de 12 PlayStation 3 interligados em rede. Os videogames, que rodam o sistema operacional Linux, formam um cluster (conjunto) de processamento para a realização de bilhões de cálculos por segundo.

Segundo a coordenadora do trabalho, Monica Pickholz, o cluster foi montado em junho deste ano para estudar a interação de anestésicos locais utilizados em odontologia com membranas celulares, por meio de técnicas de simulação computacional na escala dos nanossegundos.

“O objetivo da pesquisa é entender o mecanismo de ação desse tipo de fármaco a fim de melhorar sua eficácia e minimizar seus efeitos colaterais a partir do desenho racional de novos compostos com atividade anestésica. Também visamos a possibilidade de desenvolver formas de levar as drogas, de maneira controlada, a diferentes áreas de ação”, disse Monica, que é do Departamento de Bioquímica do Instituto de Biologia da Unicamp, à Agência FAPESP

Ela explica que o maior responsável pelos cálculos é o chip Cell Broadband Engine, arquitetura computacional que, desenvolvida em parceria pela Sony, Toshiba e IBM, tem seis elementos de processamento extremamente rápidos. A primeira grande aplicação comercial do chip foi no console do PlayStation 3.

Com o chip, os pesquisadores na Unicamp conseguiram montar um cluster com 72 processadores, cada um com memória de 256 megabytes.

“Cada PlayStation tem um processador dual-core PowerPC, da IBM, que controla os seis processadores Cell, utilizados para os cálculos de alto desempenho. Ao instalarmos o Linux no PlayStation, as máquinas passaram a trabalhar de maneira semelhante aos clusters formados com PCs comuns”, explicou Monica.

Com um projeto de pesquisa apoiado pela FAPESP, foram comprados consoles com disco rígido de 60 gigabytes. Se o mesmo valor fosse aplicado em servidores convencionais, em vez de 72 processadores, seria possível comprar apenas 32. “Com essa adaptação, conseguimos alto poder de cálculo científico com boa economia de recursos”, disse Monica.

Segundo ela, como a Sony incluiu uma opção no menu do PlayStation 3 para instalar outros sistemas operacionais – e devido à grande capacidade dessas máquinas –, é cada vez maior a utilização de videogames para a construção de supercomputadores para fins de pesquisa.

Monica conta que o primeiro cluster com PlayStation 3 para uso acadêmico foi elaborado em janeiro deste ano pelo professor Frank Mueller, da Universidade da Carolina do Norte, nos Estados Unidos, com oito consoles.

Por sua vez, logo em seguida pesquisadores do Departamento de Química da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, anunciaram, em março, a expansão do projeto Folding@home para PlayStation 3.

No projeto, donos de videogames emprestam o poder computacional de seus consoles ligados em rede, em momentos em que não estão jogando, para que os pesquisadores possam realizar operações em investigações de proteínas associadas a doenças como Parkinson, mal de Alzheimer e várias formas de câncer.

Cientistas da Universidade de Barcelona, na Espanha, também utilizam clusters de PlayStation 3 para cálculos computacionais avançados. “Estamos, inclusive, colaborando com grupos de pesquisa da universidade espanhola em projetos de simulações para estudar lipossomos usados na liberação controlada de fármacos”, disse Monica.

Fonte:
Agencia FAPESP