一場(chǎng)突如其來(lái)的新型冠狀病毒(COVID-19)，牽動(dòng)著全世界的神經(jīng)，抗擊疫情成為社會(huì)各界廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。實(shí)際上，除了一直以來(lái)奮戰(zhàn)在一線的醫(yī)務(wù)人員，先進(jìn)的“科技力量”也是這場(chǎng)“戰(zhàn)疫”中的另外一條關(guān)鍵戰(zhàn)線。在針對(duì)新型冠狀病毒的研究工作中，科研人員首先需要解析病毒全基因組序列，從而根據(jù)序列來(lái)研發(fā)相應(yīng)診斷試劑盒，并進(jìn)行病毒同源性分析找到病毒的來(lái)源，同時(shí)根據(jù)病毒的信息和特點(diǎn)決定接下來(lái)的防控和治療方式。

在如何獲取更完整詳盡的病毒基因組序列方面，目前廣泛應(yīng)用高通量測(cè)序技術(shù)來(lái)完成，但由于病毒體的基因測(cè)序會(huì)產(chǎn)生TB級(jí)甚至PB級(jí)的海量數(shù)據(jù)，使用這種技術(shù)產(chǎn)生的DNA序列數(shù)據(jù)量十分龐大，需要強(qiáng)大的計(jì)算能力來(lái)支持。為此，高性能計(jì)算(HPC)在有效管理、分析和利用這些序列數(shù)據(jù)方面發(fā)揮了重要作用。作為國(guó)際知名的基因科研組織之一，俄勒岡州立大學(xué)基因組研究和生物計(jì)算中心(CGRB)在利用基于AMD EPYC(霄龍)處理器的高性能計(jì)算設(shè)備開(kāi)展基因測(cè)序方面進(jìn)行了積極探索，無(wú)疑很值得借鑒。

多線程帶來(lái)高效率，讓科研更進(jìn)一步

俄勒岡州立大學(xué)基因組研究和生物計(jì)算中心(CGRB)為大學(xué)的26 個(gè)科系提供服務(wù)，從而促進(jìn)基因組和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)研究。研究人員可以使用該中心開(kāi)發(fā)的 4,000 至 5,000 個(gè)程序，這些程序運(yùn)行在分布式服務(wù)架構(gòu)上，并且該架構(gòu)擁有 5000 多個(gè)處理器、5 PB 可用存儲(chǔ)以及安全的專(zhuān)用 1G/10G/40G 網(wǎng)絡(luò)。 CGRB 每天生成 4TB 到 8TB 的海量數(shù)據(jù)，同時(shí)每時(shí)每刻都有成千上萬(wàn)個(gè)作業(yè)在運(yùn)行。因此，如何進(jìn)一步提升高性能計(jì)算水平，增加運(yùn)行的作業(yè)數(shù)，幫助該大學(xué)以最佳的成本效益進(jìn)行科學(xué)研究，是該中心目前亟需解決的問(wèn)題。

CGRB 生物計(jì)算助理主任 Chris Sullivan表示： “我們每天處理約 20,000 個(gè)作業(yè)，并且大部分作業(yè)與基因組比對(duì)有關(guān)。可能同時(shí)有一百個(gè)作業(yè)在運(yùn)行，每個(gè)作業(yè)包含必須與基因組比對(duì)的 5000 萬(wàn)個(gè)序列，并且每個(gè)都使用不同的算法。而處理如此龐大的數(shù)據(jù)需要具有非常多的處理器核心和線程的高性能服務(wù)器才能做到。”

經(jīng)過(guò)一系列的評(píng)估和對(duì)比，AMD EPYC處理器成為了俄勒岡州立大學(xué)的選擇。“我們?cè)谘芯可先〉玫某晒蕾?lài)于線程數(shù)。我們需要解答科學(xué)問(wèn)題，但處理器頻率并不會(huì)改變科學(xué)答案，所以我們不會(huì)為更高的處理器頻率而多花錢(qián)。但是，我們擁有的線程數(shù)越多，完成的作業(yè)就越多，這意味著我們可以離答案更近一步。因此，我們一直在尋求獲得非常高的線程數(shù)，希望能達(dá)到 100 個(gè)以上，同時(shí)要擁有高性?xún)r(jià)比。” Sullivan表示， “就我們所談?wù)摰木€程和作業(yè)數(shù)量而言，只有AMD EPYC真正達(dá)到這個(gè)要求，可以提供128個(gè)線程。”

事實(shí)上，通過(guò)增加多臺(tái)基于AMD EPYC的高性能計(jì)算設(shè)備，CGRB能以較低的總運(yùn)營(yíng)成本獲得更多的線程，從而完成更多的作業(yè)數(shù)量，提升投資回報(bào)率。

