近年来,传统的基于结构 (structure-based) 的设计方法已经逐渐达到其极限,使得用于药物研究和发现的资本开支呈指数级增长。因而,对于药物设计领域来说,基于运动 (motion-based) 的药物设计方案,即分子动力学模拟,业界相当激动人心和创新性的进步。而分子动力学模拟的实现,则对算力有极高的要求。
在过去,分子动力学计算需要大型专用计算机提供的算力支撑。但是致力于提供“专用计算机”解决方案的雪湖科技,希望打破这个瓶颈,开发出一种比传统专用计算机性能更高而且成本更低、能效更高的解决方案。
行业挑战
从性能上看,雪湖科技 Yaddle MD FPGA 分子动力学专用引擎运行在 Alveo 加速器卡上,比仅用 CPU 的分子动力学软件方案高近 50 倍,比使用 GPU 加速的分子动力学软件方案高两倍,如图 2 所示。与此同时,FPGA 的功耗仅为 CPU 的 2/3,GPU 的 2/9,为此使得 Yaddle MD 每度电可以提供的模拟量是 CPU 的近 100 倍,GPU 的近 10 倍。
雪湖科技生命科学计算首席科学家盛楠博士表示:“就像破案时‘看监控录像’远比‘看现场照片’要容易捕捉作案细节一样,分子动力学模拟让药物设计人员更直接的‘看到’药物分子的整个生效过程,从而大幅提高新药研发的成功率。高性能是确保分子动力学计算高效和精准的关键,雪湖科技基于 Alveo 的高性能分子动力学专用引擎,不仅能为客户节省大量时间成本,而且为基于动力学的药物设计提供了一种可能性”。
目前,雪湖科技的 Yaddle MD 引擎已经开始通过阿里云提供 MD 加速服务,其基于 Alveo 卡的加速方案也正在小规模对外开发测试中。与此同时,雪湖科科技的创新步伐还在继续,其计划未来将通过多个 Alveo 设备结合的形式继续扩展仿真能力,进一步为分子动力学计算应用提速并扩大吞吐量。
数据来源于雪湖科技内部测试
雪湖科技 Yaddle MD FPGA 分子动力学专用引擎与竞争解决方案相比,性能更高且能耗更低
产品性能