在英國，微生物學(xué)家通過開創(chuàng)性的CLIMB項(xiàng)目(用于微生物生物信息學(xué)的云基礎(chǔ)設(shè)施)共享世界一流的HPC資源。

由于科學(xué)技術(shù)的飛躍發(fā)展和高性能計(jì)算的發(fā)展，基因組測序已成為醫(yī)療保健和科學(xué)研究的主流。現(xiàn)在，世界各地的人們都可以使用基因組測序來診斷和治療疾病，并開發(fā)針對(duì)癌癥，阿爾茨海默氏病和其他疾病的新療法。

基因測序?qū)氖箩t(yī)學(xué)微生物學(xué)研究的人員而言尤其重要。這是一個(gè)問題，因?yàn)樵S多微生物學(xué)家無法獲得他們進(jìn)行數(shù)據(jù)密集型研究所需的計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，而這些研究通常涉及大量的基因組數(shù)據(jù)集。

這是英國微生物生物信息學(xué)云基礎(chǔ)設(shè)施(CLIMB)進(jìn)入的地方。CLIMB項(xiàng)目由國家醫(yī)學(xué)研究委員會(huì)(MRC)資助，是華威大學(xué)，伯明翰大學(xué)，卡迪夫大學(xué)，斯旺西大學(xué)，巴斯大學(xué)和萊斯特大學(xué)與Quadram生物技術(shù)研究所的合作。CLIMB致力于為微生物生物信息學(xué)開發(fā)和部署世界一流的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，包括面向英國學(xué)術(shù)微生物學(xué)家的基于云的計(jì)算，存儲(chǔ)和分析工具。

CLIMB已成為英國微生物學(xué)家不可或缺的國家能力。最近的一項(xiàng)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，它為來自89個(gè)研究機(jī)構(gòu)的1,000多個(gè)用戶和300多個(gè)研究小組提供了服務(wù)，其中包括大學(xué)，公共衛(wèi)生機(jī)構(gòu)和政府組織。此外，CLIMB還為英國乃至整個(gè)巴勒斯坦，岡比亞和越南的數(shù)千名學(xué)者，學(xué)生和臨床微生物學(xué)家提供了生物信息學(xué)方面的培訓(xùn)。

在英國以外，CLIMB的影響并非沒有被忽視。該項(xiàng)目贏得了國際認(rèn)可，包括2017年HPCwire生命科學(xué)領(lǐng)域最佳HPC讀者選擇獎(jiǎng)和學(xué)術(shù)界，政府或行業(yè)的最佳HPC合作獎(jiǎng)。[1]

讓我們退后一步，從更廣泛的角度來看事情。CLIMB項(xiàng)目是通過云接口使HPC資源可用的趨勢的一部分。曾經(jīng)被鎖定在大學(xué)和行業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室中并且僅對(duì)少數(shù)幾個(gè)人可用的系統(tǒng)現(xiàn)在正對(duì)許多用戶可用。

CLIMB絕對(duì)是這種情況。正如CLIMB在《微生物基因組學(xué)》雜志上發(fā)表的論文中所解釋的那樣，CLIMB系統(tǒng)是從頭開始設(shè)計(jì)的，可以用作基于云的計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，從而提供了一個(gè)環(huán)境，微生物學(xué)家可以共享和重用方法和數(shù)據(jù)，并且無需考慮即可有關(guān)底層HPC系統(tǒng)的很多內(nèi)容。

“云計(jì)算方法整合了共享的在線計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)，使最終用戶不必?fù)?dān)心諸如安裝，維護(hù)甚至物理計(jì)算資源的位置之類的技術(shù)問題，以及諸如系統(tǒng)管理之類的其他潛在麻煩問題，數(shù)據(jù)共享，可擴(kuò)展性，安全性和備份。”白皮書指出。

引擎蓋下的外觀

CLIMB的核心基礎(chǔ)架構(gòu)是運(yùn)行開源OpenStack操作系統(tǒng)的云系統(tǒng)。為了提高彈性，CLIMB分布在四個(gè)站點(diǎn)上，每個(gè)站點(diǎn)具有500 TB的本地暫存存儲(chǔ)。

CLIMB環(huán)境的核心是大型共享對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供約2.5 PB的HPC數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以在站點(diǎn)之間復(fù)制。該存儲(chǔ)系統(tǒng)基于在具有Intel®Xeon®處理器的Dell EMC PowerEdge服務(wù)器上運(yùn)行的Red Hat Ceph Storage。這個(gè)社區(qū)系統(tǒng)為研究人員提供了一個(gè)存儲(chǔ)和共享非常大的微生物數(shù)據(jù)集的地方。

此外，CLIMB云環(huán)境還提供對(duì)大量內(nèi)存(超過78 TB內(nèi)存)的訪問。有了這些強(qiáng)大的功能，CLIMB可以同時(shí)運(yùn)行1000多個(gè)虛擬機(jī)，并且每個(gè)VM都可以預(yù)加載軟件，由最終用戶自定義，并保存為快照，以供基礎(chǔ)架構(gòu)上的其他人重用。

重要要點(diǎn)

CLIMB項(xiàng)目是高性能計(jì)算未來的一個(gè)很好的例子，其中資源將被虛擬化并通過云服務(wù)提供給許多用戶。

在這個(gè)新世界中，需要訪問HPC資源以進(jìn)行計(jì)算和數(shù)據(jù)密集型工作的用戶將把HPC和AI視為他們所需的一切服務(wù)。反過來，HPC商店將充當(dāng)多云服務(wù)提供商，它們通過多個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)提供集中的計(jì)算資源，并可以訪問多個(gè)內(nèi)部和外部云。

這個(gè)新時(shí)代將使高端處理能力和可擴(kuò)展存儲(chǔ)提供給各種規(guī)模的企業(yè)，包括初創(chuàng)公司以及大學(xué)環(huán)境中的傳統(tǒng)HPC高級(jí)用戶，從而繼續(xù)HPC的民主化。