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中國基因研究成果登上國際權(quán)威刊物，曙光實力助攻

發(fā)布時間: 2018-06-20

2018年5月8日，闡述我國科研人員在棉花變異基因組研究中取得重大進展的兩篇論文同時在國際學(xué)術(shù)權(quán)威刊物《Nature Genetics》在線發(fā)表，中國農(nóng)科院棉花研究所(棉研所)、安陽工學(xué)院重點參與了兩篇論文的研究項目。這兩項研究成果為棉花遺傳研究和分子育種奠定了科研基礎(chǔ)，為深化作物基因組研究提供了重要依據(jù)。這其中離不開現(xiàn)代技術(shù)對樣本基因的深入研究。

在其中一篇論文所闡述的“亞洲棉多樣性及演化的遺傳學(xué)基礎(chǔ)研究”項目中，曙光針對項目特點，為其提供了總體運算峰值13.248 TFLOPS（13.248萬億次浮點運算/秒）、總存儲容量2PB（聚合帶寬15GBps以上）的基礎(chǔ)環(huán)境，充分支撐了對243份二倍體棉花種質(zhì)材料的重測序，研究結(jié)果加深了我們對中國亞洲棉群體進化的認(rèn)識，為將二倍體棉花優(yōu)良抗逆性狀導(dǎo)入廣泛種植四倍體棉花奠定了重要的遺傳基礎(chǔ)，同時也會加快棉花育種進程。曙光自主研發(fā)的ParaStor系統(tǒng)在該研究的基礎(chǔ)環(huán)境中發(fā)揮了重要作用。

性能高效，縮短測序時間的利器

在基因數(shù)據(jù)的應(yīng)用過程中，科研人員都希望能夠在盡可能短的時間內(nèi)完成測序工作，使結(jié)果盡早實現(xiàn)科研或商業(yè)化應(yīng)用。但在測序過程中會產(chǎn)生大到GB，小到KB的數(shù)以十億計的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。如何在隨機讀、并發(fā)讀、順序讀等多種讀寫模式下從海量存儲中快速獲取基因數(shù)據(jù)成了科研人員要面臨的挑戰(zhàn)。

曙光ParaStor系統(tǒng)通過獨有的小文件聚合技術(shù)，將眾多較小的block聚合成一個較大的數(shù)據(jù)流，充分利用ParaStor數(shù)據(jù)節(jié)點10Gb的帶寬性能，滿足快速存儲與讀寫需求。在文件分布策略上，ParaStor通過文件切片及N+M糾刪碼的冗余機制，能夠把單個文件系統(tǒng)擴展到EB級規(guī)模，極大地改善了磁盤子系統(tǒng)的性能。ParaStor在研究過程中連續(xù)多次擴容，實現(xiàn)了存儲性能和容量的線性增長，大幅提升了業(yè)務(wù)計算性能。ParaStor的緩存加速功能，則自動將熱點基因數(shù)據(jù)存放在快速訪問上，實現(xiàn)訪問加速。多項技術(shù)共同造就了ParaStor的卓越性能，幫助科研人員完成挑戰(zhàn)，實現(xiàn)重測序工作的高效進行。

運行穩(wěn)定，保證測序業(yè)務(wù)的不中斷

大量重測序數(shù)據(jù)的處理，對存儲系統(tǒng)造成了非常大的訪存壓力。同時，任何的IO中斷都會影響測序計劃。而在使用過程中，硬盤、節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)等硬件設(shè)備卻是“故障高發(fā)地”，如何保證基因測序工作穩(wěn)定進行顯得尤為重要。

ParaStor在設(shè)計時就把重要部件發(fā)生問題作為常態(tài)考慮在內(nèi)，在控制器、網(wǎng)絡(luò)、磁盤等層面都設(shè)計了冗余保護，可容忍多塊硬盤或多個節(jié)點同時失效，且失效后業(yè)務(wù)不中斷、數(shù)據(jù)不丟失，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，為重測序工作的穩(wěn)步推進提供了有力保障。

管理自動化，簡化測序工作的復(fù)雜度

在研究過程中，科研人員更愿意將精力投入到數(shù)據(jù)處理和分析中，盡可能減少在IT設(shè)施運維上的精力分散，ParaStor易管理的特點則充分滿足其需求。

ParaStor內(nèi)置的自動管理機制極大簡化了管理員的操作，多樣的報警機制則可及時可靠地將故障通知給管理員，減少運維時間成本。利用ParaStor的管理工具，管理員可通過瀏覽Web頁面輕松完成系統(tǒng)的部署、監(jiān)控、管理和維護。管理工具的架構(gòu)同樣具有良好的擴展性，使管理員的工作量不會因數(shù)據(jù)的增加而加大。

曙光ParaStor分布式存儲系統(tǒng)有效提升了基因測序的工作效率，保證了測序工作的順利進行，減輕了運維人員的壓力，為科研人員專注于核心工作，取得成果突破提供了有力支撐。曙光將充分發(fā)揮在信息技術(shù)領(lǐng)域積累的豐富經(jīng)驗與技術(shù)優(yōu)勢，為前沿科學(xué)技術(shù)研究提供強有力的IT支持，助力建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強國目標(biāo)的早日實現(xiàn)。

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