芯片编织的未来：HPC时代如何将新冠与癌症问题一网打尽？

长久以来，高性能计算（HPC）给人的印象总是神秘且高深。这是因为它主要是学术界用来推进基础科学发现和探索的手段，比如上到宏观的宇宙大爆炸模拟、下到微观的量子物理和分子动力学研究，这种级别的话题一抛出来，就会有“生人勿近”的感觉。

然而，新冠肺炎对我们的突然袭击，让很多人重新认识了高性能计算：它非但不“高冷”，对热点事件的反应还出人意料的快——不论是中国还是全球，领先的基因与药物研发机构，在高性能计算的支持下，少则数小时，多则几天就破解了新冠病毒的结构，并立即开始疫苗的研制。

可以说，正是高性能计算在算力上的爆发式增长，让过去以“年”来计算时长、且需要无数次实验来纠错的病毒和疫苗研究过程发生了翻天覆地的变化，这种变化还不能只用一个“快”字来概括，而是“快”与“精准”兼顾。

在日前于珠海举办的大型科技盛会上，一位英特尔公司副总裁在其主题演讲中这样总结道：“每天都有新的用户憧憬使用高性能计算系统的新方法来应对越来越多的问题。例如制造企业利用这些系统设计更为坚固耐用的运动装备；铁路公司使用托管服务预测天气，以避免脱轨；而药剂师们也正在学习机器学习，以查明药物中的潜在危险成分。”

这个行业正经历着重大的转变，其核心技术，即E级（Exascale）水平的大规模并行处理能力，是我们目前最迫切需要解决的问题之一。E级代表着每秒钟可执行100万亿次浮点运算，使得各种复杂任务能够得到有效处理。

图一 CCF HPC China 2021上的英特尔展位

随着技术不断发展，我们相信这些工具将帮助我们更好地理解人类疾病，从而开发出针对性强、效果显著的人类治疗方案。在这场战斗中，每一次突破都是可能带来的希望，而不是简单的事实。在接下来的一年里，我们期待看到更多这样的进展，并愿意继续支持那些致力于此领域工作的人们。

图二 瑞金医院转化医学中心对DAOS优势剖析

瑞金医院作为中国第一个国家级综合性转化医学中心，它聚焦于肿瘤、代谢性疾病和心脑血管疾病等领域。通过收集患者生物信息数据进行挖掘分析，最终形成个性化诊疗方案并普及开来。这是一个非常复杂的问题，因为涉及大量数据，同时要求快速处理。如果没有足够强大的IT基础设施，这项工作将变得几乎不可能完成。

要实现这一目标，我们必须拥有世界上最先进的心理健康评估工具以及最新的人类基因组信息库。此外，还需要开发出能够迅速识别潜在风险信号并提出相应干预措施的人工智能模型。通过结合这些资源，我们可以为患者提供更加个性化和有效的心理健康护理计划。

虽然这是一个巨大的挑战，但我们相信，如果所有相关利益方共同努力，可以实现这一目标。而关键所在就是如何确保我们的IT基础设施能够支持这一切，为医生提供必要的手段去识别早期迹象并采取行动防止心理健康问题恶化。

为了克服这一障碍，我们正在投资最新的心理健康评估工具以及最新的人类基因组信息库。此外，还正在开发出能够迅速识别潜在风险信号并提出相应干预措施的人工智能模型。通过结合这些资源，我们可以为患者提供更加个性化和有效的心理健康护理计划。

当然，在这个过程中，也有一些挑战需要克服，比如数据隐私保护问题，以及如何确保所有参与者都能安全地分享他们关于自己的个人数据。但我们相信，如果所有相关利益方共同努力，可以找到解决方案，并使这种创新成为现实。