生命科學(xué)的案例
北鯤云助力生命科學(xué)，高性能計(jì)算突破屏障
北鯤云高性能運(yùn)算平臺(tái)幫助生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)嶋H解決客觀(guān)問(wèn)題，把研究成果落實(shí)下去，而不是停留表面，突破現(xiàn)階段限制生命科學(xué)研究發(fā)展的客觀(guān)屏障。北鯤云以多年的云計(jì)算領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)和沉淀打造的高性能運(yùn)算平臺(tái)為生命科學(xué)主力，同時(shí)也為可以應(yīng)有到更多的場(chǎng)景中而努力。
智能協(xié)作機(jī)器人逐漸進(jìn)入生命科學(xué)藍(lán)海市場(chǎng)
為何協(xié)作機(jī)器人在生命科學(xué)領(lǐng)域有較強(qiáng)的應(yīng)用需求：
1、降低人工成本：從事生命科學(xué)領(lǐng)域研究的從業(yè)人員素質(zhì)較高，多為博士或是博士后，人工成本較高。但在日常的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，這些高素質(zhì)人員80%的時(shí)間都浪費(fèi)在了重復(fù)勞動(dòng)中，如基礎(chǔ)的混合試劑、移液、樣本處理等工作，這些都可以用機(jī)器人來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作的。
2、減小實(shí)驗(yàn)誤差，防止學(xué)術(shù)造假：生命科學(xué)領(lǐng)域，由于實(shí)驗(yàn)人員不同產(chǎn)生的結(jié)果差異非常大，重現(xiàn)性低已經(jīng)成為問(wèn)題。使用機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)有助于提高制藥和醫(yī)療診斷的效率，和防止學(xué)術(shù)造假。
生命科學(xué)由于其行業(yè)門(mén)檻高，此前自動(dòng)化程度比較低，但會(huì)采購(gòu)一些更加專(zhuān)業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備。這些自動(dòng)化設(shè)備相比于協(xié)作機(jī)器人在執(zhí)行速度和效率上有一定優(yōu)勢(shì)，但是價(jià)格也比較高昂。隨著協(xié)作機(jī)器人的國(guó)產(chǎn)化和價(jià)格平民化，智能協(xié)作機(jī)器人也在逐漸向生命科學(xué)領(lǐng)域滲透。
對(duì)于機(jī)器人方案商來(lái)說(shuō)，想進(jìn)入生命科學(xué)領(lǐng)域大概有兩種路徑：路徑一是和第三方具備渠道資源的醫(yī)療器械廠(chǎng)商合作，快速搶占市場(chǎng)；路徑二則是直接服務(wù)部分終端大客戶(hù)，正如上文所講，生命科學(xué)行業(yè)門(mén)檻高，具備一定行業(yè)know-how，直接服務(wù)行業(yè)大客戶(hù)可以了解行業(yè)中比較有代表性的需求，進(jìn)而提供更加完善和針對(duì)性的產(chǎn)品。這兩種路徑多是同時(shí)進(jìn)行的。
使用協(xié)作機(jī)器人進(jìn)行生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，確定實(shí)驗(yàn)步驟后將程序安裝入機(jī)器人即可，機(jī)器人大概可以進(jìn)行生命科學(xué)中約80%的實(shí)驗(yàn)。剩余20%是不常見(jiàn)的步驟，可能需要各機(jī)構(gòu)單獨(dú)編寫(xiě)特定的程序。
展開(kāi) 北鯤云超算平臺(tái)提供生命科學(xué)領(lǐng)域所需要的哪些軟件？
