美国安腾Anton,全球最强生物计算专用超级计算机的前世今生

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近期,全球首台生物处理器由瑞士创新企业FinalSpark公司推出,这款处理器采用了人脑类器官中的生物神经元作为驱动源,其能耗仅为传统数字处理器的百万分之一,引起了业界对“生物计算机”的广泛关注。这里的“生物计算机”特指利用人类神经元进行计算的新型生物处理器。不过,以往谈及“生物计算”,人们更多将其视为通过超级计算机加速计算、以生物大分子为研究对象的领域,这一领域已有几十年的发展历史。

要介绍的焦点是,安腾Anton,这台在过去十几年中主导全球生物计算领域的专用超级计算机,以其在生物计算领域的卓越成就书写了辉煌的历史。安腾Anton由美国D.E. Shaw Research机构在2007年推出,专注于加速分子动力学模拟,其计算性能在执行同类任务时比当前世界顶级超算Frontier高出50倍以上。因其在高性能计算领域的杰出贡献,安腾两次荣获高性能计算界的最高荣誉——“ACM戈登贝尔奖”。

为何安腾Anton能实现如此惊人的计算效率?中国科学院院士、北京航空航天大学教授钱德沛曾指出,安腾通过采用定制化的ASIC芯片和创新算法,协同优化软硬件系统,在分子动力学模拟中实现了比通用计算机高出百倍的计算能效。

安腾Anton的诞生,源自其发明者、金融界巨头David E. Shaw的远见卓识。在他五十大寿之际,Shaw意识到生物计算的社会影响远超金融领域,与个人的价值追求更为契合。他认识到,分子动力学模拟能够显著加速对生命过程的理解,推动基础科学研究及重大疾病的药物研发。然而,传统的计算方法无法满足这一需求,Shaw决定利用自己在金融领域的资源,组建了一支由顶尖博士组成的团队,致力于开发专用的超级计算机来解决这一难题。

Shaw及其团队选择超算作为解决方案的原因在于,超算拥有极高的计算能力和处理效率,能够快速处理大量数据和复杂计算任务。他们设计了专用的芯片、主板和布线,并开发了适配安腾的分子动力学模拟软件Desmond,以优化硬件和软件的协同工作。

经过数年的努力,安腾Anton终于在2007年面世,这台超级计算机以“显微镜之父”安东·范·列文虎克的名字命名,象征着对探索微观世界的传承与超越。安腾的出现极大地提升了药物研发的效率,为生物计算领域带来了前所未有的技术革新。

在药物研发领域,安腾Anton的成功案例包括帮助美国AI制药公司Relay Therapeutics在短短18个月内,仅花费不到1亿美元就确认了一款治疗胆管癌的高选择性FGFR2抑制剂药物RLY-4008的结构,并顺利进入美国FDA的临床II期试验。这一成就显著缩短了药物研发周期,降低了成本,展示了安腾Anton在药物研发领域的巨大潜力和价值。

资本市场对安腾Anton技术的认可度极高。与专注于药物小分子研发的Black Diamond公司相比,Relay Therapeutics凭借与David E. Shaw研究所的战略合作伙伴关系,以及利用安腾超级计算机进行蛋白质动态研究的能力,在首次公开募股(IPO)时获得了远高于Black Diamond的市场估值,凸显了安腾技术在推动药物研发领域的创新与价值。

安腾Anton不仅标志着计算技术向专业化深度的探索,预示着生物科学与计算科学的融合前景,同时也展示了专注于细分领域深度技术创新的潜力。未来,类似安腾Anton的尖端科技将在加速疾病治疗进程、推动精准医疗实践方面发挥重要作用,激励科研工作者和企业不断追求创新突破,共同开辟科研新天地。

本文来源: 图灵汇 文章作者: 赵晨辰