生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的重點(diǎn)領(lǐng)域，算力則成為破解生命秘密的“鑰匙”。作為生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的南方“硅谷”，生物島實驗室選擇浪潮AI服務(wù)器NF5488A5和高密度服務(wù)器i48，構(gòu)建了生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)科創(chuàng)平臺，將全基因組測序的效率提升20倍，大大加快了科研進(jìn)度。

生物島實驗室是廣東省以培育創(chuàng)建國家實驗室、打造國家實驗室“預(yù)備隊”為目標(biāo)啟動建設(shè)的首批省級實驗室，瞄準(zhǔn)干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)理論與技術(shù)的前沿研究，致力于建設(shè)重大科技基礎(chǔ)設(shè)施和平臺，打造再生醫(yī)學(xué)與健康前沿研究基地、臨床應(yīng)用基地、成果轉(zhuǎn)化及產(chǎn)業(yè)化基地和高水平人才基地，推動生物醫(yī)藥與健康產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

為保障再生醫(yī)學(xué)前沿基礎(chǔ)研究、臨床創(chuàng)新研究、生物信息、生物安全研究、高端生物醫(yī)療器械耗材研發(fā)等領(lǐng)域的重點(diǎn)科研項目順利開展，生物島實驗室推動建設(shè)生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)科創(chuàng)平臺。該平臺一方面將為數(shù)據(jù)資源獲取、數(shù)據(jù)交易、數(shù)據(jù)共享、科學(xué)研究、成果發(fā)布、成果轉(zhuǎn)化落地、生物信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定等業(yè)務(wù)體系提供全周期支撐服務(wù)，幫助臨床醫(yī)生提升科研效率，促進(jìn)科研創(chuàng)新；另一方面支撐保障建立生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)供需雙方及技術(shù)支撐方共同參與的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟雛形。

數(shù)據(jù)量大、計算力要求高是生物醫(yī)學(xué)研究的突出特征。人類基因組包含30億個堿基對，一次全基因組檢測會產(chǎn)生超過100G的海量數(shù)據(jù)。即使是對人體局部部位進(jìn)行測序，大樣本的批量處理也會帶來極高的計算需求。以結(jié)直腸癌測序為例，要對2000對4000例（每個患者測一個正常組織和一個癌變組織）的測序數(shù)據(jù)完成一次全基因組測序(WGS)，基于目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)現(xiàn)有的設(shè)施需要耗費(fèi)長達(dá)數(shù)年的時間。

除了分析效率較低之外，生物醫(yī)學(xué)研究還給數(shù)據(jù)存儲與傳輸帶來了挑戰(zhàn)：數(shù)據(jù)增長快，存儲費(fèi)用高，維護(hù)成本高；傳統(tǒng)硬盤寄送方式周期長、效率低，而且難以進(jìn)行多中心數(shù)據(jù)共享訪問，無法充分發(fā)揮醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)的價值。

提速20倍 算力為生物醫(yī)學(xué)科研插上“翅膀”

生物島實驗室主要涉及基因測序、醫(yī)療影像三維重構(gòu)、醫(yī)療圖像分析等HPC和AI應(yīng)用。在詳細(xì)了解需求后，浪潮為生物島實驗室提供了“HPC+AI”數(shù)據(jù)中心方案，整合了浪潮AI服務(wù)器NF5488A5、高密度服務(wù)器i48、基于BeeGFS的并行存儲系統(tǒng)，總體算力超千萬億次，可用存儲空間大于3PB，充分滿足生物醫(yī)學(xué)研究對計算分析、數(shù)據(jù)存儲的需求，助力生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)科創(chuàng)平臺建設(shè)。

其中浪潮AI服務(wù)器NF5488A5承擔(dān)了醫(yī)療影像分析、AI輔助診斷等相關(guān)應(yīng)用研究工作，NF5488A5具有強(qiáng)大的性能，一臺相當(dāng)于1000臺普通服務(wù)器，有利地支撐了生物實驗室海量的醫(yī)療影像數(shù)據(jù)計算，大幅提升了AI模型的訓(xùn)練效率。浪潮i48在4U空間內(nèi)可混合部署8臺不同類型的雙路計算節(jié)點(diǎn)，高擴(kuò)展高可用。基于浪潮i48，生物島實驗室進(jìn)行了基因測序方面的HPC應(yīng)用工作，將人和類似哺乳動物的全基因組組裝時間縮短到2天以內(nèi)。除了硬件平臺之外，浪潮還為生物島實驗室配置了HPC集群管理平臺ClusterEngine，打通硬件運(yùn)維、業(yè)務(wù)管理和應(yīng)用性能分析，大幅提升HPC集群的資源利用率和計算效率。

對比傳統(tǒng)方案，浪潮解決方案不僅能夠提供強(qiáng)大的計算力支持、更低TCO的大容量存儲，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)PB級數(shù)據(jù)共享，充分挖掘醫(yī)療數(shù)據(jù)價值，并能顯著提升數(shù)據(jù)處理的效率。以結(jié)直腸癌測序為例，該平臺可以在兩個月內(nèi)完成4000樣本的一次全基因組測序(WGS)，與過去以“年”為單位的計算周期相比，效率提升高達(dá)20倍。

生物島實驗室破解生命密碼

推出新型冠狀病毒核酸現(xiàn)場快檢產(chǎn)品“分子檢測卡”，把檢測時間控制在半小時左右；建成以癌癥、癌旁組織為主的類器官生物樣本庫，推動抗癌藥物的研發(fā)；推進(jìn)免疫細(xì)胞再生與轉(zhuǎn)化研究，利用干細(xì)胞的再生潛能來治療多種“頑疾”等等，這些都是生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的鮮活成果，也是生物島實驗室價值的重要體現(xiàn)。

如今，生物島實驗室生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)科創(chuàng)平臺已經(jīng)全面投入使用。以該平臺為基礎(chǔ)，生物島實驗室正在搭建臨床組學(xué)智能分析系統(tǒng)，整合基因組學(xué)、代謝組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、表觀遺傳學(xué)等多維度組學(xué)測序數(shù)據(jù)，對組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化存儲和管理，為開展臨床組學(xué)研究提供廣泛的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐，同時通過基因組學(xué)數(shù)據(jù)與臨床大數(shù)據(jù)的融合，拓展科研維度、提升科研水平，鞏固學(xué)術(shù)地位，促進(jìn)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)成果向臨床實踐轉(zhuǎn)化。