毫無(wú)疑問(wèn)，云計(jì)算的使用是生命科學(xué)發(fā)展的大趨勢(shì)。隨著云計(jì)算在生命科學(xué)行業(yè)中的應(yīng)用場(chǎng)景越來(lái)越豐富，云計(jì)算在生命科學(xué)行業(yè)的解決方案也日趨成熟。未來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的生命科學(xué)研究人員使用云計(jì)算。在生命科學(xué)領(lǐng)域，隨著云計(jì)算在多個(gè)行業(yè)的深度應(yīng)用，也帶來(lái)了分子篩選模型日益復(fù)雜，數(shù)據(jù)倍增、計(jì)算費(fèi)用昂貴等問(wèn)題，基因測(cè)序、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)與人工智能、云計(jì)算等多種技術(shù)的深度融合，成為了生命科學(xué)的重要發(fā)展趨勢(shì)。
許多云計(jì)算廠(chǎng)商都對(duì)于生命科學(xué)行業(yè)所面臨的痛點(diǎn)，做出了相應(yīng)的改善方案，但公有云提供豐富算力資源的成本也就造成了計(jì)算費(fèi)用昂貴的必然局面。此外，公有云廠(chǎng)商無(wú)法將用戶(hù)場(chǎng)景細(xì)化到每一軟件環(huán)節(jié)，這也就意味著想要切實(shí)解決生命科學(xué)行業(yè)用戶(hù)的痛點(diǎn)，技術(shù)層面必須繼續(xù)下沉，北鯤云超算平臺(tái)將生命科學(xué)行業(yè)常用的軟件內(nèi)置于平臺(tái)，切實(shí)解決了用戶(hù)安裝軟件的麻煩，同時(shí)，通過(guò)北鯤云平臺(tái)自身有利條件將云算力價(jià)格降低至可以于超算中心的價(jià)格持平，同時(shí)不降低云計(jì)算的速度。這對(duì)于生命科學(xué)行業(yè)用戶(hù)格外友好。
那么北鯤云超算平臺(tái)能夠?yàn)?em>生命科學(xué)行業(yè)用戶(hù)提供哪些軟件常用的軟件呢？除了BWA、NCBI、SAM Tools、VCFtools、Bamtools、repeatmark這些常用的軟件之外，隨著生命科學(xué)行業(yè)發(fā)展，軟件不斷的升級(jí)與更新，北鯤云平臺(tái)在AlphaFold2發(fā)布的第一時(shí)間安裝了這款結(jié)構(gòu)生物學(xué)里程碑式的軟件。北鯤云超算平臺(tái)可以幫助用戶(hù)安裝任何一款所需要運(yùn)行的軟件。憑借自身豐富的CPU、GPU資源可以幫助用戶(hù)快速安裝軟件啊，對(duì)于一般情況下，需要幾天甚至一周才能完成安裝的軟件，北鯤云超算平臺(tái)能夠大大提高軟件的安裝效率。
北鯤云生命科學(xué)軟件列表
目前，北鯤云超算平臺(tái)的軟件也在持續(xù)增加。
展開(kāi) 北鯤云超算：以HPC解決方案助力生命科學(xué)領(lǐng)域研究發(fā)展
同時(shí)，生命科學(xué)主要的研究對(duì)象是蛋白質(zhì)和DNA這類(lèi)的大分子，對(duì)于其三維結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)，動(dòng)力學(xué)特性，熱力學(xué)特性在生命中如何發(fā)生作用，都需要借助高性能計(jì)算，可以說(shuō)，云計(jì)算在生命科學(xué)領(lǐng)域有著至關(guān)重要的作用。
實(shí)際上很多人可能不太清楚北鯤云超算平臺(tái)到底是什么樣的？為什么能夠推動(dòng)生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展？我們用個(gè)比喻來(lái)解釋這個(gè)問(wèn)題，眾所周知生命科學(xué)領(lǐng)域當(dāng)中生物信息的數(shù)據(jù)是龐大的，假設(shè)儲(chǔ)存這些數(shù)據(jù)的地方，是個(gè)廚房，每個(gè)數(shù)據(jù)都是里面的一種食材，以前企業(yè)或者高校在自己建設(shè)的廚房里面做飯，從原材料的選購(gòu)到烹飪制作，擺盤(pán)，再到吃完飯之后刷碗，收拾等一些系列的流程都是自己做的，勞神費(fèi)力。而云計(jì)算就是一個(gè)廚師，企業(yè)把自己的需求上傳，然后由廚師進(jìn)行處理，等同于去外面吃飯，只管點(diǎn)菜吃完結(jié)賬就可以了，十分地簡(jiǎn)單方便，這就是云計(jì)算平臺(tái)和生命科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)系，大大地節(jié)省了科研人員的精力，時(shí)間，同時(shí)縮減成本。當(dāng)然，生命科學(xué)領(lǐng)域的研究可比做飯要復(fù)雜得多了。
