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马克斯·普朗克科学促进协会（Max Planck Society for the Advancement of Science）是一家独立的非营利研究组织，总部位于德国。像世界上大多数其它科学研究团体一样，该组织位于德国哥廷根的研究所也在很大程度上需要依赖计算，计算是其进行研究以及分析工作成果的一项重要工具。对Holger Stark教授及其团队来说，研究所采用图形处理器（GPU）并行计算大大加速了其3D冷冻电子显微镜术（Electron Cryomicroscopy）的研究工作。这种速度提升要归功于NVIDIA®（英伟达™）的CUDA与Tesla技术。 挑战
为了生成详细的高分子3D图像，Stark教授的团队使用了电子显微镜。虽然现代电子显微镜的分辨能力已经超越了单个原子之间的距离，但是如此密集的电子束将会破坏所要研究的生物结构。为避免伤害到生物结构，该团队将研究样本降至非常低的温度，然后使用相对较少的电子束来观察高分子结构以及3D动作。但是因为低分辨率会产生图像“噪点”，接下来还需要使这些图像变得清晰。因此研究人员开发了专门的3D图像处理工具，这些工具能够减少噪点并快速排列多幅图像以提升准确性。 采用一个48核心的CPU群集时，该团队在大约七天时间里能够排列 15,000幅图像。然而，以这样的速度，完成排列 100万幅图像的目标需要历时1.3年才能实现，而100万幅只是研究一个高分子所需的数量。 解决方案
凭借这种GPU（图形处理器）配置，现在排列 一百万幅图像仅需14个小时，其速度是之前CPU群集的800多倍。鉴于这些成果，协会计划扩展其Tesla设备，让图像排列的过程在9个小时内即可完成。至此，哥廷根GPU群集的理论性能已经可以与世界上最快的超级计算机比肩。 Stark表示：“NVIDIA®（英伟达™）的GPU（图形处理器）技术正是我们团队所需要的解决方案，而它出现的时机也恰到好处。它让我们的工作产生了质的变化，我们现在只需要几个小时就能完成计算工作，而这在之前基于CPU的解决方案上是完全不可能的事情。这一技术让我们能够加快创新与探索的速度。” 影响 洞悉抗生素与细菌中高分子之间的关系将帮助人类开发出更加有效的药物和抗生素。最后我们希望这会有助于病人更快地从疾病和手术中康复过来，并最终挽救生命。 |
Stark教授的工作是试图让我们更加深入地了解微小的纳米分子结构及其3D动作，这些纳米分子结构就是所谓的高分子。这些生物“机器”存在于每一个活细胞之中，负责最基本的生命发展过程。因此，能够准确地了解其机制就变得尤为重要。例如，抗生素通过作用于细菌中特定种类的高分子机能来发挥其功效。这些高分子被称作核糖体。因此，详细了解这些核糖体及其机能是非常重要的，这样才能帮助医学研究人员开发出有效的药物。
2008年2月，协会下属的哥廷根研究所成为全球首家部署NVIDIA®（英伟达™）Tesla™ 的组织，他们在其服务器中配置了200颗GPU（图形处理器）。通过使用NVIDIA®（英伟达™）CUDA™编程语言在Tesla服务器解决方案上运行这些算法，研究人员能够利用GPU（图形处理器）强大的并行计算能力，更快地完成计算任务。