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时间:2010-11-09 17:14 作者:佚名

英特尔双核处理器技术助Vital-IT改进尖端生命科学研究

    [导读]为了继续保持全球支持学术生物技术研究最先进计划之一的地位,以及全球著名的生命科学数据库和web服务器的高度可用性,Vital-IT需要提高其高性能计算(HPC)平台的计算能力。在进行密集型性能指标评测之后,Vital-IT决定借助基于双核英特尔至强5100系列处理器且采用Proliant*服务器刀片的HP BladeSystem★c-Class解决方案来扩展其现有生产集群。

    标签:英特尔Vital-IT双核处理器技术

    为了继续保持全球支持学术生物技术研究最先进计划之一的地位,以及全球著名的生命科学数据库和web服务器的高度可用性,Vital-IT需要提高其高性能计算(HPC)平台的计算能力。在进行密集型性能指标评测之后,Vital-IT决定借助基于双核英特尔至强5100系列处理器且采用Proliant*服务器刀片的HP BladeSystem★c-Class解决方案来扩展其现有生产集群。

    挑战

    保持VitaI-IT作为国际生命科学学术界和工业领域中出色的高性能计算 (HPE)设备领先供应商的地位

    推动生物医学科学领域更高效的研究工作,从而支持科学家改善并加速他们的研究项目

    提高现有HPC平台的性能,同时维持类似的成本,并最大限度地减小数据中心的扩展

    保持服务器集群卓越的可管理性以及出色的连接能力

    解决方案

    在进行密集型性能指标评测之后,Vital-IT部署了4台支持64个服务器刀片的HP BladeSystems来扩展其高性能计算(HPC)平台,这些服务器采用了128枚双核英特尔至强5100系列处理器

    在性能指标评测套件上运行标准数据集,相比英特尔先前的产品以及其竞争对手的产品,双核英特尔至强5100糸列处理器可带来100%的性能提升

    Vital-IT的评估表明:与英特尔先前的处理器以及竞争对手的处理器相比,英特尔双核处理器技术可提供单位面积内的最佳性价比

    HP引adeSystem可带来出色的连接能力,使HPC平台非常易于管理

    形势评估

    对大多数人而言,当我们想到瑞士时,脑海中首先浮现的并非生物技术。然而,瑞士享有生命科学天堂的美誉。根据安永2006年瑞士生物技术报告数据显示,截止2005年底,瑞士生物技术行业已有229家公司,这在欧洲排名第六位,世界排名第十位。与该国人口相比,其生物技术密度是世界上最高的。全球生物信息学领域的科学家和研究人员都依靠数据库和服务器开展工作,例如UniProt和ExPASy(蛋白质分析专家系统),这些都是由瑞士的开发人员创建的。2005年瑞士生物技术行业提供了1 4,400多个工作岗位,销售额约48亿美元(60亿瑞士法郎),在本国的经济中发挥着举足轻重的作用。

    得益于积极的技术方法,瑞士的生命科学取得了巨大的进展。同时,生物技术研究所也早早认识到IT在保持竞争优势中的重要性。2003年,瑞士生物信息研究所( SIB)、洛桑大学、日内瓦大学、路德维格癌症研究所、瑞士联邦理工学院,洛桑联邦理工学院(EPFL)、惠普、英特尔以及甲骨文共同创建了Vital-lT ——一个生命科学信息计划,旨在提供IT资源、咨询及培训,来为学术研究与商业应用之间搭建桥梁。通过其创办成员的大力支持以及他们丰富的专业知识,Vital-IT得到了来自学术界及类似行业的鼎力相助,以为生命科学领域开发高性能计算(HPC)工具及基础设施。

    Vital-IT可为那些从事新型生物信息项目的大中小型企业提供众多服务和咨询。作为这些服务的一部分,Vital-IT有责任提供强大的计算平台来满足生物技术领域一些最先进研究的需求。大约300名来自瑞士大学附属研究所的注册用户依靠这些高性能设施来进行快速、可靠的计算。该平台还为许多数据库和Web服务器(包括ExPASy)的后端提供强大动力,它们是蛋白质组学工具和数据库的主要资源。

    任何时候,该平台都可支持多达40个科学项目。这些项目覆盖了广泛的研究领城,从映射、分析蛋白质的结构和功能到分子建模、基因研究、发展史以及分子进化研究。科学家利用HPE平台从大型复杂的数据集中寻找模式并汲取知识,进而了解基因、蛋白质及其他生物组织的结构和行为。鉴于生物数据集的规模不断增加,科学家提出的问题愈来愈复杂,Vital-IT就需要进一步提高其HPE平台的计算能力。

    提供解决方案

    Vital-IT采用一套普遍使用的9个生命科学应用,对高性能计算(HPC)平台进行了广泛的性能指标评测。这些应用包括CHARMM*-大分子模拟程序,Gromacs*-模拟分子动力学的软件,T-Coffee* -用于3个或多个生物序列(蛋白质,DNA或RNA)的序列对准应用。通过在性能指标评测套件上运行标准数据集,该性能指标评测套件可测试各种硬件特性,Vital-IT比较了英特尔及其竞争对手目前推出的八种不同类型的处理器。

