總部位于英國(guó)的維康桑格研究所的 DNA 測(cè)序?qū)嶒?yàn)室每年分析數(shù)以萬(wàn)計(jì)的基因組，為癌癥的形成和治療效果提供洞察。

維康桑格研究所是國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃的重要貢獻(xiàn)者，該研究所正在使用 NVIDIA 加速計(jì)算技術(shù)來(lái)節(jié)省能源，同時(shí)挽救生命。

作為全球最大的基因測(cè)序機(jī)構(gòu)之一，這家位于英國(guó)的研究所已讀取了超過(guò) 48 個(gè) Petabase（或 48 千萬(wàn)億個(gè)堿基對(duì)）的 DNA 和 RNA 序列，以提煉有關(guān)健康和疾病的關(guān)鍵洞察。

為了研究引發(fā)癌癥形成的突變過(guò)程以及決定治療效果的基因變異，該研究所的癌癥、衰老和體細(xì)胞突變（CASM）項(xiàng)目每年對(duì)數(shù)萬(wàn)個(gè)癌癥基因組進(jìn)行測(cè)序和分析。

為了如此大規(guī)模研究的順利進(jìn)行，維康桑格研究所正在嘗試使用具備N(xiāo)VIDIA Parabricks的 NVIDIA 系統(tǒng)。NVIDIA Parabricks 是一個(gè)可擴(kuò)展的基因組學(xué)分析軟件套件，它利用加速計(jì)算，將數(shù)據(jù)處理時(shí)間縮短至幾分鐘。

維康桑格研究所 CASM 主要軟件開(kāi)發(fā)人員 Jingwei Wang 表示：“維康桑格研究所每年要處理數(shù)十萬(wàn)份體細(xì)胞樣本。NVIDIA 加速計(jì)算和 Parabricks 將為我們的樣本分析工作節(jié)省大量時(shí)間、成本和能源。我們十分高興能夠借助 NVIDIA Grace、Grace Hopper 等 NVIDIA 的先進(jìn)架構(gòu)來(lái)提高性能和效率。”

減少運(yùn)行時(shí)間和能耗

維康桑格研究所致力于開(kāi)發(fā)高通量癌癥樣本模型，這些模型可用于全基因組功能篩選和藥物測(cè)試。

NVIDIA 加速計(jì)算和軟件大大減少了該研究所每個(gè)基因組的分析運(yùn)行時(shí)間和能耗。

為了使用 Burrows-Wheeler Aligner（BWA，一個(gè)用于根據(jù)大型參考基因組繪制 DNA 序列的軟件包）加速基因組分析，維康桑格研究所使用了其在 CPU 上運(yùn)行的自主工作流 CaVEMan，并且正在嘗試?yán)?NVIDIA GPU 上的 Parabricks。

該研究所使用一個(gè) NVIDIA 系統(tǒng)，和使用 128 臺(tái)雙路 CPU 服務(wù)器時(shí)相比，就將運(yùn)行時(shí)間縮短 37.5%，成本和能耗也將分別減少 96% 和 98%。

該研究所每年每測(cè)序 1 萬(wàn)個(gè)基因組，就要消耗約 1.25 億個(gè) CPU 小時(shí)。

這意味著，維康桑格研究所如果改為通過(guò) GPU 上的 Parabricks 使用 BWA，每年可節(jié)省 100 萬(wàn)美元和 1000 兆瓦時(shí)的電，這相當(dāng)于一個(gè)美國(guó)普通家庭 100 年的用電量。

與行業(yè)領(lǐng)先者合作

維康桑格研究所的 NVIDIA 加速測(cè)序?qū)嶒?yàn)室可謂是一個(gè) AI 工廠(chǎng)。只要給它輸入數(shù)據(jù)，就能生產(chǎn)出智能。

AI 工廠(chǎng)是擁有先進(jìn)全棧加速計(jì)算平臺(tái)的下一代數(shù)據(jù)中心，可執(zhí)行最密集的計(jì)算任務(wù)。

在研究對(duì)于發(fā)現(xiàn)新癌癥基因和突變過(guò)程至關(guān)重要的科學(xué)問(wèn)題時(shí)，維康桑格研究所正在通過(guò)將 NVIDIA 基礎(chǔ)設(shè)施用于其 AI 工廠(chǎng)，來(lái)提高運(yùn)營(yíng)和能源效率。

另外，建造 AI 工廠(chǎng)的企業(yè)和組織正在與能源管理和自動(dòng)化公司施耐德電氣等領(lǐng)先企業(yè)開(kāi)展跨行業(yè)合作，通過(guò)優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的設(shè)計(jì)，以最節(jié)能的方式運(yùn)行苛刻的工作負(fù)載。

維康桑格研究所正在與施耐德電氣一起，盡可能減少數(shù)據(jù)中心的停機(jī)時(shí)間，同時(shí)為 DNA 測(cè)序?qū)嶒?yàn)室的數(shù)據(jù)中心配備不間斷電源和冷卻設(shè)備，以及其他關(guān)鍵的節(jié)能技術(shù)。

在今年 3 月舉行的 NVIDIA GTC 大會(huì)上，施耐德電氣宣布將發(fā)布專(zhuān)為 NVIDIA 加速計(jì)算集群定制的 AI 數(shù)據(jù)中心參考設(shè)計(jì)，以幫助各個(gè)行業(yè)的企業(yè)機(jī)構(gòu)優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施。

這些參考設(shè)計(jì)專(zhuān)門(mén)用于數(shù)據(jù)處理、工程仿真、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)輔助藥物設(shè)計(jì)和生成式 AI，將側(cè)重于可擴(kuò)展、可持續(xù)、高性能數(shù)據(jù)中心的大功率配電、液冷系統(tǒng)等方面。

在由《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》雜志主辦的紐約氣候周專(zhuān)題討論會(huì)上，來(lái)自維康桑格研究所、施耐德電氣和 NVIDIA 的代表將介紹他們的工作。