超算加速新冠疫苗研製!聯想聯合英特爾助攻華大基因
2020年03月03日17:59

原標題:超算加速新冠疫苗研製!聯想聯合英特爾助攻華大基因

要想控製新冠肺炎疫情,“治本”的方式還是研製有效的疫苗,而疫苗研製的基礎是建立在對病毒的全面理解上。3月3日,英特爾、聯想及華大基因宣佈,三家公司正攜手加快COVID-19新型冠狀病毒的基因組特性分析。

據瞭解,英特爾和聯想將為華大基因的研究人員提供全新的大數據分析技術和計算資源,進一步提升其基因測序工具的分析能力,從而更高效地研究新型冠狀病毒的基因組特性。

40倍加速計算

在基因測序工作中,每毫升體液通常會包含數百萬個不同的病毒體,而每個病毒體的基因組則包含大約30,000個DNA堿基或字母。

目前,華大基因正在對許多感染患者和疑似感染患者的微生物進行基因測序,這些研究工作將會生成TB級乃至PB級的海量數據。要想高效地快速處理這些重要數據,就需要採用更為先進的HPC基礎架構、計算技術以及優化的基因組分析方法。

英特爾和聯想為華大基因提供了大型高性能計算集群,可用於處理從華大DNBSEQ-T7測序系統讀取的高通量數據。華大基因的研究人員將能夠通過全新的高性能計算和基因組分析技術,以及英特爾和聯想的相關資源和專業知識,進一步加速對新型冠狀病毒的基因組特性研究。

該技術將支援科學家研究病毒的毒性、傳播模式、病原體與宿主間的相互作用,進而助力流行病學及疫苗設計研究。

“目前我們對這個新型冠狀病毒還有很多不瞭解的地方。華大基因通過分析病毒基因組數據,加速對感染者的快速識別和基因組特性的研究,而這些工作需要投入巨大的計算資源,這恰恰是我們可以發揮作用的地方。”英特爾公司市場營銷集團副總裁兼中國區總經理王銳表示。

通過這項合作,華大基因能夠繼續優化其新型冠狀病毒檢測試劑盒並獲取大量有價值的信息。這些信息將有助於確定將來開發有效疫苗或治療方法的潛在靶標。

據介紹,聯想的超算技術支援並優化了“基因組優化和可擴展性工具”,(簡稱GOAST,首個獲得英特爾®精選解決方案驗證的基因組分析工具),可為全基因組測序和全外顯子測序的計算提供高達40倍的加速,助力華大基因優化計算過程,高效處理數據,更快地生成可靠的基因組分析成果,從而縮短科研和臨床觀察的時間。

超算融入應用需求

本次合作的背後,是我國超算技術的能力體現。根據去年11月全球超級計算機評估組織TOP500.org公佈的數據,2019年11月中國超算上榜數量為227台,自2017年11月以來連續第五屆位居榜首。

在品牌層面,聯想以177套系統佔據第一,中科曙光和HPC/Cray以71套系統並列第二名,中國的浪潮以66套系統位居第三。

此外,中國超算曾連續11屆登上全球超算TOP 500榜首。2010年,中國超算天河一號二期以每秒2566萬億次計算首次登頂。2013年至2017年,天河二號、神威·太湖之光超算連續5年10屆領跑TOP 500。

不過,自2018年6月起,IBM的Summit、Sierra先後超過太湖之光,位居榜單前兩名。去年11月的最新榜單數據顯示,TOP 5分別是IBM的Summit、Sierra,中國的神威-太湖之光、天河2A,以及戴爾的Frontera Dell C6420系統。

值得一提的是,儘管目前中國超算上榜數量蟬聯第一,但中國超算的投資收益遠低於其他國家。

根據美國能源部科學辦公室的數據,2018年6月,全球各國在超算領域每1美元的投入,可以產生463美元的收益。而在英國和日本,這個收益分別達到了730美元和1200美元,在美國則為373美元。而在中國,這個數字僅為8.5美元。

究其原因,中國在超算方面一直走的是政府引領的路線,超算水平高於應用需求。不過如今,超算也逐漸與大數據、雲計算和人工智能等領域進行融合,融入生活的方方面面。

例如,國家超級計算長沙中心通過人工智能篩查機器人“大腦”中儲備的200餘種骨質疏鬆風險體徵問題庫,可精確“問診”骨質疏鬆症,3至5分鍾內就可提供個性化診療報告,準確率超過90%;電影《流浪地球》中一個需要製作者用時半年的俯瞰地球的鏡頭,成都超算僅用了6天。

而本次聯想、英特爾及華大基因的三方合作,同樣是超算技術在生物大數據方面的再次應用。“華大基因已對數百份臨床樣本進行了測序,以分析和區分感染的併發症。生物信息學領域的技術,例如基因組比對、基因組組裝、基因組註釋和病毒核酸片段的系統分析,是一個高密度的計算過程,因此足夠的高性能計算對於提高分析效率至關重要。”華大基因首席信息官晉向前表示,“能夠使用最新的高性能計算和基因組分析技術是提高分析效率的重要因素。”

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