【科學網】重器，未來重大科研進展在這里孕育
中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院同事眼中的“三劍客”正在討論問題
中國科學院超算環境廣州分中心一角 黃博純供圖
在一間普通的機房里，隱藏著雷霆萬鈞的“大家伙”。這些寶貝被精心呵護，科學家通過它們，破解生命科學、新材料、新能源等領域不可或缺的重要密碼。
位于中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院（以下簡稱廣州健康院）內的中國科學院超算環境廣州分中心（以下簡稱超算中心）憑借以計算能力在干細胞與再生醫學、創新藥物設計、公共健康、海洋氣象、地球科學、環保能源新能源等領域都有廣泛的應用。
“過去一年來，超算中心支撐干細胞先導專項、國家重點研發計劃及省市專項項目超過200項。”超算中心主任陳朝明表示，“在2019年的指數排名中，該中心在中科院各超算分中心中位列第一名。”
“我們就是一個湖泊”
超算中心重點不在“超”而是擅長“算”，數據分析支撐科學研究。成立時間雖短，超算中心持續面向全院師生開展常用分析語言和方法的培訓。截止2020年9月，面向中科院廣州分院各研究所、生物島實驗室、高校及廣州科學城相關企業等開通賬號357個，培訓應用賬號90個，集群平均使用率達65%。
“從超算資源量來講，如果把天河二號比喻為大海，那我們就是一個湖泊。”陳朝明如是說。超算中心于2014年正式獲得中科院批準、依托廣州健康院建設和管理，目前集群擁有：60臺普通刀片計算節點，1000個CPU計算核心，全系統內存容量6TB，存儲總容量達到3PB，整體聚合計算能力理論峰值達每秒100萬億次。
超級計算機被稱為“國家重器”，屬于國家戰略高技術領域，也是世界各國競相角逐的科技制高點。目前，超算中心主要應用在生物學、基礎醫學、 生物醫學工程、藥學等13個領域，用戶覆蓋30個科研組左右，最多時有超過100名分析人員同時在線進行計算。
“生物學實驗、尤其是藥物研發，涉及的數據量大、算力要求高，基于AI技術構建完整的生物醫藥計算平臺，對于健康數據管理、理性藥物設計等科研活動具有極大的價值，高效穩定的網絡和數據支撐也是重中之重。”廣州健康院研究員劉勁松說，“做好每個細節是作為實驗支撐平臺的責任與擔當。”
“三劍客”的故事
不同的學科背景，為了共同的目標，廣州健康院研究員劉勁松、許永與陳朝明成為了同事口中的“三劍客”。
超算中心建立之初，由于經費緊張和大家對超算認識的不足，三劍客采取“化緣”的方式，號召院領導及PI，“有錢出錢，有力出力，沒錢沒力出吆喝。”終于在中科院、廣州健康院的大力支持下，采取“經費支持＋服務先租后購＋課題組支持” 的方式，超算中心才得以建成。
該中心建成后，“三劍客”仍然對其日常運維和未來發展傾注了大量精力，像對待自己的孩子一樣，呵護有加。有一次，廣州健康院內突然停電，他們不約而同，第一時間到達超算機房，檢查服務器、存儲系統，確保設備安然無恙。隨著廣州健康院科研實力和人才隊伍的不斷壯大，超算資源也面臨諸多挑戰。
“依靠平臺的專業技術支持，在小實驗室，也可以做大科學。我們相信，未來重大的科研發現和創新，可以從這里開始孕育、誕生。”這是“三劍客”對超算中心的定位，也是他們的篤信。
中國科學院計算機網絡中心研究員金鐘表示，廣州健康院高度重視超算對科研創新的驅動，連續幾年在超算發展指數中位于中科院前列，基于該超算分中心，產出了一大批重大科研項目及重大成果，培養了一大批生物醫藥計算交叉學科人才。
小平臺撬動大科學
工欲善其事，必先利其器。隨著高通量和單細胞測序技術的不斷發展，干細胞與再生醫學、藥物設計、公共健康與免疫等領域產生大規模數據，對于計算資源和計算能力的需求越來越大。超算中心正不斷助力廣州健康院細胞命運調控、遺傳發育、抗癌藥物篩選及蛋白質結構解析等方向的數據分析，大大提升了科研效率。
今年1月24日，當大批醫護人員奔赴疫情防控第一線的時候，當廣州健康院科學家披上實驗服開始科研攻關的時候，超算中心的工程師也迅速集結。疫情期間，超算高性能集群不間斷、高速穩定運行，保障新冠病毒多種測序數據的高效分析，幫助科學家得以在短期內發現新冠病毒感染導致急性呼吸窘迫癥細胞機理，對臨床治療具有重要指導意義。
廣州健康院院長陳新文說，數據計算逐漸成為世界各國爭奪的新戰略資源，是“卡脖子”技術的關鍵一環，超算中心將以參與新一代超級計算機研制、承擔人類細胞譜系大科學設施建設、粵港澳科創中心建設等重大任務為契機，充分發揮超算中心作用，為研究院提升承擔大項目能力，申建重大科研基地、產出大成果提供更強力的基礎支撐。
未來，超算中心將不再滿足提供單一方向的設備和技術支持，而是將聯合各個子平臺的特長和優勢，依靠平臺的自主創新，提供全面的技術解決方案，支持科學家挑戰生命科學領域影響深遠的課題。
