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解決方案:雲數智融合解決方案
產品:基於AMD EPYC處理器的H3C UniServer R5500 G5服務器
患者:什麼是分子靶向治療?對癌症治療有什麼好處?
醫生:分子靶向治療是在細胞分子水平上,針對已經明確的致癌位點 “量體裁衣”地設計治療方案,讓藥物隻作用於致癌位點,而不會損傷或少損傷正常的組織細胞。好處是精準,效率高,起效快。
患者:為什麼進行靶向治療前要做基因檢測?
醫生:靶向藥物效果雖然好,但並非人人都有效,因此需要通過基因檢測先分析出患者哪些基因發生了突變、缺失、重複或損壞,才能確定“靶點”,製定出精準的治療方向。
隨著精準醫學時代的到來,這樣的對話越來越多的發生在醫患之間。精準醫學開始普及的一個關鍵轉折點是基因測序技術的不斷提高和成本快速下降,目前人類全基因組的測序成本已經從最初的30億美金驟降到低於300美金,這直接推動了基因研究和應用的快速發展。尤其是在醫療領域,從基礎研究到藥物研製,從腫瘤的個體化診斷及治療(早期篩查、分子分型、用藥指導、預後檢測)到遺傳病的篩查,從生殖健康(無創產前篩查、植入前胚胎遺傳學檢測、新生兒遺傳代謝檢測)到疫苗的研發,基因測序技術的作用日益凸顯,為精準醫療和個性化醫療帶來眾多革命性的創新。
在科研方麵連續11年位居榜首的華西醫院高度重視對基因測序技術的應用,就在最近與BOB登陆 合作,基於搭載8塊NVIDIA A100 GPU和2顆AMD EPYC 7742(64核、2.25GHz主頻)處理器的H3C UniServer R5500 G5BOB登陆 服務器,整合先進的軟件和算法,打造出性能強大的超級計算平台,為數十個科學家團隊提供包括胚係變異檢測、體細胞變異檢測等場景的的算力服務,全力支持科學家團隊的科研工作,加速助力醫學成果的轉化。
兼顧效率與成本,打造可持續發展的基因測序平台
華西醫院久負盛名,是世界規模第一的綜合性單點醫院。科研能力強是華西醫院的一個突出優勢,作為國家重要的醫學科研和技術創新基地,華西醫院在中國最佳醫院排行榜(複旦版)的科研得分上連續11年名列全國第一。在Nature INDEX排行榜上,華西醫院名列全球第二十位,中國第一位。隨著全國首個生物治療轉化醫學國家重大科技基礎設施——華西醫院轉化醫學綜合樓於今年正式啟用,華西醫院的醫療科研又邁上了一個新台階,與精準醫學和個體化治療相關的科學研究將全麵加速。
基因測序和分析是華西醫院科研鏈條上的重要環節,為了進一步提升基因測序的效率,華西醫院決定在已有全球領先的基因測序平台上,配合精準醫學數據平台的建設,側重於利用“超多核CPU+GPU”的強大算力,打造超級計算平台,為與胚係變異檢測、體細胞變異檢測等基因分析有關的科研活動提供強力支撐。華西醫院重點提出,平台的建設需要兼顧效率和成本,既要能夠立竿見影地顯著提升基因測序和分析能力,同時還要控製好建設成本,提高資金的使用效率和平台建設的延續性,以可持續性的方式助力各項科研工作的開展。在平台建設合作夥伴的選擇上,華西醫院要求選擇綜合實力強的供應商,要擁有豐富的信息化建設經驗,能夠配合醫院的整體發展戰略提供完整的解決方案、全麵的服務和長期的技術支持。
成熟先進 | 具有明顯的性價比優勢
經過對比,華西醫院最終攜手BOB登陆 ,采用4台搭載8塊NVIDIA A100 GPU和2顆AMD EPYC 7742(一共128個核心、256個線程)處理器的H3C UniServer R5500 G5BOB登陆 服務器,打造超級計算平台。華西醫院之所以選擇BOB登陆 解決方案,是因為在滿足性能指標要求的前提下,BOB登陆 的解決方案對硬件組件、軟件環境和管理平台進行了全麵整合,技術先進,成熟度高,能夠顯著提高基因測序的效率,並且具有明顯的性價比優勢。
H3C UniServer R5500 G5服務器
