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NVIDIA发表英国最强大的超级电脑 供人工智慧与健康照护研究使用

时间:2021-07-21 17:30:26

全球速度最快的其中一台人工智慧超级电脑 将赋予英国多个领域的研究人员更强的运算力

包括数位生物学、基因组学、量子运算与人工智慧

五家创始伙伴共同启动专案

NVIDIA发表英国最强大的超级电脑 供人工智慧与健康照护研究使用

NVIDIA 剑桥一号超级电脑为全英国最强大的超级电脑

NVIDIA (辉达) 今日正式发表全英国最强大的超级电脑「Cambridge-1」 (剑桥一号) ,它将促使顶尖科学家与医疗照护专家结合人工智慧 (AI) 与模拟技术的强大力量,加速数位生物学的革命,并强化英国引领全球的生命科学产业。

专用于推进医疗照护的「剑桥一号」代表着 NVIDIA 高达一亿美元的投资。NVIDIA 与阿斯特捷利康 (AstraZeneca)、葛兰素史克 (GSK)、盖伊和圣托马斯国民保健信託基金会 (Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust)、伦敦国王学院 (King's College London) 与 Oxford Nanopore 的第一个合作专案,内容包括针对如失智症等脑部疾病做更深度的了解、运用 AI 设计新药物,并提升寻找引发疾病的人类基因组变异的精準度。

「剑桥一号」集 NVIDIA 数十年来在加速运算、AI 与生命科学领域成果之大成,并优化 NVIDIA Clara™ 与 AI 框架,以充份利用整套系统并大规模地进行研究。「剑桥一号」为一台 NVIDIA DGX SuperPOD™超级运算丛集,运算速度居全球排名前 50 名,并由 100% 可再生能源供电。

NVIDIA 创办人暨执行长黄仁勋表示:「『剑桥一号』将让全球来自产业与学界的顶尖研究人员,在英国威力最强大的超级电脑上进行毕生钻研的事业,并以英国先前不可能达到的规模与速度,找出突破疾病与治疗瓶颈的线索。在『剑桥一号』上探索出的成果将发生于英国,但它带来的影响却能造福全世界。」

「剑桥一号」巩固了英国作为生命科学、技术和人工智慧领域全球领导者的地位,为当代和后代提供先进的基础设施,以在英国开展开创性研究。根据经济顾问公司 Frontier Economics 的报告,「剑桥一号」在未来十年有潜力创造出高达六亿英镑 (约8.25 亿美元) 的估值。

AstraZeneca 用 AI 革新药物开发

NVIDIA 正与 AstraZeneca 合作以推动更快的药物开发,并为化学结构打造生成式 AI Transformer 模型。近几年才问市的基于 Transformer 的神经网路架构,让研究人员透过自我监督的训练方法运用大型的资料集,同时避免在预训练阶段进行手动标注範例的需求。

MegaMolBART 的药物开发模型目前正使用于反应预测、分子优化及分子的重新生成,并将优化药品的开发过程。它基于 AstraZeneca 的 MolBART 模型基础上,并正以 ZINC 化合物资料库进行训练,这是透过 NVIDIA 的 Megatron 框架,在超级运算基础设施上达成大量横向扩展的训练。此模型为开放原始码,可供研究与开发人员从 NVIDIA NGC™ 软体目录取用。

NVIDIA 与 AstraZeneca 也在「剑桥一号」上进行另一个专案,专注于数位病理学中 AI 的使用。在数位病理学领域中,研究人员往往得花费大量时间与金钱标注组织样本的病理切片影像,以便寻找出新的洞察。藉由使用在数千张切片影像上训练的非监督式 AI 演算法,我们有可能免除标注的过程,同时找出与药物反应相关的潜在影像特徵。

AstraZeneca 资料科学与 AI、呼吸与免疫、生物製药研发事业部副总裁 Lindsay Edwards 表示:「在病理全切片影像上训练 AI 演算法的挑战性很高,部份原因是影像的尺寸极大。与 NVIDIA 在『剑桥一号』的合作让我们得以扩展我们目前的作业规模,并开发推动数位病理学领域中运用 AI 的新方法。」

NVIDIA发表英国最强大的超级电脑 供人工智慧与健康照护研究使用(1)

NVIDIA 剑桥一号搭载强大的 NVIDIA GPU

GSK 携手合作伙伴,为病患掌舵伟大的科学技术

GSK 的研发包括专注在通过基因验证的目标,这些目标最终成为药品的可能性为其他的两倍,目前佔该公司研发流程的七成以上。为了极大化这些洞察的潜力,GSK 汇集了人类遗传学、功能基因组学、AI 与机器学习 (ML) 技术,打造出最顶尖的能力。

