2018/04/28

攻克埃博拉 “超算之神”伸援手

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引言

“阿尔特弥斯”是希腊神话中主宰人类疾病和健康的神。面对全球埃博拉等恶性传染病的袭击，很多人联想到这是神的惩罚，并希望获得神的救赎。一套以“阿尔特弥斯”命名的超级计算系统在悉尼大学上线，这会为埃博拉病毒的攻克带来希望么？

埃博拉病毒在西非的肆虐让很多人听闻之后不寒而栗，埃博拉病毒会“融化”内脏，让感染者两周之内变成“活死人”。时至今日，世界卫生组织和各国药物研发公司仍然没有找到很好的对抗办法。

面对当今世界的很多传染性恶性疾病，如艾滋病、埃博拉、中东呼吸综合征等，有人不禁联想，这是来自神的警告。在古希腊诸神中，宙斯之女，太阳神阿波罗的胞妹月亮之神阿尔特弥斯同时拥有“死亡之神”和“健康之神”的称号。她与阿波罗一样，拥有带给人们瘟疫、疾病，还有突然死亡的能力。但与此同时，她也能够为人带来健康、治疗疾病，与为人类带来死亡、瘟疫的作用相互抵消。

不知道阿尔特弥斯能否看到西非的疾病肆虐并有所作为。但一套以“阿尔特弥斯”命名的超级计算机系统已经在悉尼大学上线，正在用于埃博拉病毒的研究。这套由戴尔澳大利亚公司协助创建的超算系统将帮助悉尼大学的分子生物学、经济学、机械工程学、物理海洋学等学科的研究者开展研究工作，并提供强劲的研究数据分析能力。借助这台超级计算机，该校所有学科的研究者能够无偿运行高性能计算。

澳大利亚国家健康与医疗研究委员会研究员、悉尼大学查尔斯-柏金斯中心的爱德华•福尔摩斯教授表示，他正在使用“阿尔特弥斯”超级计算机跟踪埃博拉病毒在西非的传播。

生物科学研究为什么

离不开高性能计算？

高性能计算（HPC）是指通常使用很多处理器或者某一集群中组织的几台计算机的计算系统和环境。其类型范围从标准计算机的大型集群，到高度专用的硬件。主要特点就是其超级强大的运算能力。

香港浸会大学计算机系博士赵开勇、邓斐曾在几年前专门撰文阐述过高性能计算在生物科学领域的应用。随着科学技术的发展，人类在生物科学中不断研究和探索，从分子结构到原子结构，再到纳米结构。采用的手段也从传统的显微镜，到电子显微镜，再到现在的计算显微镜。而基于强大的计算能力之上的计算生物科学，将给我们带来生物科学发展的新契机。

赵开勇、邓斐谈到，模拟病毒感染或光合作用的过程只能由拥有并行计算能力强大的GPU去运行。而通过基因蓝图制造蛋白质以及通过模拟的方式来选择生产更好的高分子纳米材料这样的工作，采用CPU和采用GPU进行运算则更是十几小时和几分钟的巨大差别了。

超算之神“阿尔特弥斯”

有多强大？

在悉尼大学埃博拉病毒的研究过程中，福尔摩斯教授将病毒样本从毗邻塞拉利昂和利比里亚的几内亚患者身上收集来之后，通过对病毒的基因代码进行排序，这样将能够发现埃博拉病毒在传播过程中进行了怎样的变异和适应。福尔摩斯教授称，“我们使用机器对病毒进行编码，然后使用计算机来分析所得的编码。高性能计算的一大优势是能够实时完成这一工作，比我以前所见的计算机至少快了10倍。”

并且，计算机分析能够识别病毒传播较活跃的特定人群和医院。“这些人群和医院是需要重点控制的。必须集中更多的疫苗和医疗人员提供给他们，以尽力阻止病毒的蔓延。我们所收集的数据，能让我们了解在哪些地方病毒传播最剧烈。”福尔摩斯教授表示“阿尔特弥斯”超级计算机还能实时追踪流感的传播。它能辨别病毒的基因突变，以便于应需重新开发疫苗。

戴尔打造的这款超级计算系统“阿尔特弥斯”究竟有多强大呢？据悉她拥有1512个计算核心、接近10TB的快速DDR4内存、10个Nvidia Tesla K40显卡单元和480TB的Lustre文件存储。如此强大的配置，堪称一个超算之神，希望在她的帮助下，福尔摩斯教授和悉尼大学能够找到对抗埃博拉病毒的办法。

我们需要仰视

高性能计算么？

对于这个问题，我们的答案可以是“是”也可以是“否”。

我们仰视高性能计算是因为她的超强运算能把很多科技行业带入新的境界，带动产业变革；从另外一个角度来看，高性能计算对于厂商要求非常高，只有拥有全部硬件和服务以及极强影响力的供应商才能提供优质的高性能计算服务。五年前，凯特汉姆作为莲花车队的新身份重返F1赛场时，选择了戴尔的HPC解决方案。凯特汉姆车队的商业经理Richard当时明确的表示，“我们需要的是单独的一家提供商，能够跨所有项目提供所需的所有硬件和相关服务；其次，供应商必须具有极强的响应能力，能够借助全球支持网络完成各项任务；最后，出众的性价比也是我们看中的。”

我们可以不再仰视高性能计算，是因为我们可以赞美但又不必再遥望。十几年前的高性能计算主要运行在大型机上，HPC的昂贵使得只有政府和大型国家科研机构才能用得起大型机。而现在，像戴尔这样的厂商开始使用集群系统，采用标准化、低成本的部件进行高性能运算系统的搭建。越来越多的行业和领域开始使用高性能计算，大到灾难预测，小到室内设计。在HPC的发展过程中，戴尔也在进一步提供开放、标准化的方案，让高性能计算惠及更多企业。

相信HPC会让世界更美好。