北京2024年3月14日 /美通社/ -- 你是否想過(guò)，有一天，我們能夠在更短的時(shí)間內(nèi)研發(fā)出更多的創(chuàng)新藥物？現(xiàn)在，這一切都成為了可能。浪潮信息通過(guò)其AI服務(wù)器+AIStation平臺(tái)的整體方案，已經(jīng)成功地幫助領(lǐng)軍創(chuàng)新藥企將算力資源利用率提升至70%以上，候選化合物篩選用時(shí)縮短75%，解決了AI計(jì)算資源壓力大、AI業(yè)務(wù)上線周期長(zhǎng)、任務(wù)排隊(duì)時(shí)間久等難題，業(yè)務(wù)上線時(shí)間從幾周縮短到了幾天，AI模型訓(xùn)練效率提升了30%，大大加速了藥物研發(fā)的進(jìn)度，助力更多新藥早日問(wèn)世。
AI+藥物研發(fā)背后的算力挑戰(zhàn)
一款新藥的研發(fā)需要經(jīng)歷篩選、優(yōu)化、臨床前研究、臨床研究等多個(gè)階段，這個(gè)過(guò)程既漫長(zhǎng)（10到15年）又昂貴（10億到20億美元），充滿了風(fēng)險(xiǎn)。然而，隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，AI+藥物研發(fā)的創(chuàng)新范式應(yīng)運(yùn)而生。AI不僅可以加速藥物研發(fā)中的關(guān)鍵步驟，如靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、化合物設(shè)計(jì)與生成、臨床試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果預(yù)測(cè)等，還可以幫助我們更好地理解和預(yù)測(cè)疾病的發(fā)生和發(fā)展。
但是，AI+藥物研發(fā)并非易事。它不僅依賴于數(shù)據(jù)和算法，而且對(duì)計(jì)算資源的消耗非常大。以基于AI方法的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)模型AlphaFold2為例，從頭訓(xùn)練一次需要使用128塊TPUv3耗時(shí)11天。AlphaFold2推理階段對(duì)算力的考驗(yàn)也很大，對(duì)于長(zhǎng)度達(dá)到數(shù)千個(gè)氨基酸的蛋白質(zhì)序列，模型預(yù)測(cè)前的搜索和比對(duì)過(guò)程可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)。
制藥企業(yè)在AI+藥物研發(fā)探索過(guò)程中，通常會(huì)同步并行多個(gè)項(xiàng)目。例如，某領(lǐng)軍創(chuàng)新藥企利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法提取小分子化合物不同層面的特征，再根據(jù)這些特征進(jìn)行預(yù)測(cè)，提升小分子化合物設(shè)計(jì)、生成和優(yōu)化的效率；利用圖像識(shí)別模型識(shí)別單克隆細(xì)胞，提高準(zhǔn)確率和效率；針對(duì)研發(fā)人員需投入大量時(shí)間撰寫報(bào)告的問(wèn)題，開發(fā)智能寫作助手，自動(dòng)生成實(shí)驗(yàn)報(bào)告、藥物申報(bào)等，助力研發(fā)人員提高寫作效率。
隨著研發(fā)項(xiàng)目快速推進(jìn)，該藥企的計(jì)算平臺(tái)已不能滿足需求，不同部門搶占計(jì)算資源，研發(fā)人員下發(fā)計(jì)算任務(wù)后往往需要長(zhǎng)時(shí)間等待才能得到結(jié)果，嚴(yán)重影響了工作效率。此外，藥物研發(fā)涉及多種應(yīng)用場(chǎng)景與模型，模型更新迭代速度快，如何合理調(diào)度、分配算力資源，高效部署并管理不同類型的AI模型，也是一大挑戰(zhàn)。
智算平臺(tái)加速醫(yī)藥創(chuàng)新，候選化合物篩選用時(shí)縮短75%