    结果表明,在运行应用套件时,双核英特尔至强5100系列处理器有着绝对的的优势,表现明显超越了其它处理器。采用GNU编译器集(GCC),运行于双核英特尔至强5100系列处理器的Gromacs应用计算一个标准数据集的时间比运行于其它测试处理器时减少33%至50%.CHARMM的性能提升高达100%。

    除了计算速度的大幅提高之外,双核英特尔至强5100系列处理器还以与备选产品同等的价位提供了更高的性能。

    基于性能指标评测,Vital-IT决定部署4台支持64个服务器刀片的HP BladeSystem* c7000机箱,它们采用了128枚双核英特尔至强5100系列处理器的。由于其出色的能效,HP BladeSystem占地面积非常小,从而能够在单位面积内提供最出色的性价比。加之出色的可管理性和连接能力,新型服务器能够与现有解决方案完美兼容。Vital-IT现有的生产集群包含32台基于英特尔安腾2处理器的HP Integrity双路服务器以及32台基于64位英特尔至强处理器的HP Proliant双路服务器。

    英特尔和惠普与Vital-IT紧密合作,在部署过程中为其提供了大力支持。并且两家公司还派了程序员到现场协助Vital-IT完成了所有阶段的部署工作。特别是,整合基于集群的文件系统给Vital-IT提出了严峻的挑战。研究生成的大型数据集需要通过一个高可用性输出模式进行访问。惠普工程师利用自己丰富的专业知识成功地解决了这一问题。英特尔初期的培训和技术支持为Vital-IT进一步的轶件开发奠定了坚实基础。

    完成部署后,研究人员很快就能感受到提高的平台处理能力。In Silico大分子建模采用广泛的IT资源进行结构分析、解译和可视化,而这反过来可用于药物靶标识别和药物发现过程。借助
    扩展的HPC平台,科学家可以更快地进行研究,同时也加快了他们对大分子特性的了解。该研究有助于科学家开发癌症等疾病的治疗方法。

    同样,提高的计算速度还可以加速蛋白质半自动化注释,该过程由著名UniProt数据库的注释工具,采用一组模块通过Anabelle服务器执行。蛋白质是细胞中最重要的物质,负责执行基因中编码的信息所指定的任务。在Vital-IT中部署的全新英特尔技术加快了对蛋白质功能的理解,有助于为科学领域提供基本信息。在部署之前,研究该项目的科学家需要全天利用HPE平台的全部计算能力来处理他们所需的信息。如今,HPC使他们能够轻而易举地完成这些任务。

    Vital-IT不断地评估新技术,目前正在对全新四核英特尔处理器进行性能指标评测,预计性能还会有所提升。

    Vital-IT不仅致力于提供出色的计算平台来协助国际生命科学学术界的研究工作,而且还确保其行业伙伴的利益和目标得到满足。为了实现这一目标,Vital-IT组建了行业咨询小组(IAT),该小组主要由来自制药业及T企业的代表组成。来自诺华、赛诺菲安万特、雪兰诺、Nestle研究中心、甲骨文、惠普、英特尔以及Vital-IT的科学家每年进行三次会谈,主要讨论当前生物医学项目及未来的研究需求。此举有助于Vital-IT缩小学术界与工业领域的差距,以提升它在大型国际厂商中的企业形象。

    自从扩展平台以来,使用Vital-IT设备的科学家给出了十分肯定的反馈信息。提升的性能不仅加快了当前的研究速度,而且为新项目提供了可靠的平台。因此,科学家将会有机会从事更尖端的研究项目,从而有助于Vital-IT跻身全球顶级生物技术研究机构之列。

     

     


    关键技术

    Vital-IT的高性能计算(HPC)平台添加了4台支持64个服务器刀片的HP BladeSl/stem★c7000机箱,它们采用7128枚双核英特尔至强5100系列处理器

    现有的生产集群包含36台采用英特尔安腾2处理器的HP Integrity双路服务器以及32台采用单核64位英特尔至强处理器的HP Proliant*双路服务器

    有两个现有开发集群,其中包含2台采用英特尔安腾2处理器的HP Integrity*双路服务器以及32台采用单核64位英特尔至强处理器的HP Proliant*双路服务器

    HPE平台运行于RedHat★ Linux架构

    大多数基础设施系统都与Voltaire提供的高速Infiniband网络相连

    HP SFS集群文件系统确保存储安全,支持快速访问生物数据库

    Vital-IT

    Vital-IT是日内瓦湖的一些研究机构、巴塞尔大学、惠普、英特尔以及甲骨文公司之间的一种学术界与工业领域的协作。它由瑞士生物信息研究所( SIB)管理。

    SIB拥有150名员工和50至1 00位合作人,这些合作人分别在日内瓦、洛桑、巴塞尔及苏黎世的相关机构工作。

    Vital-IT被公认为欧洲致力于生命科学研究最重要的计算中心之一。

    在Vital-IT进行的研究对理解生命科学起着关键作用,为更快的药物发现以及更好地认识癌症等疾病奠定了坚实基础。

     

     

    【责任编辑:汇心 TEL:(010)68476606】

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