Ve světě biologických věd je rychlost objevování vším. Od sekvenování lidského genomu až po simulaci molekulárních interakcí pro nový lék, vědci neustále závodí s časem, kde je v sázce maximum. Cloud tento závod zrevolucionizoval tím, že poskytl bezprecedentní přístup k masivním výpočtům. Přesto u nejnáročnějších úloh vysoce výkonných výpočtů (HPC) přetrvává ve standardním cloudovém modelu skryté úzké hrdlo: virtualizační vrstva.
Virtuální počítače (VM) byly po léta tahounem cloudu a umožňovaly více nájemníkům sdílet zdroje jednoho fyzického serveru. To je umožněno hypervizorem – vrstvou softwaru, která se nachází mezi hardwarem a operačním systémem. Ačkoli je tato virtualizace skvělá pro všeobecné výpočty, zavádí „daň hypervizoru“ pro vysoce výkonné úlohy. Tato daň není peněžní; je to cena placená ve výkonu, předvídatelnosti a drahocenném čase.
Je čas na nové paradigma. Aby vědci mohli odemknout další generaci lékařských průlomů, musí překonat virtualizaci a využít surovou, nezprostředkovanou sílu infrastruktury holého kovu.
Skryté náklady na „daň z hypervizoru“
Ve výzkumu v oblasti biologických věd je konzistence prvořadá. Vědecké experimenty, ať už v laboratoři s nízkým výkonem nebo ve výpočetním clusteru, musí být opakovatelné. Hypervizor v prostředí s více klienty však může způsobit variabilitu výkonu neboli „chvění“, protože žongluje s prostředky mezi různými virtuálními počítači. Tento efekt „šumného souseda“ znamená, že komplexní genomická analýza může jeden týden probíhat 48 hodin a další týden 60 hodin, a to bez zjevného důvodu.
Tato nepředvídatelnost negativně ovlivňuje časové harmonogramy a rozpočty výzkumu. Navíc samotný hypervizor spotřebovává část CPU a paměti serveru, což vytváří režijní zátěž, která brání aplikacím v přístupu k plnému výkonu podkladového hardwaru. U úloh, jako je molekulární dynamika nebo trénování modelů umělé inteligence pro lékařské zobrazování, které jsou neuvěřitelně citlivé na latenci a vyžadují každý gram dostupného výpočetního výkonu, může tato daň z výkonu představovat rozdíl mezi průlomem a úzkým hrdlem.
Výhoda holého kovu: Přímý, předvídatelný a bezpečný výkon Cloudová infrastruktura holého kovu eliminuje daň z hypervizoru tím, že vám poskytuje to, co název napovídá: dedikovaný fyzický server s jedním klientem. Neexistuje žádná virtualizační vrstva, žádné sdílení zdrojů ani žádní hluční sousedé. Vaše úloha běží přímo na hardwaru a ovládá 100 % zdrojů serveru.
Pro biologické vědy jsou výhody transformativní:
- Maximální a předvídatelný výkon: Odstraněním hypervisoru získají aplikace přímý přístup k plnému procesoru, paměti a specializovanému hardwaru serveru, jako jsou grafické karty NVIDIA. To má za následek konzistentně nižší latenci a vyšší propustnost, čímž se výpočetní úlohy, které dříve trvaly měsíce, promění v řád dní.
- Vylepšené zabezpečení a izolace: Manipulace s citlivými údaji o pacientech, genomickými informacemi a proprietárním výzkumem vyžaduje nejvyšší úroveň zabezpečení. Jednoklientská povaha holých instancí zajišťuje fyzickou izolaci a vytváří bezpečnější prostředí, které pomáhá splňovat přísné požadavky na dodržování předpisů a datovou suverenitu.
- Ideální platforma pro HPC: Oracle Cloud Infrastructure (OCI) byla vytvořena pro spouštění nejnáročnějších podnikových a HPC úloh. Bare Metal výpočetní instance OCI v kombinaci s nízkolatenční sítí RDMA clusterů vytvářejí prostředí, které odráží výkon místních superpočítačů s elasticitou a škálovatelností cloudu.
Od rychlejšího výpočtu k rychlejšímu léčení
Co to v praxi znamená? Znamená to, že genomická laboratoř může rychleji zpracovávat nezpracovaná sekvenční data, což urychluje cestu k personalizované léčbě rakoviny. Znamená to, že farmaceutická společnost může provádět složitější simulace skládání proteinů, což drasticky zkracuje preklinickou fázi objevování léků. Znamená to, že datoví vědci mohou trénovat přesnější diagnostické modely umělé inteligence na lékařských snímcích za zlomek času, což lékařům poskytuje lepší nástroje pro zlepšení výsledků léčby pacientů.
Éra kompromisů ve výkonu kvůli rozsahu skončila. Pro odvětví biologických věd, kde se počítá každá vteřina, není surová síla a předvídatelný výkon holého kovu jen technickou výhodou – jsou strategickým imperativem. Další průlom čeká na objevení a nenajde se na platformě, která ho nutí čekat ve frontě.
Zdroj: Oracle
