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联想HPC落地中科院遗传发育所,为基因组分析测序提供高性能计算平台

发布时间:2018-09-21 23:14 所属栏目:[业界] 来源:51CTO
导读:【新品产上线啦】51CTO播客,随时随地,碎片化学习 【51CTO.com原创稿件】技术的发展推动了行业应用的落地,基因组学等组学研究正在改变人类的未来。 在上周对中科院遗传发育所基因组分析平台首席技术专家梁承志教授的采访中,他告诉记者,高复杂性、高不确
【新品产上线啦】51CTO播客,随时随地,碎片化学习

【51CTO.com原创稿件】技术的发展推动了行业应用的落地,基因组学等组学研究正在改变人类的未来。 

在上周对中科院遗传发育所基因组分析平台首席技术专家梁承志教授的采访中,他告诉记者,高复杂性、高不确定性和高维度是分析生物数据时面临的最大困难。大量的数据和复杂的计算,如果没有高性能的计算集群支撑,是根本无法实现数据分析的。正是由于计算力的大幅提升,才使得基因组分析得以高速发展。梁承志教授强调,十年前做实验可能要花费一年,现在仅需要一个月或者一周,甚至有时候一两天就完成了,这是实验技术发展带来的数据产生效率的提升。而这种大规模的数据也能得到及时分析,就是IT技术带来的效率提升的最直接表现。 

大幅提升的计算力,推动了基因组学及相关学科的高速发展

计算力的大幅提高促进了基因测序产业的高速发展。相关数据统计,基因测序从2001-2013年复合增长率为33.53%,全球市场规模2007年只有800万美元,而2018年将达到约117亿美元,这组数据充分说明基因测序市场已经逐渐成熟。 

反之,行业应用的落地也同样加速了HPC市场的高速增长。相关数据显示, 2015-2019年期间,存储部分的增长率最快,为9.4%,其次中间部分增长为7.8%,服务器和应用部分的市场增长速率为7.7%,服务部分的增长速率为6.7%。这组数据说明, HPC与数据分析相结合的模式,已经备受业界所关注。 

据梁承志教授介绍,基因组学和生物信息学的研究目标就是要解析基因组,把基因组里的信息解析出来,对技术的依赖性是非常高的。他表示,每个人,每个作物都有遗传物质,通过基因组一代一代传下去,重要的信息都在基因组里。此外,除了遗传信息之外,还涉及整个生物体,就像人的各种组织,各种器官,各种代谢过程和生化途径,各种机理一样,非常复杂。通过对这些复杂数据的分析,就能够找到一些规律和一些新知识,并用这些知识来指导我们的日常生活。 

以个人基因组测序为例,目前100GB是最基本的数据量,未来随着组学技术的进一步突破,各类数据总和有可能达到1TB。若是把地球上所有人的数据都收集完成,这个数据量将超过目前地球上所有数据的总量。梁承志教授强调,生物大数据是真正爆发式增长的大数据,对集群的计算要求会越来越高,没有高性能的计算集群,这项工作根本就没法开展,这也是中科院遗传发育所选择联想HPC的主要原因。 

联想HPC平台,为中科院遗传发育所基因组分析提供计算保障

一直以来,联想与中科院保持着比较紧密合作。据联想数据中心业务集团中国区方案营销总监李炜介绍,高性能计算诞生后的第一个基础应用就是科研领域,中国科学院作为中国唯一的官方国际级科研院所,下设不同的所、科研单位非常多。联想很早就与中国科学院有非常深度的合作,仅仅去年就与中科院的9个研究所进行了合作。另外,联想开发的全世界第一套万亿次的集群,也是联想第一个代表中国入驻世界500强的第一套集群,就与中科院网络中心进行了合作部署。 

李炜表示,联想通过优化大数据分析平台的软硬件架构为中科院遗传发育所基因组分析提供计算保障,建立非常好的合作关系,帮助他们更快的提升大数据的分析能力,在基因组分析方面取得更大的进展。

谈到双方合作,联想数据中心业务集团中国区政府行业销售总监邰能波表示,联想有着国际化的团队,我们通过在数学,特别是数学计算、遗传、物理、气象等领域里的专项算法开发,对计算集群进行全面优化,大幅提升了基因测序和科学计算的数据分析效率,为中科院遗传发育所基因测序工程高效完成各种数据分析工作,奠定了良好的计算基础。 

不断优化的高性能计算平台,为各行业持续赋能

作为全球排名第一的高性能计算厂商,联想在高性能计算平台的研发上有着行业领先的技术实力。 

联想不仅是一个基础架构解决方案的提供商,更有着强大的硬件能力,而且开发了集群调优并行软件,保证了集群效率的最高。李炜告诉记者,在高性能集群最早诞生的时候,最大的技术挑战是并行集群放在一起计算能力的损耗。简单而言,计算的时候不能做到一加一等于二,会有能量的损耗。一个计算节点是两万亿次,一百个节点不可能做到两百万亿次,而计算力的转化,就需要强大的软件调优能力。 

为了打造最优秀的平台,联想在全球专门设有三个HPC研发中心,分别是北京、斯图加特和莫里斯维尔;为了解决行业应用难题,联想在每个领域都请到了全球著名的行业专家等,目的就是了解不同行业对计算力的不同需求,有针对性的进行算法优化,为它们提供最强性能的计算平台。 

在HPC上的长期投入,让联想进入了全球超算的第一梯队,在2018/2019财年第一季度,联想成为全球最大的TOP 500高性能计算机平台提供商,大约每四套系统中就有一套来自联想(23.4%)。从最新一期的全球高性能计算TOP 500榜单数据显示,从数量来看,联想高性能计算机排名第一。 

除此之外,通过在教育、制造等行业领域的深度合作,联想也积累了丰富的部署经验和实战案例,由联想帮助南京大学搭建的超算中心,更是以每秒870万亿次的计算峰值和超过79.62%的运算效率,成为了目前国内高校顶尖的超算中心之一。 

可以说,在全球数字化转型关键时刻,联想凭借着在HPC上的深厚积累,助力于帮助企业加速推进AI、大数据等应用的落地,为行业向着智慧化迈进,夯实了基础,提供了动力。

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