算力賦能,打造生命科學雲上新範式

2026-01-12 14:45:20 來源:鳳凰網科技
        【每日科技網】

  雲端算力驅動生命科學創新,實現百萬樣本高效分析

  某生命科學研究院推出的生命科學數據分析平台,是一款基于雲架構、由AI驅動的多組學在線分析平台,以技術為根、數據為翼,為科研工作者提供全過程一站式分析服務,輕松應對組學數據繁複、分析門檻高、項目協作難等挑戰。該平台全面支撐蛋白質結構預測、時空組學、單細胞與基因組數據分析等一系列前沿科研,并貫通至精準醫療等産業化應用,覆蓋生命科學研究的多元場景,迄今已支持近千萬份樣本的高效分析。該生命科學數據分析平台被譽為生命科學研究與健康應用領域的“超級引擎”,緻力于打通科研與臨床的壁壘,釋放生命大數據價值,助力守護人類健康共同體。

  在強大性能的背後,是某生命科學研究院與火山引擎的深度技術合作。火山引擎為生物信息分析平台提供了堅實的底層資源支撐,深度融合雲端彈性算力與海量分布式存儲,可靈活适配從小樣本機制探索、到大規模批量計算等多樣化場景需求。平台可從容應對分析高峰期上萬節點的高并發需求,保障計算任務高效穩定運行。在存儲層面,通過智能冷熱數據分層方案,對高頻訪問數據配置高性能緩存層,而将海量冷數據自動沉降至低成本大容量存儲,在确保整體系統性能的同時,實現存儲成本降低30%以上,實現成本與效率的最優平衡。

  效率躍升,算力方案讓基因和蛋白質分析邁入新紀元

  某生命科學研究院自主研發的 Cyclone 測序技術作為三代測序領域的核心突破,憑借超長讀長的技術優勢,成為複雜基因組解析、結構變異檢測、甲基化直接分析等前沿研究的核心支撐。但也因單樣本原始數據量大、信号解析算法複雜,對底層算力與存儲架構提出了極緻要求。

  基于生命科學數據分析平台搭建的蛋白結構預測工具,通過深度學習模型融合進化信息(MSA 多序列比對),采用 Pairformer 模塊和擴散網絡技術,減少了對多重序列比對的依賴,通過生成式擴散方法預測原子坐标,可精準預測蛋白質、DNA、RNA、小分子配體等生物分子的三維結構與相互作用。單月即可處理數千萬的蛋白預測,徹底改變了傳統方法低效局面。但這種高通量、大隊列的業務模式,對底層基礎設施的算力支撐與彈性調度能力提出了嚴苛挑戰。常面臨序列規模大、要求短時間完成、多任務并行推進的資源波動場景,亟需強大的底層架構承接。

  為此,某生命科學研究院與火山引擎及AMD深度攜手,打造 AMD 百萬核級超厚資源池 —— 不僅能高效承載多個蛋白分析任務同步調度,更實現 10 萬核 / 分鐘級的彈性調度效率,從算力申請到資源交付全程秒級響應,完美适配業務動态節奏。業務算力集群以百萬核級彈性算力為核心支撐,三方更在固件、内核、虛拟化、操作系統層面開展全棧聯合優化,将技術優勢貫穿分析全流程。

  突破存儲與算力桎梏,護航科研與産業化落地

  在基因組和蛋白數據分析等大規模數據分析場景中,常面臨極緻的存儲帶寬挑戰:單項目需調度數千個計算 Pod,對核心數據文件進行并行讀取,每個 Pod 平均需 10MB/s 的讀帶寬支撐,海量并發讀寫不僅易造成存儲性能瓶頸,更可能拖慢整體分析效率,影響大型隊列研究的推進節奏。

  以某生命科學研究院為代表的生命科學機構,在進行基因組重測序、蛋白質分析等業務時,面臨兩大核心挑戰:

  算力潮汐:蛋白等多組學分析任務常需并行處理數萬個樣本,瞬時需要高達十萬核級别的計算資源,對算力彈性調度要求極高。

  I/O 瓶頸:大規模并行計算中,數千個計算 Pod 同時讀取核心數據文件,極易造成存儲帶寬瓶頸,拖慢整體分析效率。

  解決方案與價值:某生命科學研究院選用火山引擎AMD g3a 實例構建其核心分析平台。

  海量彈性算力:依托火山引擎百萬核級的 AMD 資源池,實現了每分鐘十萬核的彈性調度效率,完美适配科研任務的波峰波谷。

  高性能緩存:利用 AMD 實例卓越的 CPU 内存緩存能力,将高頻訪問的核心數據緩存至内存中,大幅減少了對後端存儲的重複讀取,從根源上緩解了 I/O 帶寬壓力,保障數千計算 Pod 高效協同。

  這一技術優化不僅讓性能完美适配大規模并行計算需求,保障數千 Pod 高效協同、無卡頓推進分析,更讓某生命科學研究院測序服務的核心優勢充分釋放:憑借超低重複率、高精準變異檢測能力與優異的罕見突變檢出表現,搭配極低樣本錯誤分配,靈活适配 FFPE、單細胞、血液等多種樣本類型,建庫測序成功率保持高位。最終,通過算力支撐與測序技術的深度協同,為醫學科研提供更高效、穩定、精準的全流程支撐,助力科研工作者更快突破技術瓶頸、産出核心成果。

  最終,基于 AMD 實例的強大算力支撐,某生命科學研究院的生物信息分析平台得以充分釋放其技術優勢,為醫學科研提供了更高效、穩定、精準的全流程支撐。

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