北鯤云超算平臺(tái)為高校、科研院所、企業(yè)提供一站式行業(yè)HPC解決方案，管理線(xiàn)下計(jì)算資源的同時(shí)，使用線(xiàn)上彈性溢出上云。有效地解決在生命可科學(xué)相關(guān)課題研究過(guò)程中出現(xiàn)算力不足的問(wèn)題。幫助企業(yè)及高校降低運(yùn)維成本，不需要支付額外的人力資源就可以對(duì)人員提供HPC服務(wù)。
用戶(hù)通過(guò)使用北鯤云高性能計(jì)算平臺(tái)可以有效解決本地資源不足造成的計(jì)算緩慢；計(jì)算資源老化，硬件配置低所帶來(lái)的屏障；以及篩選規(guī)模過(guò)大，導(dǎo)致存儲(chǔ)空間不足的問(wèn)題；甚至還可以解決由于數(shù)據(jù)異構(gòu)，整體運(yùn)維成本過(guò)高等，這些現(xiàn)階段阻礙生命科學(xué)發(fā)展的因素。
現(xiàn)在縱然很多企業(yè)、高校、研究所都成立計(jì)算中心，處理過(guò)多的數(shù)據(jù)，但總是會(huì)遇到或多或少的問(wèn)題。
展開(kāi) 
北鯤云超算平臺(tái)如何成為就生命科學(xué)云計(jì)算領(lǐng)域先行者？
總的來(lái)說(shuō)，作為生命科學(xué)行業(yè)上云的先行者，北鯤云超算平臺(tái)給用戶(hù)戶(hù)提供全面的上云技術(shù)架構(gòu)為用戶(hù)帶來(lái)不少便利。通過(guò)北鯤云超算平臺(tái)，企業(yè)可以實(shí)現(xiàn)輕松管理企業(yè)現(xiàn)有的異構(gòu)資源。以及幫助用戶(hù)有效解決龐大的基因組數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)問(wèn)題。
辯證|北鯤云和你一起探討關(guān)于生命科學(xué)發(fā)展的意義
北鯤云超算平臺(tái)在生命科學(xué)領(lǐng)域目前的應(yīng)用非常廣泛，生命科學(xué)是研究生命的現(xiàn)象，本質(zhì)，特征和發(fā)展的規(guī)律，在各個(gè)生物之間有物權(quán)、生物和環(huán)境的相互關(guān)系，了解這些關(guān)系之后可以有效地控制生命活動(dòng)，改造生物界，造福人類(lèi)社會(huì)生存環(huán)境、健康、經(jīng)濟(jì)建設(shè)，甚至和社會(huì)發(fā)展都有非常密切的關(guān)系。
北鯤云全名是深圳北鯤云計(jì)算有限公司，自2018年在瑞典成立以來(lái)，就以提供高性能一站式的Cloud-HPC產(chǎn)品和服務(wù)，在2019年進(jìn)入到中國(guó)市場(chǎng)，自主研發(fā)了北鯤云超算平臺(tái)，在生命科學(xué)、人工智能、大氣海洋環(huán)境等領(lǐng)域協(xié)助服務(wù)于數(shù)千家企業(yè)、研究院和高校。北鯤云是Cloud-HPC先驅(qū)者，擁有多項(xiàng)專(zhuān)利和全球領(lǐng)先的技術(shù)，在北鯤云的團(tuán)隊(duì)中，年輕化，專(zhuān)業(yè)化，高端化是他們的特點(diǎn)。
在同行面前提起北鯤云大家能夠想到的是這是一家高精端的企業(yè)，提供彈性，安全，自主性高的云計(jì)算方案公司，而隨著技術(shù)的成熟，社會(huì)對(duì)于云計(jì)算行業(yè)需求的快速增長(zhǎng)，北鯤云也有更進(jìn)一步的突破，同樣在生命科學(xué)領(lǐng)取也有了非常大的成就。
實(shí)際上，在生命科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用高性能云計(jì)算功能是在近些年才出現(xiàn)的，主要是應(yīng)用于分子動(dòng)力模擬、基因測(cè)序、虛擬篩選流程等等。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器獲得的生物分子進(jìn)行進(jìn)一步的處理和分析，解這對(duì)序列數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，看是否有相似性的數(shù)據(jù)搜索。