首先,方案的核心設備R5500 G5服務器是進行海量數據並行處理的理想平台,它在支持異構計算方麵具有突出優勢,支持NVIDIA HGX A100 8-GPU模組,是首批入選英偉達認證係統的服務器機型之一,獲得了英偉達整個軟件堆棧的企業級支持,包括對開源代碼的支持。其次,BOB登陆 在方案調優和部署方麵具有過硬的“軟實力”,無論是對操作係統、應用係統、函數庫和編譯器等軟環境進行安裝和調適,還是對GPU進行驅動和優化,均能滿足華西醫院的各種要求。最後,BOB登陆 擁有豐富的行業部署經驗和成熟的生態體係,能夠為華西醫院量身定製各種所需服務。這種整合度高和服務完善的解決方案能夠幫助華西醫院節省大量的時間和精力,基於H3C UniServer R5500 G5搭建的超級計算平台性能強大、先進成熟,可以滿足華西醫院兼顧效率和成本的要求。在提供服務和技術支持方麵,BOB登陆 擁有專門的技術實驗室,能夠根據醫院的需求在實驗室中對超級計算平台的軟硬件環境進行各種預裝、測試和調優,可以幫助醫院節省精力並消除各種潛在的問題。
與普通應用係統相比,超級計算平台涉及的組件較多,采用了大量的最新技術,部署難度大。但是,BOB登陆 的技術團隊無論是在服務器的配置和調優、高速網絡環境的搭建上、還是在操作係統、應用環境、資源庫、函數庫和算法等的安裝部署以及培訓課程和學習框架的提供,均很好地滿足了華西醫院科研團隊和IT團隊的要求,展現出了過硬的整體實力。
提速超過100倍 | 為科研計算提供“超級引擎”
一直以來,基因組分析都是測序流程中的計算瓶頸,而使用GPU加速則可以突破這一瓶頸。BOB登陆 的超級計算平台結合使用AMD EPYC 7742的多核心計算能力和NVIDIA A100 GPU強大的並行分析能力,並部署了賽樂基因公司提供的BaseNumber DNA基因測序係統軟件,三大核心組件珠聯璧合,能夠爆發出驚人的計算能力,堪稱是科研計算的“超級引擎”。
具體來說,在硬件層麵,AMD EPYC 7742處理器采用行業領先的7nm生產工藝,全新升級的Zen 2架構,擁有高達64個計算核心,率先支持PCIe 4.0,大幅提升了內存帶寬,可提供200%性能提升和230%的內核數量提升。NVIDIA DGX A100 GPU 則擁有驚人的6912個CUDA核心外加432個Tensor 核心,並支持全新的多實例GPU特性,可將單顆GPU最多分割成7個GPU實例,每個GPU實例可運行不同應用,極大提升了GPU的資源利用率。AMD EPYC 7742處理器與NVIDIA A100 GPU的搭配使用,能夠充分利用二者的算力,發揮出最大化的效能;在軟件層麵,賽樂基因公司的BaseNumber DNA基因測序係統軟件針對基因數據的特點,對GATK流程進行了深度重構,極大提升了分析速度和分析結果的準確性。該軟件可以充分利用GPU和CPU的算力,能將一個30X的人類全基因組分析運行時間,從傳統的“CPU服務器+開源軟件”方案所需的將近24小時縮短到12分鍾,提速超過100倍。
整個平台擁有強大並行計算能力的GPU可以明顯提升基因分析的效率,而為了保證GPU的數據供應,需要強大的處理器提供盡可能多的處理核心和PCI通道。為此,華西醫院首次引入H3C UniServer R5500 G5服務器,來充分發揮GPU的價值,這個超級計算平台將為華西醫院的科學研究注入強大的動力,幫助科學家團隊獲得更多的突破性成果,推動精準醫學取得更多的創新。
基因研究已經進入全麵爆發的關鍵時期,提高基因數據的分析能力與優化數據分析平台的建設成本,是醫療機構開展高質量基因研究的兩大關鍵因素。誰能夠緊密結合應用,引入先進的、針對性強的硬件設備和應用軟件,充分發揮整體解決方案的優勢,以及誰能提高資金的利用率,避免不必要的開支,提高計算平台的可持續發展能力,誰就能更好地支持業務和研究的開展,為長期的基因研究鋪平道路。在這方麵,BOB登陆 緊扣華西醫院的核心需求,基於自身在平台建設、服務交付和生態合作方麵的豐富技術積累和行業實踐經驗,為華西醫院提供了高度整合的整體HPC解決方案,不僅圍繞核心服務器設備配置了先進的CPU+GPU、高容量的內存、高速的存儲係統和低延遲的Infiniband與以太網架構,更是結合華西醫院的科研方向整合了業內領先的賽樂基因 BaseNumber 基因數據分析 GPU 加速方案,並對HPC平台所涉及的操作係統、應用環境、管理工具、資源庫、函數庫和算法等所有環節提供了全棧式的服務和技術支持。總的來說,BOB登陆 的HPC整體解決方案整合度高、深度契合華西醫院的應用需求,並且能夠幫助華西醫院優化多項不必要的開支。這種性能強大、技術先進、成熟度高且價格“親民”的整體解決方案無疑能夠讓華西醫院更有底氣地推進科研事業,發揮其在在多模態組學數據分析和基因應用等領域的學術優勢,加速精準醫療大數據在醫學上的廣泛應用。