华大基因与华为云的“智慧碰撞”，让测序效率稳步提升

付出几百元将你的唾液邮寄,你的基因组序列就会获得说明,所得出的功效不只可以诊断疾病,还可以用于将来疾病的风险猜测。信托已经有不少人耳闻乃至行使过这样的基因测序“黑科技”产物。

连年来,跟着基因财富敏捷崛起,测序门槛也越来越低。假如把人体比作一台慎密的呆板,基因测序就比如“人体呆板”的“行使声名书”。跟着将来基因技能的不绝成长,人类或者有手段解读本身的生命图纸,并得到开拓人体潜力极限的手段。

今朝,基因测序技能在基本研究、技能研发和临床实践上已经获得了大量应用。而这背后离不开云计较、AI、大数据等新一代信息技能的大力支持。

究竟上,生命科学的研究比赛,许多时辰已经酿成了一场“算力”的比拼。好的科研成就凡是是基于复杂的计较数据。跟着越来越多临床基因检测,如:产前检测、肿瘤检测等,项目标落地,对算力的需求也会慢慢增进。那么,该如作甚基因测序提供更强的算力呢?

面临海量测序数据,华大基因的痛点怎样化解?

作为环球领先的生命科学前沿机构,今朝华大基因已经完成HPV检测总数高出420万例,完成耳聋基因检测250余万例,完成无创产前检测510多万例。这些基因测序的流程中,动辄涉及到数万/数十万个基因测序及模子成立,依靠大量的计较和存储资源,跟着将来营业量的那一步扩展,将使华大基因的传统IT架构面对必然挑衅:

计较资源较量求助,在行使峰值时,使命常常必要列队期待;

因为基因测序对算力的需求是颠簸的,凡是第四序度的耗损最大而第一季度起码,这会导致处事器的数目无法获得很好的节制。假如选择采购可以满意最大峰值的集群,那么在营业量不能时候保持岑岭时,就会存在很大的本钱挥霍。而一旦处事器不敷,则无法满意营业岑岭时的测序使命;

科技处事部分有许多伟大基因组,在各个测序说明的阶段必要借助差异规格的计较资源,线下计较集群每每无法顺应快速的扩缩容;

另外,线下集群架构不支持高通量基因测序数据的多使命并行,面临海量基因数据,每个基因测序都是一个极其耗损计较资源的进程,传统的数据存储和说明方法并不能支持高通量测序的需求。

华为云基因容器GCS:20分钟快速陈设,本钱降落30%

颠末多方考量,华大基因选择了华为云作为相助搭档。据悉,华为云在2018年环球首家推出了以Kubernetes为基本的基因容器处事GCS,可以或许支持集群自动扩缩容,机动应对营业增添对资源带来的压力。当测序必要大量资源时,云平台可以或许快速扩容晋升处理赏罚手段,办理峰值压力;在营业低谷时,可以开释资源,低落本钱。在差异的测序说明阶段,GCS都能为测序企业提供差异规格的计较资源。

华为云基因测序办理方案架构/来历:华为云官网

值得一提的是,在本次项目中,华为云基于轻量级的容器技能,对华大基因常用的测序软件举办了针对性的优化处理赏罚。借助容器的高并发度,每个节点上可同时执行多个使命,带来整体计较机能的晋升,一举行理了线下集群和公有云处事都难以办理的高通量测序题目,让基因测序数据的计较说明更省时、更轻松。

另外,华为云GCS还具备全自动化测序说明手段,为用户提带来便捷、定心的一站式处事:

借助GCS的生物信息流计划器,再伟大的营业也可以编排到一个流程中,一键搞定测序使命,停止多套体系操纵带来的未便;专为海内“生信人”计划的流程节制语法,布局简洁、易懂,既满意了流程编写的易用性,同时也担保了流程迁徙的利便性;GCS的流程热力求,以很是直观的方法随时相识测序盼望,准确把握资源耗损走势,指导优化偏向;还可按照判定前提选择执行分支,满意企业伟大的流程打点需求。

今朝,华为云团队已经帮忙华大基因滑腻上云,两边一路完成高出300万核时计较,安稳运行高出100天,实现了基因测序情形快速陈设,从已往的3-5天收缩到仅需20分钟。与此同时,两边还通过构建2万核资源池,满意了海量数据、高并发处理赏罚的需求。现在,华大基因已可以机动应对营业颠簸,按需行使和开释计较资源,在尽也许晋升测序服从的环境下,有用低落测序事变的IT本钱。

华为云GCS助展望序企业晋升竞争力

除了华大基因外,在海内基因行业Top 15的企业中,14家选择了与华为云相助。

个中,武汉将来组作为海内首家长读长测序处事公司,承接了大量动植物基因组、转录组、微生物基因组及宏基因组测序说明等科研处事项目,月产出数据量高达数十Tb。华为云为其提供Kunlun超大内存裸金属处事器,支持承载重楼百合150G基因组装,使得测序原始数据处理赏罚速率获得快速晋升。华为云还帮忙将来组买通了线下数据出产平台与云端高机能计较平台之间的收集链路,让线下发生的数据可以快速上传到云端,从而举办后续的说明。并由华为云专业的技能团队认真整体的运维打点,大大低落了将来组的IT运维压力。

“云+AI+5G”引领基因财富智能化进级

在医疗康健行业智能进级的大配景下,基因测序也必要融合更多的新兴技妙本领来到达更高的精准度和科学性,华为云将开释“云+AI+5G”的强盛动能,让测序企业更省、更快、更定心,实现行业的智能化进级。

云计较:买通线上线下形成容器殽杂云,容器镜像自动同步,资源、应用同一打点运维,使得线上线下成果和情形同等,用户行使风俗同等。

大数据:通过计较存储疏散、内存及漫衍式缓存、智能调治,大数据机能晋升40%,本钱低落50%。

人工智能(AI):通过功课群组打点、拓扑感知的亲和性调治,GPU线性加快比晋升35%,低落人工智能50%实习时刻。

鲲鹏算力:整型计较+多核契合测序说明,Minimap2 软件在鲲鹏920下性价比领先同代X86 20%。

在将来生物技能成长与云计较的配合敦促下,基因测序“黑科技”肯定会造福更多的人类。大概有一天,现有的医学疑难杂症也会被一个个攻陷。在这条生命科学的漫漫征程中,面向将来,华为云将紧跟科技的成长和用户需求的变革,一连举办研发迭代进级,陪伴基因财富一起前行!

（编辑：河北网）

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