基因研究历程与目标 布鲁斯博士介绍人类基因研究的发展历程。1985年,人类基因组计划(HGP)诞生,最初准备用15年的时间(1990年-2005年),通过国际合作,构建人类基因组的遗传图和物理图,确定人类DNA的全部核苷酸序列,定位约5万-10万个基因,并对其他生物进行类似的研究。最终的目标是阐明人类基因组全部DNA序列,识别基因,建立存储这些信息的数据库,开发更快、更有效率的排序技术与数据分析工具,研究HGP实施所带来的伦理、法律、和社会问题。1990年,计划正式批准,此后,德国、日本、英国、法国、中国等国的科学家加入了这一计划。 2000年6月26日,人类基因草图诞生;2000年9月28日,SNP整体超过了120万个。由康柏生物集群技术加入的公众与个人注解计划将于2001年正式实施。人类基因组计划具有重大的科学、经济和社会价值,该计划的实施将极大地促进生命科学领域一系列基础研究的发展,阐明基因的结构与功能的关系,细胞的发育]生长、分化的分子机理,疾病发生的机理等,为人类社会带来翻天覆地的变化。
基因研究与IT基础设施 正如专家们所强调的:IT技术在生物科学中有着至关重要的作用。人类基因组计划本来需要15年的时间,由于科技的不断进步,时间一再缩短,最后提前到2000年6月26日发布。而AlphaServer是人类基因工程的关键设施之一。AlphaServer是康柏全新品牌战略-灵感科技的重要组成部分,帮助用户完美地表现灵感,成为科技创新的原动力。基因工程一直是全球关注的热点之一,而灵感科技在基因工程中得到了完美的阐释。基因组计划使人们全面认识了高性能计算,也对康柏公司的 Alpha技术有了更深的了解。 《福布斯》杂志指出,人类基因组草图的竞争已经结束,康柏是真正的赢家,至少从计算的角度而言是这样。 完成人类基因草图绘制的三个重要参与者塞莱拉公司、Sanger中心、怀特研究院都无一例外地选择康柏作为唯一的IT合作伙伴。塞莱拉公司负责IT基础设施的副总裁Marshall说:“为什么我们使用康柏运行Tru64 Unix的Alpha系统?答案很简单:我们准备了一个基准测试,把它交给了所有的厂商。只有两家能运行它。其中一家花了87小时,而康柏只用了7小时。”塞莱拉公司的系统包括超过150台四路服务器ES40(4个EV6/67处理器、2~32GB的内存)、10台DS20(2个EV67处理器、2GB内存)和一台GS160(16个EV67处理器、64GB内存),以及7台GS140(6~10个EV6处理器、4~32GB内存)。为了容纳所有数据,赛莱拉公司配备了大约80TB(即80万亿字节)的康柏StorageWorks存储产品、6台ESL9000磁带库和7台TL895,它的数据库正以每日近20GB或者每年9TB的速度迅速增长着。塞莱拉公司的组合定位计算涉及到5亿万亿次碱基对的对比工作,这是一项需要花费2万多个小时超级计算的庞大任务。这对IT技术提出了严峻的挑战。 自90年代初人类基因工程启动以来,康柏一直在为各个研究机构提供各种工具,用以处理对32亿个碱基对进行解码所必需的数量惊人的数据和强大计算动力。这些碱基对是构成基因组的基础,所有的基因和相关DNA都是由它们构成的。英国的Sanger中心是由Welcome Trust和英国医疗研究委员会共同创建的,它需要一个能够胜任人类基因绘制和排序工作的计算基础设施。如Sanger 中心信息技术部主管Phil Butcher先生所说,他们在选择设备供应商时,坚持了三个设计原则:可伸缩性、适应性以及灵活性。Sanger中心的最初配置包括160台康柏Alpha工作站、4套康柏AlphaServer 1200系统和一个运行基本本地队列搜索工具(basic local alignment search tool, BLAST)并支持通过Internet对他们的基因数据库进行公共搜索访问的小型PC群集系统。Sanger中心一直在不断地补充完善他们的计算基础设施,最终配置了近250台运行Tru64 UNIX操作系统的康柏AlphaServer 服务器系统和工作站。Sanger中心还采用了一套4TB磁盘空间的康柏StorageWorks RAID系统、一个300GB的网络工具RAID子系统和48台康柏Deskpro PC机。 Sanger中心助理主任Richard Durbin说:“没有康柏Alpha技术和Tru64 Unix软件,我们对人类22个染色体的分析与解码不会成功。” 布鲁斯博士说,AlphaServer系统处于技术前沿,具有令人惊讶的高性能以及超大的存储容量,在此基础之上,康柏提供了完整的解决方案及专业咨询服务、7X24的高可用性、可靠性与可维护性(RAS)。同时,康柏随时将最新的技术应用到基因项目中去。人类基因草图的诞生只是人类基因计划的第一步,未来还有更长的路要走,需要IT技术更强有力的支持;同时,随着IT技术的日新月异,人类基因计划将会继续超出预先的计划,实现更多更快的突破。
