AMD COVID-19 高性能计算基金带来的积极影响

2020 年 4 月 15 日,AMD 宣布成立 AMD COVID-19 高性能计算基金,为各类研究机构提供计算资源,加速对 COVID-19 和其他疾病的医学研究。AMD COVID-19 高性能计算基金的宗旨是帮助研究人员深入了解 COVID-19,并提高对未来潜在全球健康威胁的响应能力。

目前,8 个国家/地区的超过 25 家研究机构获得该基金的支持,总市场价值已增至近 2500 万美元。AMD COVID-19 高性能计算基金捐赠的超级计算处理算力总计已达到 12 千万亿次 FLOPS,该算力跻身全球领先超级计算机之列。 1

受助研究项目包括 COVID-19 病毒的进化建模,研究冠状病毒与人类细胞首次作用之前发生的病毒刺突蛋白激活过程,以及 COVID-19 病毒飞沫在空气中传播的大规模流体动力学仿真。

这种强大的处理算力帮助受助机构解决了各种复杂的问题,加快了项目进展,并且帮助人们更深入地了解与基因组学、疫苗开发、传播科学和建模相关的数据,最终促使我们找到防治 COVID-19 的更好方法,并且提高对未来全球健康威胁的应对能力。

HPC Fund Infographic

受助院校及机构

第二阶段 / 2020 年 9 月 14 日宣布

Carnegie Mellon University

“AMD 提供的计算资源将有力支持卡内基梅隆大学计算生物学系 Christopher Langmead 和 Min Xu 的研究工作”,美国卡内基梅隆大学计算生物学系主任 Russell Schwartz 说,“Langmead 将对冠状病毒蛋白的进化进程进行建模,从而能够研制出潜在的疫苗来防治引发 COVID-19 的 SARS-CoV-2 病毒以及其他种类的冠状病毒。与此同时,Xu 将使用他开发的人工智能技术对通过 Cryo-ET(一种用于研究亚细胞结构和宿主细胞中病毒感染过程的 3D 可视化工具)所产生的 SARS-CoV-2 图像进行大规模自动化分析。

美国卡内基梅隆大学计算生物学系主任 Russell Schwartz

Council of Scientific and Industrial Research, Fourth Paradigm Institute, India

“印度科学与工业研究理事会 (CSIR) 对于 AMD 捐赠超级计算系统的决定表示欢迎,该系统将由班加罗尔的 CSIR 第四范式研究所托管并管理,专门用于印度的 COVID-19 研究工作。作为印度国内领先的研发机构,本次捐赠将增强我们的实力,能够为相关研究部门提供卓越的高性能计算资源。”

印度科学与工业研究理事会 (CSIR) 理事长 Shekhar Mande 博士

­“集中式的高性能计算系统将为我们的研究和学术界人士带来安全的计算资源,从而帮助全力应对 COVID-19 相关的挑战。 这将加快印度科学家们在各个学科领域的工作,包括疫苗研发生物科学、药物测试化学科学以及实现及时有效解决方案的工程学。

CSIR-4PI 所长 Vidyadhar Mudkavi 博士

HLRIS Stuttgart

“COVID-19 给我们的用户和我们自己的研究活动带来了巨大的影响”,HLRS 总经理 Bastian Koller 说,“作为国家级的超级计算机中心,我们一直站在抗击 COVID-19 的最前线,不仅向德国而且向整个欧洲的研究人员开放资源。AMD 的慷慨捐赠将帮助 HLRS 借助 AMD Radeon Instinct 技术来加速相关仿真工作,从而更好地抗击 COVID-19。许多项目将从这些新增的资源中受益匪浅。目前,西班牙埃尔切的米格尔·埃尔南德斯大学的研究人员正在使用搭载 AMD EPYC(霄龙)CPU 的 HPE Apollo 系统 Hawk 进行分子动力学仿真,以期找到针对某关键 SARS-CoV-2 蛋白的潜在抑制物质。奥地利维也纳自然资源与生命科学大学的一个研究小组正在对该病毒的刺突蛋白与人类 ACE2 受体之间的相互作用进行建模。这两个项目归根到底都在致力于尽快找到有效的药物化合物。除了这些努力之外,我们还与政府科学家合作,他们将利用 AMD 捐赠的计算资源进行流行病学仿真,以帮助更好地了解疾病的传播并避免在德国出现第二波疫情。

- 德国斯图加特大学高性能计算中心 (HLRS) 总经理 Bastian Koller

Leibniz Supercomputing Center

“莱布尼兹超级计算中心 (LRZ) 致力于通过先进 IT 技术为各领域的顶尖研究人员提供有力支持。AMD 的慷慨捐赠使我们能够为个性化医疗领域的合作伙伴提供创新的人工智能解决方案。这不仅可以帮助他们更好地应对有关 COVID-19 的急迫研究需求,例如更好的诊断质量和速度,而且可以帮助我们实现进一步整合高性能计算和人工智能用于个性化医疗的愿景。从长远角度来看,这将使我们的合作伙伴能够对肺部疾病患者的治疗做出影响重大的改进”,巴伐利亚科学人文研究院莱布尼茨超级计算中心主任 Dieter Kranzlmüller 博士/教授说。

