听说英伟达和诺和诺德要共建医药研发超算,超算安腾默默笑了

来源:搜狐 2024-04-19

  继黄仁勋公开发表“生命科学才是未来”的观点后,英伟达押注生物计算赛道又有新动作。日前,诺和诺德基金会宣布将出资和英伟达合作,在丹麦建造一台专注于生成式AI应用的超级计算机,以推动医疗保健、生命科学和绿色转型领域的研究与创新,特别是在药物发现和蛋白质研究领域。

  诺和诺德基金会计划携手英伟达联合打造的这台AI超级计算机被命名为“Gefion”,据悉,它将会搭载英伟达最新的芯片技术,配备191套英伟达DGX H100系统和1528块英伟达H100 Tensor Core GPU,这些组件通过英伟达Quantum-2 InfiniBand网络架构互连,使Gefion有望跻身全球顶尖的人工智能超级计算机行列。此外,Gefion还将配备英伟达最先进的全套软件解决方案,赋予科研人员一流的模拟工具和高级编程功能。这一重大项目由诺和诺德基金会联手丹麦出口投资基金共同发起,预计将于2024年底前投入试运行,旨在为公共和私营部门的研究者提供强大支持。

  图片来源:网络

  不过,说到将超级计算机应用在药物发现领域,英伟达可能并不会如愿成为唯一的主导者。只因为在生物计算、AI制药等新兴赛道中,有一台名为安腾(Anton)的专用超级计算机已经在世界范围内称霸超过十年以上了。

  这台超算安腾在生物医药圈有过很多一战成名的标志性事件,其中最著名的成功案例之一是帮助美国AI制药公司Relay Therapeutics进行药物靶点及小分子药物结构的分子动力学模拟筛选,仅用18个月、不到1亿美金就确认了一款用于治疗胆管癌的高选择性FGFR2抑制剂药物RLY-4008的结构,并且这一切都发生在4-5年前。这样的研发效率一下打破了多年来“研发费用10亿美元,研发周期10年”的禁锢,RLY-4008也将有望成为有史以来从实验室走到市场用时最短的一款创新药之一。

  这个超算安腾(Anton)到底是何方神圣?为什么能和算力大佬英伟达相提并论呢?

  超算安腾是一台特殊设计的、专门为生物分子动力学模拟研发的专用超级计算机,由美国 D. E. Shaw 研究所(D. E. Shaw Research, DESRES)于2007年首次发布。

  安腾超级计算机丨图片来源:网络

  为了令分子动力学模拟运算得更快,在硬件上,安腾超级计算机(Anton)的芯片、主板、布线都由D. E. Shaw研究所特殊设计。通过特殊设计的专用芯片,从而尽可能减少数据的传输和运算,在芯片上分区域、分精度计算不同任务,突破制约分子模拟速度的瓶颈——原子间相互作用力的计算。与之配套的还有经过精心设计的软件体系,D. E. Shaw研究所同样为其量身打造了Desmond这一专用分子动力学模拟软件,以便与超算安腾的硬件特性完美契合。

  受益于这些特殊的软硬件设计,当使用安腾超算进行分子动力学模拟问题的计算时,算力的效率可以轻松达到传统超算的百倍乃至万倍之多,即使与当今全球运算能力最为强劲的超算Frontier相比,安腾超算在该领域的表现依然能超过其约五十倍。正是凭借这样卓越的性能和对科学研究与药物研发领域做出的重大贡献,安腾超级计算机连续两次荣膺高性能计算领域的最高荣誉——被誉为“高性能计算界诺贝尔奖”的戈登·贝尔奖。

  在分子动力学模拟应用中,安腾超级计算机带来了颠覆性的变革效应:它将原本局限于微秒范围内的模拟时间尺度一举拓展至毫秒级别,首次实现了对以往难以触及的一系列生物物理现象的成功模拟,例如蛋白质折叠的过程、抗体在亲和力成熟阶段的结构变迁等。

  安腾超级计算机丨图片来源:网络

  目前,世界上仅有的几台安腾超级计算机分别安置在匹兹堡超算中心和位于纽约市的D. E. Shaw研究所中。超算安腾的上机时间根据提交给美国国家科学院独立专家委员会的研究提案分配,只接受美国学术机构的使用申请,严格禁止中国等其他国家使用。从使用受限的角度,也能理解安腾超级计算机的科技含量与重要性丝毫也不亚于在如今的AI时代如日中天的英伟达GPU。

 研发安腾超级计算机的团队背景则更加传奇!

  D. E. Shaw研究所的创始人是David E. Shaw博士。他是斯坦福大学计算机博士,是计算机领域顶尖的“天才”级人物,不到30岁就进入哥伦比亚大学任教,并开展大规模并行计算研究。之后他投身华尔街,加入摩根士丹利,利用计算机技术进行量化交易。1988年,David E. Shaw博士创办了以自己名字命名的对冲基金D. E. Shaw & Co,赚得盆满钵满,他本人也因在高频量化交易方面的先驱作用在1996年被《财富》杂志称为“King Quant”(量化投资之王)。

  David E. Shaw博士丨图片来源:网络

  在财富自由后,David E. Shaw博士希望做一些更能体现人生价值的工作。偶尔的机会,他得知可以通过加速生物大分子的模拟来推动药物研发,于是就有了安腾计算机诞生的契机。为研发出超算安腾,D. E. Shaw Research招募了数百名数学、化学、生物学等专业以及计算机软硬件方面的最顶尖的理工博士,给这些大牛们每人开了一年几十万美金的工资,这是这些博士通常能找到研究岗位工资的2-3 倍。

  借助超算安腾举世无双的计算能力,D.E. Shaw团队在分子动力学模拟领域笑傲江湖,每年在国际顶尖的学术杂志《自然》和《科学》上发表文章,学术声誉势不可挡,而David E. Shaw博士时隔十几年再次成为美国前总统奥巴马的科学与技术顾问。

  自2023年起,英伟达强势进军生物计算领域,仅在上半年5月至11月短短6个月期间,就战略性投资了9家专注于AI制药的新兴企业。近日与全球制药巨头诺和诺德联手打造超级计算机之举,无疑标志着英伟达的AI技术在医疗领域的实践应用正稳健推进并将实现重大突破。跨国巨头在生物计算版块的积极布局,有望催化国内医学科研领域紧跟步伐,实现创新驱动的快速发展。

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