俗话说“民以食为天”,但要想真正做到合理选择饮食、平衡营养却并不容易。分子营养学研究就是力图通过科学分析,最终帮助人们更好的选择饮食,但是在该项研究中涉及了大量的数据,需要一个有效的平台去辅助处理。浙江大学宁波理工学院分子设计与营养工程重点实验室的负责人蒋勇军表示,在应用信息技术服务于分子营养学研究时,应该先力求应用的稳定,再去追求应用的扩展。
数据处理成为科研瓶颈
浙江大学宁波理工学院生物与制药工程系主要进行“药物分子设计及生物化工”项目的研究,并因此成立了分子设计与营养工程重点实验室,进而采购了上百万元的实验室专用仪器及计算机设备,以便开始分子营养学的研究。
蒋勇军介绍,实验室把项目细分之后,首先进行了基础设施建设,采购大型分析测试仪器来分析食品和动物饲料中的重金属含量,做定量分析及动力学研究。接下来就是编写软件程序,用于分子营养学的科学研究计算,包括AMBER7、VASP、WIEN2K、GROMACS、NAMD等与分子动力学、分子化学相关的软件程序都被用来进行分析分子营养学项目。由于编制出的程序会消耗大量的计算机资源与时间,在学院原有的小型机设备上运行一段时间后,实验人员发现这台老设备远达不到他们的要求,长时间的计算才能等出结果的现状严重阻碍了项目组的进展速度。而且这还只是初期的运算,如果程序越写越复杂,以后的事不可想象。“利用更先进的信息技术和计算机设备来提高数据处理、计算的能力成为了实验室当务之急。”
平台选择三点要求
在分子营养学研究中,需要高性能计算能力的项目主要有三个方面:计算机辅助药物设计、生物大分子模拟和计算化学应用。这些应用都需要集中在一个平台上进行,因此该实验室最主要的需求就是一套高性能计算和处理系统,基于此平台再衍生各种软件应用。2003年10月,宁波理工学院分子设计与营养工程实验室开始了针对这种高性能计算平台的采购招标。蒋勇军表示,产品的性能、价格和服务是他们考虑的最主要因素。
首先是产品的性能。要想满足实验室研究的要求,计算平台需要承担很高的数据处理量,计算资源的消耗量非常大,对计算设备的内存需求很高,还要求平台有很强的并行处理能力,网络高带宽、低延迟;同时,要想很快的实现应用,计算设备必须基于开放标准,是通用平台,并且易于使用和管理。此外,蒋勇军非常强调平台的稳定性,在他看来,稳定是应用的基础。
其次是产品的价格,也就是说产品要具有高性价比。基于实验室提出的要求,许多IT厂商都提供了自己的产品和解决方案,大部分产品性能都能满足需求,但是,产品的价格却参差不齐,“我们考察并比较过多家厂商的产品,在产品性能相差不大的情况下,价格因素将决定我们的选择。” 最后是服务。尽管参与实验的人员都有多年计算机应用的经验,在软件开发上具备相当的能力,但蒋勇军仍然非常看重售后服务:“毕竟我们不是计算机专业人士,在编程方面我们可以自己来做,但硬件调试、软硬件的搭配应用等方面还需要IT厂商给我们大力支持。”
计算化学领域首用浪潮
“现在想起来,我们最终选用浪潮天梭TS10000作为我们的高性能计算平台,也是有一定冒险性的。但是,浪潮的产品在性能、价格等方面的优势打消了我们的怀疑。”谈起当初选型的结果,蒋勇军发出了这样的感慨。
从性能上看,浪潮天梭产品在其他行业应用以及售前模拟应用中表现出来的稳定性首先得到了认可;同时,该集群系统的并行度可达80%以上,能适应大规模的并行计算需求;此外,采用InfiniBand技术的高速交换网络、方便易用的管理软件等等,都是分子设计与营养工程实验室所需要的。
而从价格上看,蒋勇军很坦率的表示,浪潮的这款集群计算机在同类产品中性价比是最高的,“在招标过程中,浪潮天梭是其中最价廉物美的。”
在服务方面,蒋勇军表示,在售前只了解了浪潮为其他行业提供服务的状况,这给了他们初步的信心,但却并不完全踏实。但是,在今年2月,浪潮天梭10000正式在该实验室应用之后,实验人员真正体会到了浪潮的服务。“可以说,对于售后服务,我们满意。”“在2月份产品应用之初,机器的性能有些不稳定,我们与浪潮进行协商后,问题很快得到了解决。例如,有一次机器出现故障,频繁死机,我们在检查的同时通知了浪潮(北京)公司,他们的服务人员马上来到了我们实验室,检修之后,更换了一块主板,机器也恢复了正常运行。在此以后,这套系统没有出现过影响运行的故障,遇到一些小问题,在与浪潮电话或邮件沟通之后,也迎刃而解。”
稳定之后求扩展
目前,浙江大学宁波理工学院分子设计与营养工程重点实验室的整套信息系统运行很稳定,基本上保证了各项研究的顺利进行,分子营养学研究也取得了一定的效果。“稳定的应用是我们要求的第一步,现在看来已经基本实现。但是,随着我们的研究不断深入,对于数据处理的要求也会越来越高,计算性能的扩展将是我们的下一步目标。今年下半年,我们就计划要扩展集群计算机系统中的计算节点,目前,这项工作正在准备之中。”谈到发展,蒋勇军这样表示。
这次成功的应用也让蒋勇军对浪潮有了更强的信心,他介绍说,不仅此次实验室扩展计算节点的过程中,浪潮的产品会被优先选择,而且在宁波理工学院计算机系的服务器采购过程中,浪潮也得到了重点推荐。
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