圖片來源@視覺中國
文丨最極客，作者丨東方亦落
現(xiàn)在中國的疫情已經(jīng)基本得到了控制，但糟糕的是疫情在中國以外愈加嚴(yán)峻。面對人類共同的敵人，全球各種力量都在盡力繼續(xù)對抗新冠肺炎。在與病毒斗爭的過程中可以看到，抗擊的力量來自各個方面，算力也在其中。
近日IBM的超級計算機Summit 也加入抗疫行列，以其超強的計算能力，在全球已知的8000種藥物和化學(xué)物中，尋找可能治愈新冠肺炎的那種，該項目白宮也參與其中。此外英偉達、英特爾等公司同樣將自家的算力貢獻。在中國，騰訊、阿里、滴滴等企業(yè)和機構(gòu)都在算力抗疫方面做出努力，并取得了實質(zhì)性的進展。
算力抗疫的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，從文獻查找、藥物成分研究到監(jiān)測流動人口信息、進行大數(shù)據(jù)分析、維護防疫平臺運行等，幾乎涉及了抗疫所需的全部領(lǐng)域。那么這些功能是如何通過算力具體實現(xiàn)的？在這一過程中，算力對推動人類與病毒抗?fàn)幍倪M程起到了怎樣的作用？又會對未來產(chǎn)生何種影響呢？
基于強大算力的支撐，Summit搜尋藥物的進展相當(dāng)之快，兩天之內(nèi)就將數(shù)千種藥物的范圍縮減到77種，如果是一般的電腦則需耗時數(shù)月。該項目的研究人員根據(jù)病毒基因組、傳播機制等病理信息，設(shè)計出了篩選匹配藥物的程序，讓Summit自動尋找能與冠狀蛋白結(jié)合的藥物，然后通過算力與機器學(xué)習(xí)，分組迅速模擬冠狀蛋白進行微小運動的方式，解決了原本異常復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題。
這個過程和研發(fā)新藥與疫苗相比將更為迅速。一旦找到合適的藥物，就可直接跳過在研發(fā)、試驗方面需要花費的數(shù)年時間。該項目由IBM與白宮科技政策辦公室、美國能源部共同開發(fā)，并且還有NASA（美國國家航空航天局）、麻省理工學(xué)院、阿貢國家實驗室和國家科學(xué)基金會等合作伙伴參與其中，可見美國方面對“算力抗疫”的重視。
Summit是由ORNL（美國能源部OakRidge國家實驗室）在2018年6月發(fā)布的超級計算機。它最高能達到每秒20億億次的計算峰值，在特定應(yīng)用中能夠?qū)崿F(xiàn)每秒330億億次的混合精度計算。而在Summit的諸多功能中，包括可以為AI與科學(xué)發(fā)現(xiàn)的整合提供可能性，可以幫助研究人員將機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的技術(shù)應(yīng)用到人類健康的領(lǐng)域中，此次尋找對抗疫情的藥物就與此項技術(shù)有很大關(guān)聯(lián)。
除了IBM，國外也有其他企業(yè)或機構(gòu)在憑借算力抗擊疫情。斯坦福大學(xué) Pande 實驗室發(fā)起的Folding@home計劃，是用于疾病研究的分布式計算項目。目前Folding@home正研究如何讓小分子和抗體療法瞄準(zhǔn) COVID-19的“元兇”，即新冠病毒。來自全球的用戶都可以為該項目貢獻個人計算機上的空閑算力，就連PS游戲機也可加入其中。
這一公益性質(zhì)項目的參與者包括英偉達、索尼、英特爾、微星等企業(yè)。可以說是群策群力，共同通過算力來推進對疫情的抗擊進程。在疫情面前，誰也無法置身事外，中國的許多企業(yè)也紛紛從算力著手，并且全方位多角度地實現(xiàn)了對算力的應(yīng)用。
1月29日，阿里云宣布在疫情期間向全世界的公共科研機構(gòu)免費開放一切AI算力，以加快新冠肺炎新藥和疫苗的研發(fā)速度。在這個過程中，有大量的文獻篩查、數(shù)據(jù)分析和科學(xué)超算工作需要完成，而阿里云提供的AI算力可以在這些方面起到很大的作用。
在此之前，阿里云就曾與相關(guān)機構(gòu)合作，在算力方面對醫(yī)療研究做出過貢獻，例如用15分鐘的時間，完成了普遍需要120個小時才能完成的高精度的個人全基因組測序。而此次阿里云為疫情的藥物研究提供SCC超級計算集群和CPU集群；針對病毒植株感染者的DNA提取提供阿里云超算支持；為全球范圍內(nèi)的大規(guī)模文件篩查和分析提供阿里云通用平臺支持；為虛擬篩選提供阿里云AI平臺支持。
騰訊云在1月29日~2月6日每天都在進行資源擴容，日均擴容云主機接近1.5萬臺，8天總共擴容超過10萬臺云主機 ，共涉及超百萬核的計算資源投入。并且在本月開放了超級算力設(shè)施，速度比普通計算機要快得多，用以幫助研究人員尋找治療措施。
2月1日，滴滴云宣布免費向中國的科研機構(gòu)和醫(yī)療及救助平臺開放GPU云計算資源和技術(shù)支持，包括但不限于GPU云服務(wù)器、負(fù)載均衡SLB、彈性公網(wǎng)EIP等技術(shù)，用以支持抗擊疫情的相關(guān)工作。任何針對病毒研究、藥物開發(fā)的公共科研機構(gòu)，醫(yī)院、學(xué)校、以及線上醫(yī)療平臺、免費教育資源提供方等都可以聯(lián)系滴滴云，得到免費算力的支持。