針對(duì)AI+藥物研發(fā)過(guò)程中的算力挑戰(zhàn)，浪潮信息打造了AI服務(wù)器+AIStation聯(lián)合解決方案。該方案使用浪潮信息AI服務(wù)器作為算力底座，強(qiáng)大AI計(jì)算性能能夠滿足AI+藥物研發(fā)場(chǎng)景的算力需求，同時(shí)采用AIStation智能業(yè)務(wù)生產(chǎn)創(chuàng)新平臺(tái)，不僅能夠統(tǒng)一納管、監(jiān)控底層計(jì)算資源，提高資源利用率，還能夠統(tǒng)一管理不同的藥物研發(fā)AI模型，降低運(yùn)維難度及成本。
該方案具有以下優(yōu)勢(shì)：
算力平臺(tái)強(qiáng)大：該方案使用浪潮信息AI服務(wù)器NF5468G7作為計(jì)算平臺(tái)。NF5468G7在4U空間內(nèi)搭載8張業(yè)界先進(jìn)的GPU卡，并支持多種AI加速卡，提供超大本地存儲(chǔ)，能夠靈活應(yīng)對(duì)不同AI+藥物研發(fā)應(yīng)用場(chǎng)景需求，為模型訓(xùn)練和推理提供強(qiáng)有力的算力支撐。
資源利用率高：該方案具備強(qiáng)大、動(dòng)態(tài)、彈性的AI算力，能夠幫助藥企大幅提升資源利用率，破解算力挑戰(zhàn)。對(duì)于資源要求不高的應(yīng)用，用戶可通過(guò)AIStation平臺(tái)按需配置資源，GPU細(xì)粒度調(diào)度功能可使單張GPU卡同時(shí)運(yùn)行多個(gè)AI+藥物研發(fā)應(yīng)用，減少資源閑置，提升利用率。AIStation還能夠監(jiān)控應(yīng)用調(diào)用情況、資源使用情況，并基于請(qǐng)求或設(shè)定實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的自動(dòng)擴(kuò)縮容，減輕操作負(fù)擔(dān)，提高資源利用率。
業(yè)務(wù)快速上線：針對(duì)藥物研發(fā)涉及多種應(yīng)用場(chǎng)景與模型的特點(diǎn)，該方案幫助藥物研發(fā)企業(yè)構(gòu)建全棧AI創(chuàng)新生產(chǎn)平臺(tái)，打通模型訓(xùn)練和推理流程，快速部署生物小分子識(shí)別、AlphaFold2、OCR等超過(guò)30種AI應(yīng)用，并對(duì)各類模型進(jìn)行統(tǒng)一納管，實(shí)現(xiàn)可視化的應(yīng)用生命周期管理，快速完成業(yè)務(wù)上下線、遷移。
此外，AIStation具有任務(wù)排隊(duì)托管、定義任務(wù)優(yōu)先級(jí)功能，可讓用戶同時(shí)提交多個(gè)訓(xùn)練任務(wù)，資源不足時(shí)排隊(duì)等待，一個(gè)任務(wù)訓(xùn)練結(jié)束后自動(dòng)釋放資源給排隊(duì)等待的任務(wù)，同時(shí)用戶可設(shè)置優(yōu)先級(jí)，讓重要任務(wù)優(yōu)先訓(xùn)練。這樣可以幫助研發(fā)人員將非工作時(shí)間利用起來(lái)，減少等待時(shí)間，從而縮短AI+藥物研發(fā)模型的開發(fā)周期，加速業(yè)務(wù)創(chuàng)新。
在成功部署該方案之后，該領(lǐng)軍創(chuàng)新藥企的算力資源利用率提升至70%以上，業(yè)務(wù)上線時(shí)間從幾周縮短到幾天，模型訓(xùn)練效率提升30%，醫(yī)藥新領(lǐng)域探索到臨床前候選化合物（PCC）的時(shí)間從平均4年半縮短至約13.7個(gè)月，縮短近75%。
AI正在改變我們的生活，也正在改變我們的醫(yī)療健康產(chǎn)業(yè)。它能夠大幅縮短藥物研發(fā)的時(shí)間并降低成本，將成為未來(lái)藥物研發(fā)的關(guān)鍵核心技術(shù)之一。浪潮信息將與藥物研發(fā)企業(yè)深入合作，以強(qiáng)大算力支撐藥物研發(fā)行業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型，助力打造全新的藥物研發(fā)模式，讓更多的人吃上便宜的救命藥。
