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至强可扩展处理器来了,基因测序的福音

作者: 李丽   责任编辑:李丽 2017-07-19 10:35:42
来源:电脑商情网关键字:基因测序,至强可扩展处理器

作为目前国内基因测序领域的佼佼者,诺禾致源的业务覆盖科技服务、肿瘤基因检测及遗传检测三大领域。

如何快速处理数据结果

基因技术在诺禾致源的应用包括从样本制备,到建库,再到测序,最后分析和解读。拿到测序结果后,怎么快速处理数据结果?一方面,诺禾致源在基因组拼接组装软件上升级换代来保证基本所需,另一方面也希望通过硬件加速、算法加速,来保证测序的质量和效率。为了解决在数据传输、数据存储、高性能计算等诸多方面的问题,2016年开始,诺禾致源与英特尔展开了多方面的合作。

我们知道,英特尔一直在推动基因测序和精准医疗的发展,在该领域也和国内很多主要的公司都有不同层面的合作,并设有专门的生命科学团队做行业解决方案的开发。

2016年诺禾致源也与英特尔共同发布了精准医疗计划,当时的诺禾致源计算平台计算量大约在1710亿万次,每天产生的数据大概是100TB左右。英特尔为诺禾致源提供更好、更快的CPU技术,让生命科学领域做计算在数据处理方面得到了很大的提升。其次,诺禾致源也与英特尔一起搭建了私有云平台,解决了诺禾致源在生物行业大规模存储的需求。在存储方面诺禾致源则采用了英特尔最新的SSD3520去解决在数据处理上的瓶颈。

在当时的合作中,诺禾致源利用英特尔的CPU,包括更底层的技术提升了高性能的处理能力。

至强可扩展处理器:数据中心领域最大的技术进步

现在,英特尔又重磅推出的全新至强可扩展处理器,可堪称近十年来数据中心领域最大的技术进步。在生命科学领域,英特尔一直在推动技术发展,并关注相应技术在行业变革中的重点应用。

该处理器可为计算、网络和存储带来针对工作负载优化的性能,向下一代云基础设施提供坚实基础,并赋能数据分析、人工智能、高性能计算、网络转型等各类应用,以加速企业数据中心现代化及业务转型的实现。

海量、复杂、多变的数据计算需求一直是生命科学行业的重大挑战。随着多年来超级计算机的不断发展,高性能计算在基因测序发展上发挥了重大的助推作用。诺禾致源也是这款新的处理器的受益方之一。

从官方数据来看,英特尔最新的至强可扩展处理器在高性能计算方面,借助IntelAVX-512以及集成IntelOPA端口,可将每秒浮点运算性能最高提升达2倍,从而提供更高的计算能力、I/O灵活性和内存带宽,以加快发现与创新的速度。

而在存储方面,与单独使用NVMe固态盘相比,将英特尔傲腾态盘和存储性能开发工具包(SPDK)结合使用,可实现最高5倍的IOPS提升,同时高达70%的延迟降低,从而更便捷地让数据用于高级分析功能。

诺禾致源正采用这一最新处理器,并投入到了生产环境之中,这包括基因组装高密型计算,高密型多核多线程计算。

数据中心3-5倍的成本降低原来并不难

北京诺禾致源生物信息科技有限公司科技服务部运维总监李林吉,在记者的采访中也谈到:“这款最新的处理器对我们业务提升最突出的表现是在CPU的多核心数以及节能方面。对于我们这种庞大的数据中心来讲,不仅仅是一个性能上的提升,更是数据中心成本节省的最好的表现。“

对于诺禾致源这种大规模的数据应用来说,CPU处理能力和低能耗都是非常关键的因素。高性能处理能力、核心数多带来的明显好处即在于,可以在一个机架里处理原来多台服务器处理的事务,同时计算密度更高。

目前诺禾致源使用Purley平台的最新处理器已经达到了几百台的规模。诺禾致源也计划未来逐渐用Purley平台取代原有架构。如此一来, 诺禾致源每年在数据中心整体成本上,将会缩减3-5倍左右。

对此李林吉解释说:“如果使用最新的Purley平台,现在用1台一个2U或4U的英特尔至强CPU,就可替换原来10台服务器的计算量。简单而言,原来要20个机架,现在可能两个机架就可支撑应用,数据中心计算能力提高,而空间和能耗却降低了。“

从英特尔给出的官方数据来看,这款新的处理器每秒浮点运算性也最高也就只有2.5倍的提升,为何诺禾致源在数据中心整体成本却能有3-5倍的降低?其实有一个重要原因便在于新处理器的多核和可扩展性。

英特尔至强可扩展处理器拥有多达28颗内核,并针对数据中心和通信网络中各种性能需求进行优化。支持4插槽系统最高6TB内存,可提供2插槽到8插槽及更多插槽配置支持和充足的扩展空间,为入门级到关键业务的各类工作负载提供全面支持。

行业解决方案加速生命科学研究

那么,对诺禾致源来说,仅是解决了高性能计算、CPU容量等方面的需求就够了吗?答案显然是不够的。

李林吉也介绍说,诺禾致源使用英特尔更快、更好的CPU、双方共推动GATK基因测序行业解决方案,此外,诺禾致源也正和英特尔共同研发行业专用的数据压缩软件。英特尔的核心技术能帮助诺禾致源通过数据压缩提升存储空间利用率。

诺禾致源目前是全球最大的测序服务中心,2017年将要实现每年280,000人全基因组测序的超高通量。同时要将其全球领先的高性能计算平台和数据中心运算能力提升至1727T flops,总内存400TB,总存储58.6PB,这个数据中心和平台有效支撑着生命科学研究和医疗健康两大领域对大数据分析和存储的需求。

可以预见,通过更强大的计算技术获得的生命科学研究成果,如果能够更多更快应用到临床,将会为人类健康作出更大贡献。

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