繼黃仁勛公開發(fā)表“生命科學(xué)才是未來”的觀點后，英偉達(dá)押注生物計算賽道又有新動作。日前，諾和諾德基金會宣布將出資和英偉達(dá)合作，在丹麥建造一臺專注于生成式AI應(yīng)用的超級計算機(jī)，以推動醫(yī)療保健、生命科學(xué)和綠色轉(zhuǎn)型領(lǐng)域的研究與創(chuàng)新，特別是在藥物發(fā)現(xiàn)和蛋白質(zhì)研究領(lǐng)域。
諾和諾德基金會計劃攜手英偉達(dá)聯(lián)合打造的這臺AI超級計算機(jī)被命名為“Gefion”，據(jù)悉，它將會搭載英偉達(dá)最新的芯片技術(shù)，配備191套英偉達(dá)DGX H100系統(tǒng)和1528塊英偉達(dá)H100 Tensor Core GPU，這些組件通過英偉達(dá)Quantum-2 InfiniBand網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)互連，使Gefion有望躋身全球頂尖的人工智能超級計算機(jī)行列。此外，Gefion還將配備英偉達(dá)最先進(jìn)的全套軟件解決方案，賦予科研人員一流的模擬工具和高級編程功能。這一重大項目由諾和諾德基金會聯(lián)手丹麥出口投資基金共同發(fā)起，預(yù)計將于2024年底前投入試運行，旨在為公共和私營部門的研究者提供強(qiáng)大支持。
圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
不過，說到將超級計算機(jī)應(yīng)用在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，英偉達(dá)可能并不會如愿成為唯一的主導(dǎo)者。只因為在生物計算、AI制藥等新興賽道中，有一臺名為安騰(Anton)的專用超級計算機(jī)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)稱霸超過十年以上了。
這臺超算安騰在生物醫(yī)藥圈有過很多一戰(zhàn)成名的標(biāo)志性事件，其中最著名的成功案例之一是幫助美國AI制藥公司Relay Therapeutics進(jìn)行藥物靶點及小分子藥物結(jié)構(gòu)的分子動力學(xué)模擬篩選，僅用18個月、不到1億美金就確認(rèn)了一款用于治療膽管癌的高選擇性FGFR2抑制劑藥物RLY-4008的結(jié)構(gòu)，并且這一切都發(fā)生在4-5年前。這樣的研發(fā)效率一下打破了多年來“研發(fā)費用10億美元，研發(fā)周期10年”的禁錮，RLY-4008也將有望成為有史以來從實驗室走到市場用時最短的一款創(chuàng)新藥之一。
這個超算安騰(Anton)到底是何方神圣?為什么能和算力大佬英偉達(dá)相提并論呢?
超算安騰是一臺特殊設(shè)計的、專門為生物分子動力學(xué)模擬研發(fā)的專用超級計算機(jī)，由美國 D. E. Shaw 研究所(D. E. Shaw Research, DESRES)于2007年首次發(fā)布。
安騰超級計算機(jī)丨圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
為了令分子動力學(xué)模擬運算得更快，在硬件上，安騰超級計算機(jī)(Anton)的芯片、主板、布線都由D. E. Shaw研究所特殊設(shè)計。通過特殊設(shè)計的專用芯片，從而盡可能減少數(shù)據(jù)的傳輸和運算，在芯片上分區(qū)域、分精度計算不同任務(wù)，突破制約分子模擬速度的瓶頸——原子間相互作用力的計算。與之配套的還有經(jīng)過精心設(shè)計的軟件體系，D. E. Shaw研究所同樣為其量身打造了Desmond這一專用分子動力學(xué)模擬軟件，以便與超算安騰的硬件特性完美契合。
受益于這些特殊的軟硬件設(shè)計，當(dāng)使用安騰超算進(jìn)行分子動力學(xué)模擬問題的計算時，算力的效率可以輕松達(dá)到傳統(tǒng)超算的百倍乃至萬倍之多，即使與當(dāng)今全球運算能力最為強(qiáng)勁的超算Frontier相比，安騰超算在該領(lǐng)域的表現(xiàn)依然能超過其約五十倍。正是憑借這樣卓越的性能和對科學(xué)研究與藥物研發(fā)領(lǐng)域做出的重大貢獻(xiàn)，安騰超級計算機(jī)連續(xù)兩次榮膺高性能計算領(lǐng)域的最高榮譽——被譽為“高性能計算界諾貝爾獎”的戈登·貝爾獎。
