联想：2024高性能计算和人工智能-医疗行业生命科学解决方案白皮书

联想高性能计算和人工智能医疗行业白皮书联想高性能计算和人工智能医疗行业白皮书0102CONTENTS0104050203018307联想高性能计算联想高性能计算集群实施服务 联想高性能计算产品及特点介绍 联想生命科学行业解决方案联想高性能计算硬件和环境配套45联想高性能计算软件 72 联想生命科学客户案例联想生命科学人工智能解决方案4287某医院组学和深度影像学习平台 87 北京大学高性能计算平台“未名生科一号” 93 45联想生命科学 HPC 解决方案 07. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . .. . . . . . .. . . .目录近几年，为了推动生物医药产业的快速发展，加快构建生物产业链，国务院、国家发改委等部门相继发布了多项生物医药产业促进政策，支持生物技术药、化学药、中医药等细分领域的产品研发、成果转化，以及公共服务平台的建设等等。2022 年，工业部和信息化部、国家发展改革委、科技部等九部门联合发布的《“十四五”医药工业发展规划》明确提出，国家将推动医药制造能力系统升级，以新一代信息技术赋能医药研发。同时，随着第三代分子测序技术的发展，数据量快速增长，生物医学数据从 PB 组学时代迈入 EB 多维度大数据时代。从 CADD 到 AIDD，通过高性能计算资源进行虚拟药物筛选、分子对接、蛋白结构预测等工作，可有效缩短新药研发周期，降低科研成本。高性能计算正在影响着生命科学各研究领域的发展。为了支撑科研人员的数据分析和计算需求，我国生命科学领域的高性能计算基础设施快速发展，且已初具规模，但生命科学领域企业应用高性能计算时依然存在算力、弹性、存储吞吐量不足，运维管理和成本大等挑战。如何降本增效，提高高性能计算的性价比，成为企业高度关注的问题。联想集团作为全球高性能计算机（HPC）TOP500 和中国高性能计算机 TOP100 排行榜中领先的企业，不仅为生命科学各领域海量数据研究提供用于基因组学、蛋白质组学、药物研发等领域的超级计算机和高性能服务器以及大容量存储服务等基础设施，也围绕高性能服务器基础技术打造了齐全的产品线和严格的质量控制体系，进而为生命科学领域提供了一套覆盖研发、数据存储、生产及认证、销售等环节的完整技术链。当前，依托高性能计算平台，联想集团已经在全球为生命科学、基因测序等多个领域提供了成熟的高性能计算解决方案；联想集团交付的高性能计算集群，正在为研究机构、高等院校和企业的业务创新发挥着重要作用；针对医疗机构快速分析、共享海量元数据的需求，联想集团个性化构建了高性能的 IT 基础架构，提高医疗系统的性能、可靠性与灵活性，确保工作人员高效获取所需的科学计算资源，并轻松共享关键信息，从而节省了大量的时间和资源。在以算力为基础数字经济时代，联想集团将基于自身传承了 30 余年的强大技术基因，持续升级算力基础架构，发展算力服务，继续致力于创新和深化在生命科学等领域的高性能计算解决方案，为生命科学行业打造“最强数字大脑”，推动行业快速发展。 联想集团政府纵队总经理　　傅　强联想中国基础设施业务群高性能计算与人工智能产品营销主任技术顾问郝常杰联想高性能计算和人工智能医疗行业白皮书联想高性能计算和人工智能医疗行业白皮书0102联想高性能计算01高性能计算多年来一直是科技综合实力竞争的至高点，也在一定程度上反映了各大服务器厂商系统研发方面的实力。作为行业的技术领先者，联想集团在这一领域积累了长达 20 多年的丰厚经验，并在关键技术领域不断创新，取得大量里程碑式的成果。联想从 2001 年进军高性能服务器领域，是最早针对高等院校和科研院所进行产品开发与市场拓展的厂商，并在市场中一直处于技术领先地位。截止 2022 年，先后为数万个用户成功实施了高性能集群。曾经两次承担了中国科学院网络计算中心主节点的建设任务，并且成功地与威廉姆斯车队进行合作，成为国产品牌中最早将高性能业务拓展到海外的企业。联想顺应国际主流技术发展趋势，以市场需求为驱动，吸收国内外最新技术成果，进行了大量创新性研发，突破包括系统设计与优化、系统基础架构、系统软件等在内的一大批高性能服务器的关键核心技术，开发出一系列可扩展、易管理、好使用、稳定可靠的高性能服务器产品，并配备可满足用户个性化需求的行业解决方案，提供从系统层到应用软件层的全面解决方案和技术服务。联想高性能计算一贯秉承开放，融合和高效的理念，并以此来服务高性能计算各行各业，成就高性能计算客户。联想算力发展愿景面向传统科学计算和大模型，联想会坚持开放融合的技术路线，提供高效能算力解决方案开放融合高效EveryScale开放的硬件平台开放的软件平台技术交流与协作社区Lenovo Scalable Infrastructure (LeSI)FPGAAIAI4S融合联想智能计算平台LICOWeb图形界面/CLI/API客户的行业应用 HPC/AI硬件管理/用户管理服务器并行存储系统网络系统数据中心配套设施HPC工作流模板HPC数学库与编译器 作业调度 LSF/其他x86飞腾/海光GPU/寒武纪AI预训练模型/模板大数据虚拟化异构计算传统HPCAI TensorRT/NCCL/CuCNN容器：Docker/Singularity降低PUE联想会坚持开放融合的技术路线，提供高效能算力解决方案高效热转换模块(TTM)水冷背门(RDHX)液转风模块(L2A)液转液模块(L2L)直接温水冷却(DWC)提升作业效率 LSF提升存储性能 DSS-G提升网络速度和效率通过水冷技术提升计算能力通过水冷技术提高可靠性提高生产效率开放融合高效联想算力发展愿景 联想高性能计算和人工智能医疗行业白皮书联想高性能计算和人工智能医疗行业白皮书0304联想高性能计算解决方案白皮书042002 年 7 月，联想研制成功“深腾 1800”万亿次集群系统，安装在中科院数学与系统科学研究院。这是世界上第一个实际速度超过 1 万亿次的大规模集群系统。曾入选新华社 2002 年中国十大新闻及两院院士评选的 2002 年中国十大科技进展，并荣获2004 年国家科技进步二等奖。2002 年末，另一套深腾 1800 大规模集群系统安装在中科院大气物理所国家重点实验室。2002 年 12 月 30 日，联想深腾1800 中标大庆油田，使该油田第一次在国内实现三维叠前深度偏移地震资料处理。2003 年，联想成功研制“国家网格主节点—联想深腾 6800 超级计算机”，安装在中科院计算机网络信息中心。这是当时世界上 Linpack 效率（78.5%）最高的高端通用计算机，其组合查询性能名列当时所有大型服务器的第四位，其典型应用 MM5 的测试结果在 2004 年 3 月列世界所有超级计算机的第一位。该机荣获 2005 年国家科学技术进步二等奖、2005 年国家重点新产品奖、2004 年信息产业重大技术发明奖。联想深腾 6800 自 2004 年初在网络中心对外服务以来，一直 7 X 24 小时稳定运行，在双星计划、气候模式计算、油藏模拟、材料科