但對(duì)于生命科學(xué)而言，基因測(cè)序和分子動(dòng)力模擬產(chǎn)生的數(shù)據(jù)庫(kù)是龐大的不能想象，要是建立囊括說(shuō)有數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，其投資，所消耗的人力，物力是不可估量的，但如果沒(méi)有海量的數(shù)據(jù)庫(kù)，強(qiáng)大的處理能力是不足以支撐這部分操作的，實(shí)驗(yàn)效果就會(huì)沒(méi)有對(duì)比，沒(méi)有依據(jù)，有失準(zhǔn)確性。
展開(kāi) 生命科學(xué)領(lǐng)域新工具：北鯤云超算平臺(tái) ，夢(mèng)啟航的地方
當(dāng)下生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)τ谠瞥愕男枨笫欠浅８叩模宾H云超算平臺(tái)正是為了滿(mǎn)足這一缺口而來(lái)，北鯤云超算平臺(tái)助力生命科學(xué)啟航?jīng)_天，飛向更廣闊、更多的未知領(lǐng)域。
云計(jì)算重塑生命科學(xué)行業(yè)，北鯤云加速生物制藥企業(yè)轉(zhuǎn)型
當(dāng)然，AlphaFold2只是一個(gè)舉例，能夠在北鯤云超算平臺(tái)使用的生命科學(xué)領(lǐng)域的軟件還有很多。無(wú)論是對(duì)于企業(yè)用戶(hù)還是高校科研人員，北鯤云超算平臺(tái)都能為其提供有針對(duì)性的服務(wù)，能夠精確解決行業(yè)痛點(diǎn)及用戶(hù)需求。
同時(shí)，云計(jì)算的加入生命科學(xué)行業(yè)，能夠幫追企業(yè)開(kāi)辟新的渠道、擴(kuò)展現(xiàn)有渠道，還可以整合異構(gòu)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析，幫助企業(yè)更好低了解客戶(hù)，以便更好地為企業(yè)客戶(hù)量身定制產(chǎn)品和服務(wù)。
云計(jì)算深度挖掘“創(chuàng)新潛力”，北鯤云深耕生命科學(xué)領(lǐng)域
譬如說(shuō)，時(shí)下大熱的生命科學(xué)、生物制藥領(lǐng)域當(dāng)中，就經(jīng)常出現(xiàn)云計(jì)算技術(shù)的身影。
解決數(shù)據(jù)難題，提供藥物治療“最優(yōu)解”方案
北鯤云指出，云計(jì)算技術(shù)“不務(wù)虛、只務(wù)實(shí)”，在生命科學(xué)領(lǐng)域成功取得了實(shí)打?qū)嵉陌寥顺煽?jī)。譬如，基因技術(shù)可以對(duì)孕婦進(jìn)行無(wú)創(chuàng)傷的產(chǎn)前先天遺傳缺陷檢測(cè)，并且根據(jù)基因特征片段提早預(yù)防癌癥。但很顯然，基因數(shù)據(jù)的產(chǎn)出量無(wú)疑是一個(gè)“天文數(shù)字”，并且一直保持增長(zhǎng)狀態(tài)。常規(guī)測(cè)序儀無(wú)法承擔(dān)如此數(shù)量級(jí)的管理任務(wù)，并且對(duì)計(jì)算力擁有很高的要求。在這種情況之下，必須要依靠云計(jì)算技術(shù)的幫助，才能真正為萬(wàn)千用戶(hù)提供藥物治療的“最優(yōu)解”方案。此外，云計(jì)算技術(shù)還將在“蛋白設(shè)計(jì)”年代當(dāng)中，持續(xù)發(fā)揮創(chuàng)新價(jià)值，讓人類(lèi)得以從最微觀(guān)的地方解釋各種疾病發(fā)生的實(shí)質(zhì)原因。
如今，北鯤云基于基因測(cè)序、靶標(biāo)發(fā)現(xiàn)、虛擬篩選、分子動(dòng)力學(xué)模擬等應(yīng)用場(chǎng)景，為生命科學(xué)行業(yè)用戶(hù)提供一站式的生物信息學(xué)及計(jì)算化學(xué)領(lǐng)域整體解決方案，切實(shí)解決棘手的數(shù)據(jù)難題，助推基因技術(shù)領(lǐng)域不斷發(fā)展。
