8月5日,在2022阿里云生命科學與智能計算峰會上,阿里云高性能計算研發(fā)負責人何萬青發(fā)布了《生命科學行業(yè)云上解決方案及最佳實踐》白皮書,同時推出高性能容器、大內(nèi)存、高IO等三大高性能計算解決方案,滿足基因測序與AI制藥領(lǐng)域中海量級數(shù)據(jù)分析、作業(yè)流程與環(huán)境各異等場景需求。
生命科學行業(yè)發(fā)展至今,早已離不開高性能計算(High Performance Computing)的輔助,從計算機輔助藥物設(shè)計、疫苗研發(fā),到通過基因檢測提供精準醫(yī)療服務、產(chǎn)前篩查等,高性能計算HPC在生命科學研究中扮演著十分重要的角色。
隨著云計算技術(shù)服務及實踐的日趨成熟,越來越多的行業(yè)通過上云實現(xiàn)了整個產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級,正處于黃金時期的生命科學行業(yè)也不例外。然而,目前針對生命科學行業(yè)的解決方案大部分都為線下IDC超算集群方案,隨著基因組學、生物制藥技術(shù)的不斷演進及計算機科學的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)計算機集群資源已無法滿足生命科學行業(yè)及技術(shù)演進的需求。
本次發(fā)布的《生命科學行業(yè)云上解決方案及最佳實踐》白皮書指出,生命科學企業(yè)的 IT 基礎(chǔ)設(shè)施主要面臨資源規(guī)模固定、建設(shè)周期長和硬件資源運維成本高三大問題。同時生命科學行業(yè)也希望擁抱公共云架構(gòu)、使用異構(gòu)計算與人工智能等新技術(shù)。
何萬青表示,云上高性能計算是目前HPC建設(shè)使用的最佳途徑。
在原來公共云與混合云兩大解決方案的基礎(chǔ)上,針對生命科學行業(yè)的不同需求,阿里云在該白皮書中新發(fā)布了高性能容器、大內(nèi)存、高IO等三大高性能計算解決方案,共計五大解決方案:
1.公共云解決方案: 提供一套通用的公共云架構(gòu)的解決方案,滿足用戶快速便捷使用云上 HPC 服務的需求,并基于業(yè)務的高峰和低谷動態(tài)進行計算資源的彈性擴縮容,有效節(jié)省業(yè)務成本。方案尤其適用于快速發(fā)展的生命科學企業(yè)。
2.混合云架構(gòu)解決方案: 部分企業(yè)擁有線下 IDC 數(shù)據(jù)中心,但基礎(chǔ)設(shè)施偏舊。隨著業(yè)務的快速增長,希望可以使用阿里云 E-HPC 提供的強勁新算力,同時利舊IDC數(shù)據(jù)中心資源。這種情況可用混合云架構(gòu)統(tǒng)一管理云上云下資源,與公共云打通,支持彈性擴縮容。企業(yè)可按需選擇管理節(jié)點設(shè)置在云上或云下。
3.HPC+AI 的高性能容器方案: 適用于藥物研發(fā)和業(yè)務流程復雜多樣的生信業(yè)務,涉及應用版本眾多、依賴環(huán)境復雜,不同的工作流可能基于不同的操作系統(tǒng)和編譯器構(gòu)建。阿里云E-HPC高性能容器應用eStack可讓使用多種軟件棧的生信應用運行在同一個平臺,便捷管理,支持多種調(diào)度器和底層資源,兼容性非常高。
4.生信行業(yè)應用大內(nèi)存解決方案: 阿里云與合作伙伴 Memverge 聯(lián)合推出,適用于需要進行海量數(shù)據(jù)分析的業(yè)務,如基因測序中每個細胞的表達量數(shù)據(jù)高達數(shù)十萬條讀取 (reads),這種海量級的數(shù)據(jù)分析需要大內(nèi)存容量。使用部署 MemVerge Memory Machine 軟件的 ECS i4p 實例作為計算節(jié)點,可滿足業(yè)務對性能的極致要求,同時阿里云E-HPC可自動納管所有節(jié)點。
5.生信行業(yè)應用高 IO 解決方案: 基因組織學研究產(chǎn)生的數(shù)據(jù)增長快速且需永久保存,要求存儲系統(tǒng)具有海量容量及高擴展性。另外,基因研究應用軟件種類眾多,部分計算任務對 IO 吞吐要求很高。對此,阿里云與合作伙伴聯(lián)科集團聯(lián)合推出生信行業(yè)應用高 IO 解決方案。
上述解決方案可以覆蓋生命科學行業(yè)的絕大多數(shù)場景與需求,擁有覆蓋全球的豐富算力,極致性能,彈性伸縮能力幫助客戶降本提效,管控可視化幫助用戶省心運維等優(yōu)勢。目前,阿里云高性能計算廣泛應用于工業(yè)仿真(CAD/CAE)、芯片設(shè)計(EDA)、生物醫(yī)藥材料、能源勘探與公共服務等多個行業(yè)。
深勢科技利用彈性供應的成本優(yōu)化策略,結(jié)合搶占式實例的價格,以30%的成本完成海量資源的交付。同時云上彈性高性能計算E-HPC自動運維的特性,降低了深勢科技的運維成本,提升了集群管理效率。
生命醫(yī)學企業(yè)圣庭醫(yī)療通過上云優(yōu)化了傳統(tǒng)IDC集群的數(shù)據(jù)可靠性、運維成本及效率問題,基因比對與分析效率提升了70%。阿里云高性能計算團隊還通過結(jié)合Slurm業(yè)務工作流dependency與自動伸縮的結(jié)合,減少了無效的計算資源浪費,有效降低了使用成本。
在本次峰會上,天池大賽-“創(chuàng)新大師杯冷凍電鏡蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)建模大賽”頒獎典禮也同期舉行,全球近2000名參賽者一同探索云計算與蛋白質(zhì)研究的前沿課題,大賽全程從阿里云E-HPC平臺、英特爾第三代至強可擴展處理器(Cooper Lake)、深度學習加速和增強型AVX-512指令集等軟硬件結(jié)合的角度進行全程輔導和訓練,推動全行業(yè)對人才培養(yǎng)的持續(xù)關(guān)注。
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