北京生命科學(xué)研究所作為中國政府在發(fā)展生命科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的重要戰(zhàn)略布局，成立以來在《cell》、《Nature》等國際核心學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表的論文一直居各科研院所之首。黃牛博士介紹說，基于高性能計(jì)算機(jī)對生物大分子進(jìn)行深入，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行藥物設(shè)計(jì)，是近年來國際生物醫(yī)藥研究的前沿領(lǐng)域，這也是以其本人名字命名的黃牛實(shí)驗(yàn)室主要研究方向。大分子是目前自然界物質(zhì)結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的分子，一個(gè)生物大分子及其環(huán)境組成的系統(tǒng)往往包括幾萬至幾十萬個(gè)原子，由于這類研究需要有大量的數(shù)據(jù)處理和模型模擬，對高性能計(jì)算系統(tǒng)的性能提出更高要求。

針對于北京生命科學(xué)研究所的應(yīng)用需求，并結(jié)合浪潮多年來在生命科學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗(yàn)。浪潮特別從應(yīng)用規(guī)劃到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都作了深入的調(diào)研分析和精準(zhǔn)的方案部署，提供了針對本次項(xiàng)目需求的基于英特爾45納米四核處理器的浪潮天梭TS10000集群。

1）該系統(tǒng)多達(dá)102個(gè)節(jié)點(diǎn)，全部采用Intel 45nm制程技術(shù)的四核至強(qiáng)處理器，主頻高達(dá)2.0Hz；整套系統(tǒng)有204顆CPU，816顆計(jì)算核心，系統(tǒng)峰值計(jì)算性能可達(dá)6500Gflops（6.5萬億次），成為中國生命科研領(lǐng)域的峰值能力最強(qiáng)的高性能系統(tǒng)，滿足用戶對高性能計(jì)算能力的要求。

此外，這套浪潮天梭高性能計(jì)算系統(tǒng)，功耗遠(yuǎn)低于業(yè)界同類產(chǎn)品，領(lǐng)先的45nm技術(shù)配合浪潮獨(dú)到的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，系統(tǒng)計(jì)算性能獲得超過20％提升的同時(shí)，功耗節(jié)省30%，每年可節(jié)電數(shù)萬千瓦時(shí)。

2）一套千兆計(jì)算網(wǎng)絡(luò)兼管理網(wǎng)絡(luò)，針對用戶的應(yīng)用特點(diǎn)，采用3臺48口千兆交換機(jī)堆疊，提供1000Mbps通信，滿足I/O請求的帶寬和延遲需求。

3）集群中部署OpenPBS作業(yè)調(diào)度系統(tǒng)，從而提高對大規(guī)模作業(yè)管理的高效性與便捷性；浪潮TSMM2.0監(jiān)控管理軟件，實(shí)現(xiàn)對整套系統(tǒng)的單一映射，從而為系統(tǒng)管理員提供了監(jiān)控管理集群中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的統(tǒng)一平臺。

系統(tǒng)拓?fù)鋱D

從天到小時(shí) 科研效率大提速

利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行藥物篩選是針對治療疾病的靶標(biāo)–生物大分子（酶、蛋白質(zhì)、受體或核酸）來篩選化學(xué)小分子庫。如同是從一堆鑰匙中選出匹配的鑰匙來打開特定的鎖一樣。生物大分子好比是鑰匙，藥物小分子好比是鎖，要選擇合適的生物大分子來打開藥物小分子這把鎖。這就是藥物研究中的鎖和鑰匙原理。

黃牛博士介紹，在研究過程中，要有效地利用所獲得的生物學(xué)信息，來針對疾病靶標(biāo)設(shè)計(jì)治療性藥物，就需要從原子水平上來掌握生物大分子的三維結(jié)構(gòu)和生物功能之間的關(guān)系，而生物大分子及其環(huán)境組成的系統(tǒng)往往包括幾萬至幾十萬個(gè)原子，因此在這么大的數(shù)據(jù)庫里面要實(shí)現(xiàn)"一把鑰匙配一把鎖"，是一項(xiàng)十分復(fù)雜和困難的工作，這樣的研究沒有高性能計(jì)算機(jī)根本不可能進(jìn)行。

黃牛博士在談到這套浪潮天梭時(shí)高興地講到，這套系統(tǒng)可提高篩選效率幾十甚至上百倍。例如過去利用單個(gè)CPU的工作站對一個(gè)生物大分子進(jìn)行20萬個(gè)小分子庫的篩選需要10多天，如今采用浪潮天梭超級計(jì)算機(jī)僅僅只要半個(gè)小時(shí)，大大提高了工作效率。

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