解決使用痛點(diǎn)問(wèn)題，切實(shí)做到“想用戶(hù)之所想”
為了能夠幫助生物科學(xué)領(lǐng)域的廣大客戶(hù)，切實(shí)解決各種使用過(guò)程當(dāng)中的各種痛點(diǎn)問(wèn)題，北鯤云針對(duì)性地優(yōu)化服務(wù)方案，推出了許多創(chuàng)新措施。譬如，服務(wù)一體化功能，可提供從數(shù)據(jù)、軟件到算力的全流程服務(wù)，為用戶(hù)打造一體化的生物信息、計(jì)算化學(xué)等科研環(huán)境；硬件自動(dòng)更新功能，接入北鯤云資源后，硬件持續(xù)更新，用戶(hù)可實(shí)時(shí)調(diào)用最新硬件資源。此外，北鯤云所提供生命科學(xué)領(lǐng)域解決方案無(wú)需安裝，軟件開(kāi)箱即用，且支持圖形界面、命令行、工作站多種作業(yè)方式，能夠滿(mǎn)足客戶(hù)不同層次的使用需求。
未來(lái)，北鯤云將會(huì)深入對(duì)接生命科學(xué)領(lǐng)域，不斷完善行業(yè)解決方案，努力為行業(yè)發(fā)展提供成熟的技術(shù)支持！
展開(kāi) 高性能計(jì)算對(duì)生命科學(xué)研究有何幫助？
生命科學(xué)作為21世紀(jì)最重要的科學(xué)分支之一，高性能計(jì)算在生命科學(xué)的研究和發(fā)展中起了非常重要的作用。目前，高性能計(jì)算在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包括：基因測(cè)序，分子動(dòng)力，虛擬篩選。而對(duì)于高性能計(jì)算在生命科學(xué)領(lǐng)域的主要作用是對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量數(shù)據(jù)處理和分析，分子動(dòng)力學(xué)模擬以及計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)類(lèi)計(jì)算。
隨著人類(lèi)基因組計(jì)劃的相繼完成，以及各種模式的生物基因組計(jì)劃的實(shí)施，基因測(cè)序技術(shù)也在不斷發(fā)展。同時(shí)，關(guān)于生物基因組序列的海量數(shù)據(jù)不斷涌現(xiàn)，因此就需要用通過(guò)高性能計(jì)算對(duì)這些數(shù)據(jù)加以整理和存儲(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)儀器測(cè)量數(shù)據(jù)處理和分析，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)生物分子進(jìn)行測(cè)量，使用一些后處理軟件對(duì)原始的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，然后對(duì)序列數(shù)據(jù)進(jìn)行同源及相似性搜尋、比對(duì)、序列分析、遺傳發(fā)育分析等，應(yīng)用軟件數(shù)量巨大，各種軟件在同源性分析算法上各有特點(diǎn)，最常用的有BLAST，F(xiàn)ASTA，HMMER，ClustalW，DNASTAR，PHYLIP，PAML，PAUP，T-Coffee，EMBOSS等。有對(duì)蛋白質(zhì)分子進(jìn)行研究的三維冷凍電鏡方法及結(jié)構(gòu)解析軟件EMAN，SPIDER;利用Xray方法測(cè)量用軟件CCP4、ARP/wARP，CNS進(jìn)行解析等;質(zhì)譜儀測(cè)序以及后續(xù)處理軟件tandom(X!tandom)等。
分子動(dòng)力學(xué)模擬是在原子水平上利用牛頓經(jīng)典力學(xué)方程模擬分子的運(yùn)動(dòng)，隨著高性能計(jì)算能力的提高，分子動(dòng)力學(xué)模擬已經(jīng)成為生物大分子理論研究的有力工具，目前，用于分子動(dòng)力學(xué)模擬的主要軟件有AMBER ，Charmm，NAMD，Gromacs等，這類(lèi)應(yīng)用非常適合大規(guī)模并行。
