作者：IBM認(rèn)知系統(tǒng)事業(yè)部技術(shù)計(jì)算副總裁DaveTurek

時(shí)間：2022-03-11 08:54:01 | 來(lái)源：行業(yè)動(dòng)態(tài)

時(shí)間：2022-03-11 08:54:01 來(lái)源：行業(yè)動(dòng)態(tài)

數(shù)十年來(lái)，技術(shù)一直是科學(xué)進(jìn)步的核心所在。就在16年前，IBM的Blue Gene超級(jí)計(jì)算機(jī)作為首個(gè)突破千萬(wàn)億次級(jí)計(jì)算的超級(jí)計(jì)算機(jī)閃亮登場(chǎng)，并在人類(lèi)基因組測(cè)序中持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。該突破為新藥和新療法的研發(fā)打開(kāi)了大門(mén)，并且，Blue Gene通過(guò)持續(xù)模擬人類(lèi)大腦皮層的約1%，大約包含16億個(gè)神經(jīng)元和大約9萬(wàn)億個(gè)突觸連接，使人們對(duì)人腦這一有史以來(lái)最復(fù)雜的計(jì)算機(jī)有了更深入的了解。

但是，在面對(duì)某些問(wèn)題時(shí)，我們往往需要作出更即時(shí)的響應(yīng)。正因如此，美國(guó)能源部宣布在對(duì)抗COVID-19傳染病的戰(zhàn)役中引入一個(gè)強(qiáng)大的新助手IBM推出的Summit超級(jí)計(jì)算機(jī)。據(jù)美國(guó)疾病控制與預(yù)防中心（CDC）最新摘要所述，COVID-19傳染病已經(jīng)蔓延至84個(gè)國(guó)家以及除南極洲以外的每一個(gè)大洲。

病毒對(duì)細(xì)胞的感染方式為：首先與細(xì)胞結(jié)合，然后通過(guò)刺突（spike）將自身遺傳物質(zhì)注入宿主細(xì)胞。在試圖了解諸如病毒之類(lèi)的新型生物化合物時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的研究人員往往會(huì)培養(yǎng)微生物、并觀察微生物在現(xiàn)實(shí)中如何對(duì)新引入的新型化合物作出反應(yīng)。但是，如果不借助計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬縮小潛在變量范圍，該過(guò)程可能會(huì)特別漫長(zhǎng)。即使是使用了計(jì)算機(jī)數(shù)字模擬，某些挑戰(zhàn)依然存在，比如，計(jì)算機(jī)模擬可以檢查不同的變量如何對(duì)不同的病毒作出反應(yīng)，但是當(dāng)這些變量中的每一個(gè)單個(gè)變量都包含數(shù)百萬(wàn)乃至數(shù)十億個(gè)獨(dú)一無(wú)二的數(shù)據(jù)段、從而需要運(yùn)行多次模擬時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)硬件就難以承載這樣巨大的工作量，從而變成一個(gè)極度耗時(shí)的時(shí)間密集型過(guò)程。

而使用Summit之后，研究人員僅在數(shù)日之內(nèi)便能夠模擬8000種化合物，通過(guò)將這些化合物與病毒刺突結(jié)合、對(duì)可能影響感染過(guò)程的因素進(jìn)行建模，已能識(shí)別出77種小分子化合物，例如藥物和天然化合物。這些小分子化合物經(jīng)證明有可能削弱COVID-19與宿主細(xì)胞對(duì)接并感染宿主細(xì)胞的能力。

我們需要通過(guò)Summit來(lái)迅速獲得我們所需的模擬結(jié)果，這會(huì)花費(fèi)我們一兩天的時(shí)間。然而，使用普通計(jì)算機(jī)則可能花費(fèi)數(shù)月時(shí)間，兼具多重身份（田納西大學(xué)理事會(huì)主席、田納西大學(xué)/美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室分子生物物理學(xué)中心主任以及該項(xiàng)研究的主要研究人員）的Jeremy Smith說(shuō)，得出模擬結(jié)果并不意味著我們已經(jīng)找到治療COVID-19的方法。但是，我們非常希望我們的計(jì)算結(jié)果能夠?yàn)閷?lái)的研究提供參考，并為實(shí)驗(yàn)人員提供一個(gè)框架，用于進(jìn)一步研究該等化合物。只有到那時(shí)，我們才能知曉該等化合物是否真正具有減輕COVID-19所需的特性。

Summit為研究人員帶來(lái)了海量數(shù)據(jù)處理能力。它由4608個(gè)IBM Power Systems AC922服務(wù)器節(jié)點(diǎn)組成，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)又配備兩個(gè)IBM POWER 9 CPU和六個(gè)NVIDIA Tensor core V100 GPU。在該等配置支持下，Summit的峰值性能達(dá)到每秒20萬(wàn)兆次浮點(diǎn)運(yùn)算，在功能上甚至比一百萬(wàn)臺(tái)高端筆記本電腦還要強(qiáng)大。自2018年作為世界上功能最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)首次亮相以來(lái)，Summit不斷地通過(guò)支持開(kāi)創(chuàng)性研究來(lái)鞏固自己的頭銜，該等研究包括：了解宇宙起源、了解鴉片類(lèi)藥物危機(jī)以及探索人類(lèi)成功登陸火星的方式。Summit及勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的同類(lèi)型超級(jí)計(jì)算機(jī)Sierra由IBM在同一時(shí)間交付，此舉堪稱(chēng)無(wú)與倫比。這映證了IBM員工和我們的合作伙伴在提供開(kāi)創(chuàng)性技術(shù)以增進(jìn)人類(lèi)福祉方面付出的心血和汗水。我們深切期盼Summit在此次最新的疫情對(duì)抗中能繼續(xù)發(fā)揮應(yīng)有的力量。