GSK 公司 AI-ML 事业部全球主管暨资深副总裁 Kim Branson 博士表示:「先进的技术是 GSK 研发的核心,协助我们以全新境界的速度、精準度与规模,透过预测模型释放大型複杂资料的潜力。我们很开心能与 NVIDIA 携手合作,来实现 GSK 在药物开发领域的企图心,并为英国丰沛的生命科学生态系做出贡献。这两大目标的核心都在于造福病患。」

透过与遗传学领域的顶尖伙伴合作,基因组学与 AI/ML 终究能协助 GSK 为人类的健康做出更多预测,并开发出临床成功机率高出一倍的优质药物,最终变成可以造福病人的核准疗法。取用「剑桥一号」将可为 GSK 的药品研发过程贡献额外的运算力与最顶尖的 AI 技术。

伦敦国王学院与Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust 运用AI 合成脑部资料

伦敦国王学院与 Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust 正使用「剑桥一号」,藉由学习与各年龄与疾病相关的数万张磁振造影 (MRI) 的脑部扫描,教导 AI 模型产出合成的脑部影像。最终目标是使用此一合成资料模型,让我们对失智症、中风、脑癌与多发性硬化症等疾病有更多的了解,并促成早期诊断与治疗。

由于这套 AI 合成脑部模型可以根据选定的特徵 (年龄、疾病等),产出先前未曾见过的无数张脑部影像,将能让我们更加了解疾病细微之处,并可能促成更早与更精準的诊断。

伦敦国王学院生物医学工程暨影像科学学院院长 Sebastien Ourselin 教授表示:「透过这次的合作,我们将能运用医疗照护研究领域前所未见的运算规模。这将彻底改变病人的健康与治疗。」

透过与英国国家健保局 (NHS) 及全球最丰沛的生物医学资料库之一的 UK Biobank 密切合作,这项研究得以运用多种英国顶尖的医疗照护资源。伦敦国王学院并计划广泛地与研究及新创社群分享此一合成资料模型。

Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust 执行长 Ian Abbs 教授表示:「AI 将在医疗照护领域协助加速病情诊断、提升像乳癌筛检等服务,并根据临床需求支援我们进行风险评估与排定病人的优先顺序。我们对于能够参与『剑桥一号』资料中心专案感到兴奋,因为它将让我们成为第一批受惠于这些全新 AI 效益的人,让我们得以使用最新的技术造福我们的病患,同时更有效率地管理宝贵的资源。」

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NVIDIA 剑桥一号机柜

Oxford Nanopore 可扩充且即时的基因组学

Oxford Nanopore Technologies 的长读取定序技术被全球超过 100 个国家使用,以在各种研究领域获取基因组的洞察,包括人类与植物健康、环境监控以及抗微生物药物耐药性。

Oxford Nanopore 在各种基因组定序平台上部署 NVIDIA 的技术,以便开发能提升基因组分析速度与精準度的 AI 工具。在 Oxford Nanopore 能够取用「剑桥一号」的资源后,执行与改善演算法相关的任务所花费的时间将改以小时计算,而非之前的以日计算。这些改良的演算法将可以确保更高的基因组準确度、产出更佳的洞察,并为科学家缩短处理时间。

Oxford Nanopore 产品与计划管理事业部副总裁 Rosemary Sinclair Dokos 表示:「驾驭『剑桥一号』的算力将协助我们进一步加速演算法的开发,以便支援更强大、更精準的基因组分析。它也将让实际採用我们技术的科学家们,在各种研究领域中取得比以前更深入的洞察。」

关于「剑桥一号」

「剑桥一号」是第一台专为外部研究取用而设计打造的 NVIDIA 超级电脑。NVIDIA 将与研究人员合作,让更广泛的科学界可以取用其资源。

「剑桥一号」的特色包括整合 NVIDIA A100 GPU、BlueField®-2 DPU 与 NVIDIA HDR InfiniBand 网路技术的 80 套 DGX™ A100 系统,它是一台 NVIDIA DGX SuperPOD 超级电脑,AI 效能超过 400 petaflops,Linpack 效能达 8 petaflops。这套系统目前位于 NVIDIA 伙伴Kao Data 公司营运的设施中。

「剑桥一号」是 NVIDIA 第一部专注于推动英国特定产业研究的超级电脑。我们也计划在剑桥打造一座「AI 研究卓越中心」 (AI Center for Excellence),该中心将配备一台採用 Arm 架构打造的超级电脑,为全英国更多的产业提供奥援。

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