- 巴伐利亚科学与人文研究院莱布尼茨超级计算中心主任 Dieter Kranzlmüller 博士/教授

Oregon State University

“美国俄勒冈州立大学的基因组研究和生物计算中心使用 AMD 计算产品已有多年。COVID-19 高性能计算基金提供的服务器为 Monarch Initiative 研究知识图谱和俄勒冈州监控 SARS-CoV-2 变体的 TRACE 计划提供了有力支持。”

- 俄勒冈州基因组研究和生物计算中心生物计算助理主任 Chris Sullivan

Stanford School of Medicine

“我们非常感谢 AMD 捐赠的高性能服务器。COVID-19 疫情在世界各地的各种发展变化,带来了许多时间紧迫、因地而异以及政策相关的问题。像 AMD 提供的这种计算能力,使我们的团队能够尽可能更快速、更深入、更全面地回答这些问题。”

- Jereremy Goldhaber-Fiebert 博士

Texas State University

“AMD 慷慨相赠的这份厚礼将支持我们的计算密集型需求,更好地完成疾病(包括 COVID-19)相关的图谱绘制、疾病防治以及诊断检测等工作。我们团队还协助德克萨斯州查找并消除现有的医疗保障不公平现象,相关的计算工作量已使我们目前的计算能力达到饱和”,德克萨斯州立大学卫生管理学院副教授 Larry Fulton 博士说,“AMD 提供的解决方案正好解决了我们的大数据问题 — 让我们现有的计算能力捉襟见肘的海量数据。AMD 提供的算力将会支持包括机器学习(包括深度视觉)、地理信息系统、复杂优化(例如混合整数非线性规划)以及高级仿真建模等领域。我们已通过该计算资源规划了针对 COVID-19、其他传染疾病和癌症的下一步分析工作。”

- 德克萨斯州立大学卫生管理学院副教授 Larry Fulton 博士

University of Arkansas

“我们团队将通过分配的计算资源进行增强的分子动力学仿真,以研究 COVID-19 以及其他 SARS 相关冠状病毒的激活过程。AMD 通过提供必要的计算资源给予了我们莫大的帮助,我们能够更好地探索冠状病毒和人类细胞首次相互作用之前发生的冠状病毒刺突蛋白激活过程”,阿肯色大学化学与生物化学系助理教授 Mahmoud Moradi 说,“新的计算能力使我们能够模拟成千上万原子的运动和相互作用,从而获得数十亿个仿真效果。对疾病中这一知之甚少的过程进行研究,可能会使我们能够另辟蹊径来研制 COVID-19 药物和疫苗。

- 阿肯色大学化学与生物化学系助理教授 Mahmoud Moradi

University of British Columbia

“英属哥伦比亚大学 (UBC) 的研究人员正在开展一系列应对 COVID-19 的重大项目,其中许多项目需要使用高性能计算。通过预测 SARS-CoV-2 变化的疾病模型和人工智能增强的治疗探索等手段来应对当前的疾病挑战,而其他研究人员则通过高性能计算资源来应对疫情对社会和经济的长期影响”,UBC 高级研究计算中心主任 Steve Cundy 说,“我们非常感谢 AMD 的捐赠和支持,因为这将补充我们现有的国家/地区和机构资源,帮助确保研究人员快速获得高性能计算能力,从而为 COVID-19 的全球应对做出重要贡献。

- UBC 高级研究计算中心主任 Steve Cundy

UCLA

“加州大学洛杉矶分校 (UCLA) 非常感谢 AMD 给予的慷慨捐赠,这将对我们 UCLA 的研究产生重要影响。我们有许多研究小组致力于 Covid-19 问题的各个方面,从流行病学到旨在开发治疗药物和疫苗的分子研究。许多研究受到计算需求的限制。这股新动力将促成 UCLA 与 AMD 联手在计算研究的新领域应用其处理器技术的契机”,生物化学教授兼 UCLA-DOE 基因组学和蛋白质组学研究所所长 Todd Yeates 说。

- 生物化学教授兼 UCLA-DOE 基因组学和蛋白质组学研究所所长 Todd Yeates

University of Cambridge

“AMD 提供的高性能计算系统将帮助我们了解免疫系统如何对新型冠状病毒做出反应以及寻找有助于预测哪些患者会发展成重症患者的生物标志物。这些信息将有助于有效地管理和治疗新患者,还将为治疗 COVID-19 的新药或现有药物研究提供帮助。剑桥大学感谢 AMD 对此项重要研究给予的慷慨支持。”

- 英国癌症研究协会所属剑桥中心和 EMBL 欧洲生物信息研究所课题组负责人 John Marioni 博士

University of Texas Austin

“AMD CPU 和 GPU 将帮助我们的研究人员扩大 COVID-19 研究领域,同时还可以帮助他们大幅加快时效性。无论是识别有助于改进疫苗的病毒刺突蛋白突变,还是通过机器学习技术研究从新生儿到老年人等各年龄段患者的 COVID 病情轻重,涉及到方方面面。”