計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)是根據(jù)受體的結(jié)構(gòu)是否已知，分為直接藥物設(shè)計(jì)和間接藥物設(shè)計(jì)。通過(guò)分子模擬軟件分析結(jié)合部位的結(jié)構(gòu)性質(zhì)。
展開(kāi) 北鯤云探索云計(jì)算在生命科學(xué)領(lǐng)域更多的應(yīng)用場(chǎng)景
不僅如此，云計(jì)算在生命科學(xué)、人工智能、芯片設(shè)計(jì)、高科技制造、CAE/CFD、大氣海洋環(huán)境、天文地球物理、影視與動(dòng)漫制作、高性能計(jì)算超級(jí)計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，也發(fā)揮了巨大作用。以生命科學(xué)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，云計(jì)算的應(yīng)用極大地提高了藥物研發(fā)效率。北鯤云超算平臺(tái)除了為有高性能計(jì)算需求用戶(hù)提供算力SaaS服務(wù)，也為企業(yè)級(jí)用戶(hù)提供一站式行業(yè)HPC解決方案。
為什么北鯤云超算平臺(tái)能夠幫助生命科學(xué)領(lǐng)域的研究人員提高效率？北鯤云超算平臺(tái)通過(guò)接入幾大主流公有云廠(chǎng)商資源，用戶(hù)在北鯤云超算平臺(tái)上始終能夠使用與公有云廠(chǎng)商一致更新最新硬件配置，能夠確保用戶(hù)的作業(yè)的計(jì)算速度。
目前，很多科研所或者高校都存在資源不足、作業(yè)提交需要排隊(duì)申請(qǐng)，運(yùn)行作業(yè)時(shí)計(jì)算緩慢；而超算中心通常存在計(jì)算資源老化、硬件配置低；面對(duì)生命科學(xué)研究過(guò)程中需要大規(guī)模篩選基因或者分子數(shù)據(jù)時(shí)，存儲(chǔ)空間不足；同時(shí)也存在數(shù)據(jù)異構(gòu)大，整體運(yùn)維成本高等難題。這些客觀(guān)問(wèn)題的存在，在一定程度上阻礙了生命科學(xué)領(lǐng)域相關(guān)課題的研發(fā)進(jìn)度，讓許多科學(xué)研究，僅僅只能停留在理論層面，無(wú)法落實(shí)于具體的實(shí)踐活動(dòng)當(dāng)中。
北鯤云超算平臺(tái)正是針對(duì)這些傳統(tǒng)高性能計(jì)算以及超算中心所存在的問(wèn)題，為用戶(hù)提供從數(shù)據(jù)、軟件到算力的全流程服務(wù)，打造一體化的生物信息、計(jì)算化學(xué)等科研環(huán)境。同時(shí)，為了幫助使用者節(jié)省更多的時(shí)間，北鯤云超算平臺(tái)還預(yù)裝了300+行業(yè)主流應(yīng)用軟件，開(kāi)箱即用。且支持圖形界面、命令行、工作站多種作業(yè)方式。此外，接入北鯤云資源后，硬件持續(xù)更新，用戶(hù)可實(shí)時(shí)調(diào)用最新硬件資源。北鯤云超算平臺(tái)全面考慮到了用戶(hù)在操作過(guò)程之中的各種“痛點(diǎn)問(wèn)題”。譬如，北鯤云超算平臺(tái)就曾經(jīng)幫助某上市藥企CADD部門(mén)提供云計(jì)算服務(wù)，建立專(zhuān)屬計(jì)算區(qū)，用戶(hù)可以并行調(diào)動(dòng)200-400 Nvidia v100卡，將計(jì)算時(shí)間從數(shù)周計(jì)算降至2小時(shí)，計(jì)算效率提高數(shù)百倍。
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北鯤云超算平臺(tái)如何加速生命科學(xué)研究
隨著云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)的成熟，諸如生命科學(xué)、人工智能、芯片設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、大氣海洋等行業(yè)對(duì)于云計(jì)算的需求快速增長(zhǎng)。北鯤云正是基于這樣的市場(chǎng)需求自主研發(fā)了北鯤云超算平臺(tái)，今天我們以生命科學(xué)行業(yè)為例，具體看看北鯤云超算平臺(tái)是如何加速生命科學(xué)研究的。
