新闻详情

上海超算中心为疫苗研发和药物筛免费提供计算支撑

“请允许我代表高性能计算项目组对你们的支持和无私帮助道一声诚挚的感谢。作为一名普通的科研工作者,我们的工作就是为科研人员提供针对此次冠状病毒治疗研究进行的药物虚拟筛选和分子动力学模拟计算环境支撑。”这是上海超算中心不久前收到的来自兰州大学和澳门科技大学的感谢信。

疫情来袭,这两所学校的科研工作者马上投入到紧张的疫苗研发和药物筛选中去。然而,学校计算资源不足,踌躇之际,他们求助了上海超算中心。超算中心也不负众望,只用了6个小时即建立了三地互联互通的合作研究机制,16个小时即向社会公布了大量CPU和GPU的免费计算资源。

与时间赛跑 让我们再快一点

1月30日晚,兰州大学和澳门科技大学中药质量研究国家重点实验室的科研团队通过甘肃省计算中心(上海超算甘肃分中心)与上海超算中心取得联系,希望可以提供计算资源和技术支持以满足即将开展的更大规模的计算模拟工作。双方沟通后得知至少需要1000核CPU,30块以上invida V100GPU加速处理器,以及50TB的存储资源。接到这些要求,工作人员十分紧张——正逢春节以及疫情防控时期,工作人员无法第一时间回归工作岗位。另一个问题是,上海超算中心的V100GPU加速处理器数量很少,无法满足当前及后续还会扩大的计算需求。

面对困难,上海超算中心在拨出自己一部分计算资源的同时,又组织协调并成立了由上海超算中心、上海超算科技有限公司、甘肃省计算中心、苏州超级计算中心组成的联合工作组,首先通过甘肃计算中心向兰州大学研究团队提供本地紧急计算需求,同时仅用6个小时,就通过上海超算HPCplus计算平台整合了超过3000核CPU资源。其中,上海超算2048核,甘肃计算中心1024核,GPU v100共32块均由苏州超算中心(上海超算苏州分中心) 提供。很快,一个三地互联互通应用平台建立起来,最终在1月31日提供了满足研究团队的CPU和GPU计算资源,距接获支持请求仅用了16个小时。

计算机是助跑和助攻

超级计算机作为科学研究的必要工具,在基因测序、药物研发、病毒结构解析等方面可以发挥重要作用,加速研究进度。在病毒疫苗和药物的研发过程中,先要对病毒进行基因测序,了解病毒的基本结构。此时需要使用大量的计算资源进行生物信息学的比对和查找。

上海超算中心相关工作人员说:“面对此次疫情,研究工作者还需要弄清楚什么样的分子和病毒结合,能使病毒失去功能。通过超级计算机模拟不同的药物分子与病毒结合后发生的变化,也就是分子动力学模拟,可以极大地加速这一过程。因此,在超级计算机上进行的基因比对、虚拟药物筛选、精确分子动力学模拟等相关计算,可以快速找到可能有效的药物结构,为后续实验阶段的化合物遴选和测试提供指导。”

基于超级计算机在基因比对、药物研发、病毒结构等方面可以起到的作用,上海超算中心在了解疫情后,经过内部讨论及相关准备,1月25日开始与上海药物所、南方基因、复旦大学、上海交通大学等众多基因研究和药物研究课题组进行了沟通,询问其在此次疫情相关科研计算模拟遇到的困难和需求。

免费提供大规模CPU和GPU资源用于疫苗研发、药物筛选

也许现在还有许多团队正在日以继夜地研究疫苗、做药物筛选,如果计算速度快一点,做出疫苗和特效药的时间说不定也能快一点。为此,上海超算中心主任周曦民决定,将此前临时搭建的互联共享平台免费向全社会开放。

于是,上海超算联合甘肃省计算中心、江西省计算中心、苏州超算中心、昆山超算中心共建互联互通合作研究机制于2月1日向社会宣布,统筹协调大规模CPU和GPU资源免费提供给广大科研人员开展疫苗研发、药物筛选等抗击疫情相关研究工作。

据悉,除了上海超算中心刚上线了一台“魔方3”超级计算机外,苏州超算中心、昆山超算中心都是新建成的超算中心,拥有超强的计算资源支持能力,希望这一平台能对抗击疫情有所帮助。

上海超级计算中心是上海市在2000年成立的国内首家高性能计算公共服务平台。自成立以来,上海超算的计算设施支撑了大量基础科学、公益事业、工业工程的研发工作,如本市的环境监测预报(PM2.5)、气象预报、支线客机ARJ21、大型客机C919、国产汽车等。在历次突发公共卫生事件如SARS、禽流感等的药物研制中也发挥了重要作用。