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算力赋能,打造生命科学云上新范式

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(原标题:算力赋能,打造生命科学云上新范式)

云端算力驱动生命科学创新,实现百万样本高效分析

  某生命科学研究院推出的生命科学数据分析平台,是一款基于云架构、由AI驱动的多组学在线分析平台,以技术为根、数据为翼,为科研工作者提供全过程一站式分析服务,轻松应对组学数据繁复、分析门槛高、项目协作难等挑战。该平台全面支撑蛋白质结构预测、时空组学、单细胞与基因组数据分析等一系列前沿科研,并贯通至精准医疗等产业化应用,覆盖生命科学研究的多元场景,迄今已支持近千万份样本的高效分析。该生命科学数据分析平台被誉为生命科学研究与健康应用领域的“超级引擎”,致力于打通科研与临床的壁垒,释放生命大数据价值,助力守护人类健康共同体。

  在强大性能的背后,是某生命科学研究院与火山引擎的深度技术合作。火山引擎为生物信息分析平台提供了坚实的底层资源支撑,深度融合云端弹性算力与海量分布式存储,可灵活适配从小样本机制探索、到大规模批量计算等多样化场景需求。平台可从容应对分析高峰期上万节点的高并发需求,保障计算任务高效稳定运行。在存储层面,通过智能冷热数据分层方案,对高频访问数据配置高性能缓存层,而将海量冷数据自动沉降至低成本大容量存储,在确保整体系统性能的同时,实现存储成本降低30%以上,实现成本与效率的最优平衡。

效率跃升,算力方案让基因和蛋白质分析迈入新纪元

  某生命科学研究院自主研发的 Cyclone 测序技术作为三代测序领域的核心突破,凭借超长读长的技术优势,成为复杂基因组解析、结构变异检测、甲基化直接分析等前沿研究的核心支撑。但也因单样本原始数据量大、信号解析算法复杂,对底层算力与存储架构提出了极致要求。

  基于生命科学数据分析平台搭建的蛋白结构预测工具,通过深度学习模型融合进化信息(MSA 多序列比对),采用      Pairformer 模块和扩散网络技术,减少了对多重序列比对的依赖,通过生成式扩散方法预测原子坐标,可精准预测蛋白质、DNA、RNA、小分子配体等生物分子的三维结构与相互作用。单月即可处理数千万的蛋白预测彻底改变了传统方法低效局面。但这种高通量、大队列的业务模式,对底层基础设施的算力支撑与弹性调度能力提出了严苛挑战。常面临序列规模大、要求短时间完成、多任务并行推进的资源波动场景,亟需强大的底层架构承接。

  为此,某生命科学研究院与火山引擎及AMD深度携手,打造 AMD 百万核级超厚资源池 —— 不仅能高效承载多个蛋白分析任务同步调度,更实现10万核 / 分钟级的弹性调度效率,从算力申请到资源交付全程秒级响应,完美适配业务动态节奏。业务算力集群以百万核级弹性算力为核心支撑,三方更在固件、内核、虚拟化、操作系统层面开展全栈联合优化,将技术优势贯穿分析全流程。

突破存储与算力桎梏,护航科研与产业化落地

  在基因组和蛋白数据分析等大规模数据分析场景中,常面临极致的存储带宽挑战:单项目需调度数千个计算 Pod,对核心数据文件进行并行读取,每个 Pod 平均需10MB/s 的读带宽支撑,海量并发读写不仅易造成存储性能瓶颈,更可能拖慢整体分析效率,影响大型队列研究的推进节奏。

以某生命科学研究院为代表的生命科学机构,在进行基因组重测序、蛋白质分析等业务时,面临两大核心挑战:

算力潮汐:蛋白等多组学分析任务常需并行处理数万个样本,瞬时需要高达十万核级别的计算资源,对算力弹性调度要求极高。

I/O 瓶颈:大规模并行计算中,数千个计算 Pod 同时读取核心数据文件,极易造成存储带宽瓶颈,拖慢整体分析效率。

解决方案与价值:某生命科学研究院选用火山引擎 AMD g3a 实例构建其核心分析平台。

海量弹性算力:依托火山引擎百万核级的 AMD 资源池,实现了每分钟十万核的弹性调度效率,完美适配科研任务的波峰波谷。

高性能缓存:利用 AMD 实例卓越的 CPU 内存缓存能力,将高频访问的核心数据缓存至内存中,大幅减少了对后端存储的重复读取,从根源上缓解了 I/O 带宽压力,保障数千计算 Pod 高效协同。

  这一技术优化不仅让性能完美适配大规模并行计算需求,保障数千 Pod 高效协同、无卡顿推进分析,更让某生命科学研究院测序服务的核心优势充分释放:凭借超低重复率、高精准变异检测能力与优异的罕见突变检出表现,搭配极低样本错误分配,灵活适配 FFPE、单细胞、血液等多种样本类型,建库测序成功率保持高位。最终,通过算力支撑与测序技术的深度协同,为医学科研提供更高效、稳定、精准的全流程支撑,助力科研工作者更快突破技术瓶颈、产出核心成果。

  最终,基于 AMD 实例的强大算力支撑,某生命科学研究院的生物信息分析平台得以充分释放其技术优势,为医学科研提供了更高效、稳定、精准的全流程支撑。

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