眾所周知，高性能計(jì)算在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用是近幾年才出現(xiàn)的，而且主要應(yīng)用在基因測(cè)序、分子動(dòng)力學(xué)模擬，以及虛擬篩選等流程。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是通過(guò)實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)生物分子進(jìn)行測(cè)量，然后使用一些后處理軟件對(duì)原始的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，接著對(duì)序列數(shù)據(jù)進(jìn)行同源及相似性搜尋、比對(duì)、序列分析、遺傳發(fā)育分析等。而分子動(dòng)力學(xué)模擬則是對(duì)于原子和電子所構(gòu)成的多體系統(tǒng)，用計(jì)算機(jī)模擬原子核的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，從而計(jì)算這個(gè)多體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。虛擬篩選是根據(jù)模擬小分子配體與生物大分子受體的相互作用，預(yù)測(cè)兩者間的結(jié)合模式和親和力，從而進(jìn)行藥物的虛擬篩選。
藥物的虛擬篩選是依靠其所收集的基因測(cè)序的數(shù)據(jù)以及生物分子結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，首先通過(guò)X射線(xiàn)-單晶衍射等技術(shù)獲得受體大分子結(jié)合部位的結(jié)構(gòu)，然后通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)搜尋或者全新藥物分子設(shè)計(jì)技術(shù)識(shí)別得到分子形狀和理化性質(zhì)與受體作用相匹配的分子。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，有些類(lèi)似與AI建模。對(duì)于人工智能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其所建立的參數(shù)規(guī)模越大，往往就越聰明。藥物的虛擬篩選也是一樣，當(dāng)其數(shù)據(jù)庫(kù)中，所收集的生物分子信息與基因序列越多，其所能產(chǎn)生先導(dǎo)化合物的可能性就越大。因此，效率也就越高。
然而，對(duì)于生命科學(xué)而言，基因測(cè)序與分子動(dòng)力模擬所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量巨大，要建立如此大的模型算力成本自然十分高昂，很大程度上阻礙了科研人員對(duì)藥物虛擬篩選的深入研究。
針對(duì)這一難題，北鯤云創(chuàng)始人馮建新在公司成立之初就曾表示，北鯤云超算平臺(tái)是專(zhuān)注于為高算力需求的企業(yè)和科研人員提供靈活、高效的算力產(chǎn)品及服務(wù)，幫助客戶(hù)提升業(yè)務(wù)運(yùn)行效率并有效降低成本。
展開(kāi) 北鯤云超算在生命科學(xué)領(lǐng)域的使用場(chǎng)景中有什么作用？
北鯤云高性能計(jì)算，無(wú)處不在的計(jì)算，協(xié)助生命科學(xué)領(lǐng)域研究解讀更多的生物信息，推動(dòng)學(xué)科發(fā)展，推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步。
技術(shù)加持、服務(wù)先行：北鯤云超算平臺(tái)助力生命科學(xué)領(lǐng)域研究與發(fā)展