另外，曙光云撫州計算中心用兩天時間開發(fā)了一套疫情排查管理上報系統(tǒng)并完成了測試上線，該系統(tǒng)可通過云計算、大數(shù)據(jù)分析技術(shù)掌握回鄉(xiāng)人員的相關(guān)信息，并且根據(jù)這些信息進行分析，幫助制定科學(xué)的疫情監(jiān)督措施。
面對此次的災(zāi)難，抗疫戰(zhàn)同時也是一場“算力技術(shù)戰(zhàn)”。從中可以看到諸多大企業(yè)的身影，也可以看到算力的實際應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。而中國在算力方面的實力又尤其強悍，相信在未來持久的“戰(zhàn)爭”中還能起到更重要的作用。
這次美國以IBM的超級計算機Summit為核心的抗疫動作規(guī)模很大，多個國家級機構(gòu)參與其中。實質(zhì)上中國的超級計算機在這代Summit出來之前實力一直相當(dāng)強悍，在全球第一的位置已經(jīng)坐了超過5年的時間，就在2017年世界超級計算機排名中，中國的“神威·太湖之光”和“天河二號”還分別名列第一和第二。
雖然被Summit超越，但中國在超算領(lǐng)域的實力依然強悍。今年1月，美國權(quán)威學(xué)術(shù)雜志《科學(xué)》刊文，對2020年可能成為頭條的十大科學(xué)新聞作出了預(yù)測，其中提到中國有望在2020年建造出全球第一臺E級超算。
E級超算即百億億次超級計算機，是國際上高端信息技術(shù)創(chuàng)新與競爭的制高點。美國、日本和歐盟都在努力推進各自的E級超算開發(fā)計劃。而中國經(jīng)過幾十年的發(fā)展與創(chuàng)新，在超算領(lǐng)域進入了以應(yīng)用需求引領(lǐng)系統(tǒng)研制的階段。
目前抗擊病毒是迫切的需求，所以中國的E級超算如果能夠按照預(yù)測那樣順利推出，結(jié)合目前算力抗擊疫情的經(jīng)驗，加之中國的超算技術(shù)走在世界前端，必然能起到重要的推動作用。
看看超級算力在疫情中實際的應(yīng)用情況，也可以讓這一點得到證實。大量的算力資源被用來進行病毒的藥物篩選和病毒突變預(yù)測。國家超級計算深圳中心調(diào)度大量計算資源加以支持，優(yōu)先調(diào)度出兩個分區(qū)超出 400 個的計算資源，并調(diào)度了合作伙伴曙光昆山的DCU 資源和商湯公司的 GPU 資源，成立應(yīng)急工作組。
在超級算力的幫助下，華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院等機構(gòu)與華為云聯(lián)合科研團隊在2月針對病毒的多個靶標(biāo)蛋白，對8506種藥物進行了篩選工作，僅用了7天就取得了階段性的成績。
從整個抗擊疫情的過程中，可以感受到算力的重要程度：算力可以提高基因測序效率，加快疫苗研發(fā)進程；可以精準(zhǔn)掌握人員流動情況，最大限度避免人傳人；可以模擬病毒突變預(yù)測，時刻監(jiān)測、預(yù)測病毒發(fā)展動態(tài)。它還支撐著大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)的運行，讓它們在抗擊疫情的各個環(huán)節(jié)盡可能多地發(fā)揮作用，包括云計算，背后也離不開算力的支持。
企業(yè)和機構(gòu)也可利用算力做出貢獻，近年來整個社會計算資源迅速“云”化，手機應(yīng)用、信息系統(tǒng)的后臺運轉(zhuǎn)多借助云計算平臺。疫情期間，云計算迅速擴容的優(yōu)勢在各類應(yīng)用對計算力短期爆發(fā)性需求的緊急態(tài)勢下得以顯現(xiàn)，各種軟件的訪問量暴漲，但仍能保持流暢運行就是這種優(yōu)勢最好的外在體現(xiàn)。
中國的疫情能夠迅速有效地得到控制，離不開算力的協(xié)助，但是這并不意味著我們可以對疫情放松警惕。就連Summit取得的進展也不意味著一定能找到治愈方案，專家認(rèn)為，接下來完全確認(rèn)有效藥物依然還要用數(shù)月時間，人類在以算力抗擊疫情這條路上也有很多阻礙需要去突破。
不過在人類的智慧面前，病毒終究是可以被有效防治的。據(jù)說這次的疫情不會像非典那樣被夏日的高溫曬死，上海市新冠肺炎醫(yī)療救治專家組組長張文宏在近日的一個采訪中還表示疫情在明年春天可能出現(xiàn)小高峰。這樣看來，新冠病毒與人類長期共存也并非完全不可能，所以當(dāng)前算力對病毒的研究其實還有更大的價值和更深遠(yuǎn)的意義，而且如果未來再爆發(fā)新流行病，算力可用于模擬已有適用藥物的發(fā)掘，讓科研人員能更迅速地對藥物進行試驗。
在此次疫情中，國內(nèi)外的科技企業(yè)和機構(gòu)有錢出錢有力出力，都擔(dān)負(fù)起了社會責(zé)任，而算力就是重要的動力來源之一。面對疫情，我們都是命運共同體，針對新冠病毒的疫苗研究成功可能還要很長時間，而算力在未來的抗疫之路上會成為打“持久戰(zhàn)”的利器，“算力抗疫”也將進一步成為“風(fēng)潮”。
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