- 德克萨斯大学 (UT) 临时研究副总裁 Alison R. Preston

University of Toronto

“这一全新合作伙伴关系对于帮助多伦多大学加快 COVID-19 研究和推动创新来减轻疫情对社区的影响至关重要。捐赠的先进计算资源将帮助多伦多大学和我们的附属医院扩充现有基础架构并启动 SciNet4Health 平台来安全处理私人健康信息的大数据,从而促进治疗方法、疫苗和疾病突变方面的研究。这项捐赠让我们向未来的医疗保障又迈进了一步。”

- 国际合作伙伴关系助理副总裁 Alex Mihailidis

Universita di trento

“AMD 提供的计算资源将会扩充到我们的 gene@home 项目中,该项目旨在发现基因表达之间的因果关系。特别是,我们计划与生物数据挖掘实验室的医学研究人员和学生合作,以加快有关与 SARS-CoV-2 相互作用基因的特定查询。AMD 倡导的计划对我们来说是场及时雨,我们期待借此推动我们向前发展,落实更进一步的分析方法。”特伦托大学信息工程与计算机科学系教授 Enrico Blanzieri 评论。

特伦托大学信息工程与计算机科学系教授 Enrico Blanzieri

University of Vermont

“COVID-19 对我们学院的研究重点产生了巨大影响”,佛蒙特大学研究副校长 Kirk Dombrowski 说道,“由于佛蒙特大学 (UVM) 有大量的工作需要高性能计算,因此我们非常感谢 AMD 的慷慨捐赠。我们将把新增的算力应用在各种重要项目中。这些项目包括分析 SARS-CoV-2 病毒刺突蛋白的结构和行为;创建 COVID-19 飞沫在空气中传播疾病的大规模流体动力学仿真;对数十亿条推文进行实时分析,以发现用户语言与 COVID-19 确诊病例之间的相关性;模拟保持社交距离行为与使用个人防护装备 (PPE) 在遏制大学校园内病毒传播中的相互作用;以及分析疫情动态中接触结构、干预和行为之间的相互作用。这些项目的成果可以影响公共卫生政策,并且从更高的角度看,可以帮助防止第二波疫情。

- 佛蒙特大学研究副校长 Kirk Dombrowski

Virginia Commonwealth University School of Pharmacy

“AMD 提供的计算能力将带来极大的帮助,因为弗吉尼亚联邦大学 (VCU) 的研究人员可以将人工智能和质谱分析法结合起来,用于寻求针对 COVID-19 等疾病的新疗法”,弗吉尼亚联邦大学药学院院长 Joseph T. DiPiro 说,“我们非常感谢 AMD 为 VCU 的这项开创性研究提供慷慨支持。”

弗吉尼亚联邦大学药学院院长 Joseph T. DiPiro

Washington University School of Medicine

“AMD 提供的新服务器将帮助我们加速初步仿真工作,让我们能够尽快开展 Folding@home 上的项目。也许更为重要的是,这将大大加强我们及时处理 Folding@home 数据的能力,从而使我们能够深入了解 SARS-CoV-2 并找到抗击 COVID-19 的手段。” 

- 华盛顿大学医学院生物化学和分子生物物理学副教授兼 Folding@home 项目负责人 Greg Bowman

第二阶段受助院校及机构还包括:

  • GENCI/法国国家高性能计算机构
  • 波士顿儿童医院 
  • 北卡罗来纳州立农业技术大学
  • 霍华德大学

第一阶段 / 2020 年 6 月 1 日宣布

纽约大学

“来自纽约大学 (NYU) 不同学科的研究人员将在项目中使用 AMD 捐赠的计算资源,用以应对此次 COVID-19 危机中的各种重要问题,比如:发现可以治疗 COVID-19 和未来 SARS 病毒变种的药物,从大量生物医学文献中检索相关研究结果,分析医学影像以筛查患者以及分析应对财政困难的政治态度和投票行为。”
 
- 纽约大学科朗数学研究所所长 Russel Caflisch

莱斯大学

“AMD 的捐赠将真正改变莱斯大学对 COVID-19 的计算攻关。尽管我们拥有推进项目的方法,但是对大型复杂系统的研究要依赖于先进的计算能力。AMD 捐赠的专用先进计算资源将改变游戏规则,加快击败病毒的进程。”

- 莱斯大学威斯自然科学学院院长 Peter Rossky

麻省理工学院

“在麻省理工学院 (MIT),我们正致力于应对 COVID-19 全球疫情,从建模、测试和治疗等具有直接效果的工作到探索新疗法和疫苗等具有中长期影响的研究工作。几乎所有这些工作都涉及到计算,而且很多都需要 AMD 慷慨捐赠的千万亿次 FLOPS 级机器所具备的那种高性能计算。” 

- 麻省理工苏世民计算学院院长 Daniel Huttenlocher

附注
  1. 根据 2021 年 11 月的全球超级计算机 500 强榜单 https://www.top500.org/lists/top500/list/2021/11/