Skip to main content

High Performance Genomics for Software Defined Infrastructures

Article Category

Article available in the folowing languages:

Od genomiki do technologii 5G, inteligentna alokacja zasobów efektywnie kieruje przesyłem danych

Ilość dostępnych nam danych rośnie w niespotykanym dotąd tempie. Inteligentny sterownik pomoże centrom danych efektywniej alokować zasoby w czasie rzeczywistym w celu zwiększenia wydajności przy mniejszym zużyciu energii i wymaganiach sprzętowych, zmniejszając tym samym ogólne koszty operacyjne.

Gospodarka cyfrowa

Niezależnie od tego, czy chodzi o udostępnianie danych naukowych dotyczących skali od kwantowych perturbacji do wydarzeń kosmicznych oddalonych o lata świetlne, czy też łączenie ludzi i ich urządzeń w ramach ewolucji Internetu rzeczy (IoT), centra danych muszą radzić sobie z przesyłem coraz większej ilości danych. Zautomatyzowane, inteligentne zapewnianie i zarządzanie zasobami informatycznymi może znacząco zwiększyć wydajność centrów danych oraz satysfakcję i produktywność użytkowników końcowych. Infrastruktura sterowana oprogramowaniem (SDI) może realizować te zadania, wykorzystując technologie oprogramowania do optymalizacji w celu inteligentnego zaspokajania zapotrzebowania w czasie rzeczywistym. SDI jest nowatorską technologią, która nie jest obecnie w pełni wykorzystywana przez żadne duże centrum danych do optymalizacji ich działań. Finansowany przez UE projekt Hi-OMICS miał na celu przygotowanie sterownika SDI, który zostanie wprowadzony na rynek i umożliwi wejście w nową erę w zakresie wykorzystania danych.

Więcej mocy (obliczeniowej), mniej energii

Jak wyjaśnia koordynator projektu David Carrera z ośrodka Barcelona Supercomputing Centre (BSC): „Tradycyjny komputer wyposażony jest we wstępnie skonfigurowane procesory, pamięci i dyski. W przypadku serwera z czterema akceleratorami niemożliwe jest zwiększenie ich liczby do ośmiu bez wprowadzenia fizycznych zmian sprzętowych. W przypadku SDI zasoby są współdzielone. Znajdują się one gdzieś w centrum danych i mogą być dynamicznie przydzielane do serwerów poprzez szybką sieć wzajemnych połączeń (z prędkością 40 lub nawet 100 Gbps – 100 miliardów bitów na sekundę)”. Sterownik SDI jest elementem oprogramowania, który decyduje o tym, jakie podzespoły sprzętowe należy podłączyć do serwerów i kiedy ma mieć to miejsce. Projekt Hi-OMICS, który stworzono w oparciu o doświadczenie zdobyte przy testowaniu jego poprzednika, projektu Hi-EST, ma na celu komercjalizację sterownika SDI przeznaczonego do efektywnego zarządzania obciążeniami związanymi z genomiką obliczeniową. Zespół skupił się na doskonaleniu Somatic MUtation FINder (SMuFin), programu prowadzonego w ośrodku BSC, w ramach którego porównywane są sekwencje ze zdrowego i nowotworowego genomu tego samego pacjenta w celu identyfikacji zmian sekwencji somatycznych na poziomie par zasad. Jak wyjaśnia Carrera, „SMuFin, jak każdy inny protokół genomiczny, nie wykorzystuje zasobów w jednolity sposób przez cały czas. Nasz sterownik współlokalizuje kompatybilne obciążenia w celu zmniejszenia potrzeb sprzętowych centrum danych i całkowitego kosztu posiadania urządzenia”. Zgłoszona do opatentowania nowa wersja systemu SMuFin osiąga dwudziestokrotną redukcję zużycia energii i dwukrotną poprawę wydajności.

Inteligentna alokacja zasobów na więcej niż jeden sposób

Chociaż sterownik SDI ma znaczący wpływ na ośrodek BSC, analiza rynku w ramach projektu Hi-OMICS wykazała, że rynek genomiki nie był jeszcze gotowy na jego przyjęcie. Odkryła ona jednak ogromny potencjał zastosowania go w sektorze 5G i Internetu rzeczy. Carrera nie potrzebował sztucznej inteligencji do elastycznej realokacji sterownika SDI opracowanego przez jego zespół. „Nasz start-up Nearby Computing prowadzi komercjalizację technologii SDI dla domeny 5G/IoT, na której skorzystają centra danych firm, w tym dostawcy usług w chmurze, operatorzy sieci komórkowych i duże przedsiębiorstwa”, stwierdza Carrera. Choć wyniki analizy rynku były nieoczekiwane, zachęciły one zespół do połączenia zastosowań badawczych i komercyjnych. Założona w lipcu 2018 r. firma Nearby Computing zatrudnia obecnie dziesięciu pracowników i bierze udział w szeregu działań związanych z weryfikacją poprawności projektu w pięciu różnych krajach. W miarę ewolucji architektur komputerowych w kierunku coraz bardziej wydajnego przeprowadzania operacji firma planuje wkroczyć w nową erę sieci danych 5G/IoT.

Słowa kluczowe

Hi-OMICS, dane, infrastruktura sterowana oprogramowaniem (SDI), sterownik SDI, centrum danych, Internet rzeczy (IoT), 5G, oprogramowanie, informatyka, energia, sprzęt, komputer, superkomputery, serwer, sieć, Internet

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania