隨著云計(jì)算技術(shù)的加持,生命科學(xué)行業(yè)加速駛向了快車道。為更好地推動這一前沿學(xué)科的發(fā)展和人才培養(yǎng),阿里云聯(lián)合英特爾(中國)面向全球開發(fā)者,組織了天池大賽—“創(chuàng)新大師杯”冷凍電鏡蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)建模大賽,致力于探索智能計(jì)算在生命科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用與創(chuàng)新。本次挑戰(zhàn)賽吸引了全球1917支高水平隊(duì)伍參賽,橫跨美國、新加坡、印度等41個(gè)國家和地區(qū),不僅有世界頂尖院校參加,還吸引了中國科學(xué)院、國家超算中心、國家數(shù)字化工程中心、字節(jié)跳動、科大訊飛等知名的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)參加。經(jīng)過數(shù)月激烈角逐,在2022年8月5日,阿里云召開的生命科學(xué)與智能計(jì)算峰會上,本屆大賽頒獎典禮也如期舉行。

蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)生物學(xué)的關(guān)鍵研究對象,其對于理解蛋白質(zhì)功能以及相關(guān)生物學(xué)過程的工作機(jī)理有非常重要的意義。準(zhǔn)確的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)原子模型不僅能夠幫助研究者在理論上理解生命活動的內(nèi)在原理,同時(shí)也能為藥物研發(fā)等諸多工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。

枚舉每一種蛋白質(zhì)可能存在的結(jié)構(gòu),需要花費(fèi)大量的時(shí)間。最近,在強(qiáng)大的算法與算力的支持下,DeepMind將運(yùn)算時(shí)間從數(shù)月縮短至了數(shù)小時(shí)。AI生物學(xué)帶來了極致的效率革命,這對于人類攻克癌癥等疑難雜癥有著劃時(shí)代的意義。要在數(shù)據(jù)洪流的時(shí)代實(shí)現(xiàn)重大的科學(xué)突破、分析基因組數(shù)據(jù),應(yīng)用于藥物研發(fā)、疾病檢測、個(gè)性化治療,依賴于高效便捷的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)和強(qiáng)大的計(jì)算平臺支持。蛋白質(zhì)破解的事件是一個(gè)標(biāo)志,在生命科學(xué)領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展還需要高效的HPC系統(tǒng)和強(qiáng)大的算力,分析計(jì)算復(fù)雜、散點(diǎn)化、非結(jié)構(gòu)化的生物醫(yī)學(xué)大數(shù)據(jù)。

本次大賽基于阿里云彈性高性能計(jì)算(Elastic High Performance Computing,E-HPC)進(jìn)行。阿里云E-HPC平臺,基于阿里云基礎(chǔ)設(shè)施,可靈活生產(chǎn)基于任何ECS實(shí)例構(gòu)成的HPC集群,滿足不同應(yīng)用特征的性價(jià)比要求。阿里云E-HPC主要面向教育科研、企事業(yè)單位和個(gè)人,提供快捷、彈性、安全的一站式公共云HPC服務(wù)。計(jì)算實(shí)例基于intel第三代至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器(CooperLake),通過高效、面向未來的服務(wù)器基礎(chǔ)設(shè)施提供卓越的性能和靈活性,推動新的業(yè)務(wù)突破和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。深度學(xué)習(xí)加速和增強(qiáng)型AVX-512等內(nèi)置優(yōu)勢提供了人工智能和HPC的融合以及工作負(fù)載性能。同時(shí)運(yùn)用基于IceLake的Software Guard Expressions技術(shù),通過內(nèi)存中獨(dú)立于操作系統(tǒng)或硬件配置的應(yīng)用程序隔斷,提供細(xì)粒度的數(shù)據(jù)保護(hù)。

本次大賽意在探索基于大數(shù)據(jù)訓(xùn)練的人工智能方法在由電勢能分布獲取蛋白質(zhì)原子模型方面的潛力,為未來云計(jì)算和生命科學(xué)領(lǐng)域的人才儲備。