在分子動力學(xué)模擬應(yīng)用中，安騰超級計算機(jī)帶來了顛覆性的變革效應(yīng)：它將原本局限于微秒范圍內(nèi)的模擬時間尺度一舉拓展至毫秒級別，首次實現(xiàn)了對以往難以觸及的一系列生物物理現(xiàn)象的成功模擬，例如蛋白質(zhì)折疊的過程、抗體在親和力成熟階段的結(jié)構(gòu)變遷等。
安騰超級計算機(jī)丨圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
目前，世界上僅有的幾臺安騰超級計算機(jī)分別安置在匹茲堡超算中心和位于紐約市的D. E. Shaw研究所中。超算安騰的上機(jī)時間根據(jù)提交給美國國家科學(xué)院獨立專家委員會的研究提案分配，只接受美國學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的使用申請，嚴(yán)格禁止中國等其他國家使用。從使用受限的角度，也能理解安騰超級計算機(jī)的科技含量與重要性絲毫也不亞于在如今的AI時代如日中天的英偉達(dá)GPU。
研發(fā)安騰超級計算機(jī)的團(tuán)隊背景則更加傳奇!
D. E. Shaw研究所的創(chuàng)始人是David E. Shaw博士。他是斯坦福大學(xué)計算機(jī)博士，是計算機(jī)領(lǐng)域頂尖的“天才”級人物，不到30歲就進(jìn)入哥倫比亞大學(xué)任教，并開展大規(guī)模并行計算研究。之后他投身華爾街，加入摩根士丹利，利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行量化交易。1988年，David E. Shaw博士創(chuàng)辦了以自己名字命名的對沖基金D. E. Shaw & Co，賺得盆滿缽滿，他本人也因在高頻量化交易方面的先驅(qū)作用在1996年被《財富》雜志稱為“King Quant”(量化投資之王)。
David E. Shaw博士丨圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
在財富自由后，David E. Shaw博士希望做一些更能體現(xiàn)人生價值的工作。偶爾的機(jī)會，他得知可以通過加速生物大分子的模擬來推動藥物研發(fā)，于是就有了安騰計算機(jī)誕生的契機(jī)。為研發(fā)出超算安騰，D. E. Shaw Research招募了數(shù)百名數(shù)學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等專業(yè)以及計算機(jī)軟硬件方面的最頂尖的理工博士，給這些大牛們每人開了一年幾十萬美金的工資，這是這些博士通常能找到研究崗位工資的2-3 倍。
借助超算安騰舉世無雙的計算能力，D.E. Shaw團(tuán)隊在分子動力學(xué)模擬領(lǐng)域笑傲江湖，每年在國際頂尖的學(xué)術(shù)雜志《自然》和《科學(xué)》上發(fā)表文章，學(xué)術(shù)聲譽勢不可擋，而David E. Shaw博士時隔十幾年再次成為美國前總統(tǒng)奧巴馬的科學(xué)與技術(shù)顧問。
自2023年起，英偉達(dá)強(qiáng)勢進(jìn)軍生物計算領(lǐng)域，僅在上半年5月至11月短短6個月期間，就戰(zhàn)略性投資了9家專注于AI制藥的新興企業(yè)。近日與全球制藥巨頭諾和諾德聯(lián)手打造超級計算機(jī)之舉，無疑標(biāo)志著英偉達(dá)的AI技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域的實踐應(yīng)用正穩(wěn)健推進(jìn)并將實現(xiàn)重大突破?？鐕揞^在生物計算版塊的積極布局，有望催化國內(nèi)醫(yī)學(xué)科研領(lǐng)域緊跟步伐，實現(xiàn)創(chuàng)新驅(qū)動的快速發(fā)展。
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