康柏AlphaServer:高性能计算市场的领导者 康柏AlphaServer在高性能市场上具有强大的领先优势。布鲁斯博士介绍说,这个优势的获得是由于康柏拥有全方位的系统与服务、完整的解决方案与最高性能的系统。此外,康柏与软件开发商和用户有着良好的合作关系,用户包括基因中心、生物化学、农用化学、化学等行业、生物科技和院校研究所,应用合作伙伴包括政府、数据供应商、系统集成商、数据分析和数据库供应商。 2000年8月3日,美国国家科学基金会选择康柏和匹兹堡超级计算中心建造和管理世界上最大的非军事、科学用途的超级计算机,这个系统基于康柏业界领先的AlphaServer SC体系结构,这个超级计算机系统将包含682个康柏AlphaServer ES40 ,处理器总数为2728个,最高计算峰值能超过6万亿次浮点运算/每秒(TeraFLOPS)。该系统将运行康柏Tru64 UNIX操作系统,系统内存2728GB(1个CPU,1G内 存 ),存储容量为50TB。其应用包括制药时可以利用的蛋白质结构与动态特征分析、天气预报里的风暴等级确定、地震与全球气候变化模拟等等。克林顿总统对此项目给予了高度的评价,并认为这个投资将促进科学与工程发现的速度。 在另一项相关的合同中,法国原子能委员会在今年2月宣布,它已经选择康柏用AlphaServer SC技术建造欧洲最大的超级计算机。到2001年这个项目完成时,这个系统将使用2500个Alpha处理器,运算高峰值达到每秒5万亿次(每秒5万亿次浮点运算),以模拟核实验。 8月28日,康柏公司宣布,美国能源部国家核安全署选择康柏制造世界上最快最强大、代号为"Q"的超级计算机,每秒运算次数超过30万亿次。这台超级计算机将用于美国国家核安全署储备工作计划中的"加速战略计算项目(ASCI)"。储备工作计划通过监视、试验、非核试验、存档数据、建模和模拟计算等方式,在不进行地下核试验的条件下评估和保证核武器的保险性、安全性和可靠性。这充分反应了康柏在高性能计算领域方面所具有的无与伦比的优势,与法国原子能委员会、美国国家科学基金会以及康柏在人类基因草图绘制过程中所发生的作用结合起来,已经充分奠定了康柏作为高性能计算机系统头号供应商的地位。
康柏AlphaServer是全球最为成熟的64位计算代表者。1992年2月,Alpha芯片一经诞生就创造了世界上最快的处理器速度,1992年4月,Alpha芯片载入了吉尼斯世界大全。 在AlphaServer系统方面,康柏的Alpha芯片和系统架构一直在源源不断地创新。在Alpha芯片方面,2000年4月,康柏推出了Alpha EV67微处理器,以独特的系统内存数据交换技术,实现了芯片设计领域前所未有的突破,片内和片外的高速缓存为数据访问提供了最低的响应时间和极高带宽。未来,1.2G MHz、0.18微米的EV68芯片将推出。 在体系架构方面,所有AlphaServer服务器,从入门级DS10L,DS10,DS20,到中档机ES40,企业及GS80、GS160、GS320全部为Cross-bar Switch体系结构,彻底告别其他厂商仍在采用的System Bus体系结构;同时AlphaServer服务器具有同档次服务器中最高的系统聚合带宽,彻底消灭了CPU、内存、I/O 可能出现的瓶颈。以AlphaServer 全新的GS系列为例,全新的AlphaServer采用二级结构化Cross-bar Switch结构,系统聚合带宽高达140GB/S,具备最低的系统访问延迟,本地/远程访问延迟比小于1:3,系统具有最大的内存-256GB,最多的PCI总线-64条,最多的PCI插槽-224个;系统实现了 QBB(四单元构件模块)模块级热拔插;同一服务器可支持不同主频的CPU芯片,如EV6、EV7、EV8等,使用户在享受当前计算能力的同时最大地保护了投资;支持系统分区,可对一台服务器划分为8台独立的虚拟机,运行不同的操作系统(UNIX,VMS)及同一操作系统的不同版本,使服务器实现集中单一的管理。 在操作系统方面,Tru64 UNIX是最先进、最成熟、最开放的64位UNIX操作系统及计算环境。世界权威咨询机构D.H.Brown Associates Inc在2000年3月份发布的1999-2000年操作系统功能5项评 比中,康柏公司的 Tru64 UNIX V5.0A荣获三项第一,即:最先进的UNIX及异构环境系统管理(UNIX、NT、Windows);最先进的“可靠性、可用性、可服务性(RAS)”UNIX计算环境;最先进的“目录和安全服务”。 正是得益于在芯片、系统架构、系统总线、操作系统与集群方面的先进性,康柏AlphaServer能够在基因工程这样的高性能计算中大展身手,为用户提供最快的计算机资源,保证最大化的利益。2000年,AlphaServer建造了世界上一个又一个超级计算机系统,为全球高性能计算源源不断地输入新鲜活力,从法国的原子能委员会到美国能源部全球最大最快的超级计算机系统,从E*Trade到Amazon,AlphaServer以其无与伦比的优越性能,创造着一个又一个的奇迹,促进了人类社会的重大进步。 康柏生命科学计划 随着基因、生命信息研究和相关领域的继续发展,对先进的计算和数据存储的要求也会不断提高。为了巩固在生命科学领域的领导地位,康柏电脑公司宣布向基因、生物信息及相关市场处于启动阶段的生命科学公司投资1亿美元,通过财政支持和借助康柏业界领先的运行Tru64 UNIX操作系统的AlphaServer系统、StorageWorks系统、解决方案和服务等联合方式,促进生命科学公司在发明创造方面的快速增长。基因公司对IT技术有着共同的需求,包括快速的处理器、保证处理器和内存可扩展性的体系结构、超大的存储系统、基于Web的访问和提交能力,以及强劲可靠的操作系统。业界分析家预计基因公司年收入增长将高达100%,而在信息技术上的花费预计将与之齐平甚至超过这一增长数字。