北鯤云超算平臺(tái)提供了280萬(wàn)IOPS和20GB/s吞吐能力的并行文件系統(tǒng)，高IOPS、高吞吐，低時(shí)延的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)，將大幅提升分子動(dòng)力學(xué)模擬、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域，提高整體工作效率。
降低存儲(chǔ)成本，讓企業(yè)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)無(wú)后顧之憂(yōu)
許多企業(yè)之所以對(duì)選擇云計(jì)算平臺(tái)遲遲定不下來(lái)，是因?yàn)槠髽I(yè)的成本選擇太高，然而北鯤云超算平臺(tái)使用模式超級(jí)靈活，無(wú)任何初始投入和運(yùn)維成本,計(jì)算完全按需付費(fèi)；且擁有海量云端異構(gòu)資源，可根據(jù)不同應(yīng)用需求靈活優(yōu)化CPU、內(nèi)存與GPU之間的比例，自動(dòng)匹配最適合的算力資源組合，有效提升資源利用率。
深圳北鯤云超算平臺(tái)2018年正式成立于瑞典斯德哥爾摩，公司在深圳及斯德哥爾摩兩地運(yùn)營(yíng)。自2019年3月進(jìn)入中國(guó)大陸市場(chǎng)以來(lái)，不斷為客戶(hù)提供一站式Cloud-HPC產(chǎn)品和服務(wù)，主要應(yīng)用于生命科學(xué)、人工智能、芯片設(shè)計(jì)、高科技制造、CAE/CFD、大氣海洋環(huán)境、天文地球物理、影視與動(dòng)漫制作、高性能計(jì)算超級(jí)計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域，除分子動(dòng)力學(xué)模擬外，北鯤云還提供了基因測(cè)序、蛋白折疊、虛擬篩選、分子設(shè)計(jì)、蛋白結(jié)構(gòu)模擬等應(yīng)用場(chǎng)景的解決方案，助力生命科學(xué)領(lǐng)域的研究和發(fā)展。
展開(kāi) 從高分子物理到合成生物學(xué)的金帆研究員：生命科學(xué)急需抽象的數(shù)學(xué)定理
導(dǎo)師的指引，來(lái)自于金帆的博士生導(dǎo)師 ——
中國(guó)科學(xué)院院士吳奇教授
。
吳奇院士，國(guó)際著名高分子物理化學(xué)家，因在高分子溶液中 “鏈的構(gòu)象、動(dòng)力學(xué)和相變化” 作出的重要貢獻(xiàn)，其先后當(dāng)選美國(guó)物理學(xué)會(huì) Fellow 和
中國(guó)科學(xué)院院士
。吳奇教授的研究興趣廣泛，其集成合成化學(xué)、高分子物理和
分子生物
開(kāi)展研究，涉及大分子，生物、膠體和食品科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。
“吳奇老師給了我非常多的指引和幫助，當(dāng)年他告訴我們，說(shuō)高分子物理的路已經(jīng)通了，能夠發(fā)揮的空間比較有限，相比之下生命科學(xué)的路還有相當(dāng)多石頭堵著。” 金帆回憶道：“他建議我說(shuō)：
要不你去做搬石頭的人，要不就你去幫別人制作搬石頭的工具。
”
圖丨研究生命過(guò)程往往需要涉及很多工具（來(lái)源：
EMBL-EBI）
在吳奇老師的影響下，金帆博士開(kāi)始了他向生命科學(xué)領(lǐng)域的研究轉(zhuǎn)向。在 UCLA 開(kāi)展博后研究期間，金帆便去到了一個(gè)半物理半生物的實(shí)驗(yàn)室，從事的方向是：
用顯微鏡觀(guān)察微生物，然后去分析微生物行為。
“不過(guò)，在 UCLA 從事的還是物理。” 金帆說(shuō)道，直到回國(guó)獨(dú)立開(kāi)展生命科學(xué)研究之后，金帆博士才第一次感受到了生命科學(xué)中 “基礎(chǔ)框架的缺失”。
“對(duì)于物理來(lái)說(shuō)，框架感是很明確的，就是有很強(qiáng)的知識(shí)體系和理論框架。比如高分子物理，其最底層的框架是統(tǒng)計(jì)力學(xué)。
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