降本增效省空間，讓科研更容易

AMD EPYC所擁有的核心密度和線程數(shù)在其他方面同樣發(fā)揮重要作用。 “我無(wú)法擴(kuò)建我的服務(wù)器機(jī)房，這需要花費(fèi)成百上千萬(wàn)美元，然而EPYC處理器為我提供了新的選擇。”Sullivan 表示，“EPYC處理器的雙路配置帶來(lái)的回報(bào)非常顯著。我們插上電源，獲得所需的線程，以足夠快的速度完成作業(yè)，并且不用對(duì)服務(wù)器機(jī)房做任何改建。”

除此之外，俄勒岡州立大學(xué)的研究組還降低了 CGRB 管理費(fèi)用，同時(shí)使可以執(zhí)行的作業(yè)數(shù)量增加了一倍。Sullivan解釋道：“由于配備了AMD EPYC，我們不再使用 InfiniBand。它們可以在本機(jī)運(yùn)行，比使用InfiniBand 更快。”借助AMD EPYC，該中心不僅減少了管理開(kāi)銷(xiāo)，而且降低了成本，同時(shí)將笨拙的大型機(jī)器更換為更具成本效益的設(shè)備且不影響性能，獲得了研究人員的一致好評(píng)。

CGCB尋找的新技術(shù)要求能夠?yàn)檠芯咳藛T更快獲得運(yùn)算結(jié)果。 “這項(xiàng)技術(shù)令研究人員折服，他們是購(gòu)買(mǎi)的決策者。 AMD EPYC正是他們想要的，因?yàn)闊o(wú)論價(jià)格還是線程數(shù)量都極具優(yōu)勢(shì)。因此，我們?cè)趽芸钌暾?qǐng)方面也變得非常容易。” Sullivan提到。

科研永無(wú)止境，算力永不止步

Sullivan表示，對(duì)于俄勒岡州立大學(xué)的各種科研項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有的計(jì)算能力還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，科學(xué)的發(fā)展正在逐漸超越設(shè)備的能力。面對(duì)不斷攀升的計(jì)算需求，CGRB將繼續(xù)攜手AMD來(lái)部署新一代高性能計(jì)算，獲得更加前沿、強(qiáng)勁的 “算力 “體驗(yàn)。

“我們的研究組正準(zhǔn)備撤換現(xiàn)有的 48 線程、24 核心處理器，替換為更多核心和線程的 AMD EPYC處理器。” Sullivan表示， “AMD 將會(huì)成為推動(dòng)該中心不斷發(fā)展的科學(xué)事業(yè)的重要力量。 AMD 一直在幫助我們，我們期待部署更多的 AMD EPYC，因?yàn)楦嗑€程意味著更出色的成本效益。”

毫無(wú)疑問(wèn)，無(wú)論是在當(dāng)前新冠疫情背景下的應(yīng)用，還是疫情結(jié)束之后的科學(xué)研究和檢測(cè)，強(qiáng)大的算力支持都是不可或缺的。在這場(chǎng)收集、研究和分析與醫(yī)療信息化環(huán)境相關(guān)的關(guān)鍵生物醫(yī)學(xué)研究數(shù)據(jù)的競(jìng)賽中，AMD EPYC憑借超強(qiáng)的性能和易用性，加上其領(lǐng)先的總體擁有成本(TCO)優(yōu)勢(shì)，為企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的分析和不斷創(chuàng)新提供了一條捷徑。

關(guān)于俄勒岡州立大學(xué)基因組研究和生物計(jì)算中心(CGRB)

基因組研究和生物計(jì)算中心(CGRB)致力于讓俄勒岡州立大學(xué)以及整個(gè)州在生命和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域促進(jìn)基因組和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研究。該中心通過(guò)專(zhuān)家、核心實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算設(shè)施、技術(shù)研討會(huì)以及各類(lèi)會(huì)議，為教職員工和學(xué)生帶來(lái)先進(jìn)理念、培訓(xùn)和服務(wù)。同時(shí)以該中心為平臺(tái)，促進(jìn)研究人員建立聯(lián)系、發(fā)起合作以及在研究中應(yīng)用新技術(shù)。如需更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn) cgrb.oregonstate.edu

關(guān)于 AMD

在超過(guò)五十年的歷史中，AMD引領(lǐng)了高性能運(yùn)算、圖形，以及可視化技術(shù)方面的創(chuàng)新，這些都是游戲、臨境感平臺(tái)以及數(shù)據(jù)中心的基礎(chǔ)。每時(shí)每刻，全球數(shù)百萬(wàn)的消費(fèi)者、500強(qiáng)公司，以及尖端科學(xué)研究所都依靠AMD技術(shù)來(lái)改善他們的生活、工作以及娛樂(lè)。AMD全球員工致力于打造偉大的產(chǎn)品，努力拓寬技術(shù)的極限。成就今日，啟迪未來(lái)。更多信息，敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)AMD公司(NASDAQ：AMD)官網(wǎng)www.amd.com.cn 關(guān)注AMD官方微信: AMDChina，關(guān)注AMD官方微博@AMD中國(guó)。