Novartis 諾華制藥一直是速石極為關(guān)注的一家公司。在我們心目中，Novartis在IT技術(shù)與制藥業(yè)技術(shù)大融合方面的革新，一直是業(yè)界排頭兵，堪稱楷模。
5年前，Novartis與AWS發(fā)布的一個(gè)公開案例就深深震撼到了我們:
“We completed the equivalent of 39 years of computational chemistry in just under 9 hours.”
- Steve Litster, Ph.D., Global Head of Scientific Computing
不到9小時(shí)，我們完成了相當(dāng)于39年的化學(xué)計(jì)算。
5年前，在很多人腦海里，“Cloud Computing云計(jì)算”這個(gè)概念才剛剛萌芽，而作為擁有百年歷史的制藥界巨頭，已經(jīng)開始運(yùn)用云的能力來賦能其核心藥物研發(fā)過程。
讓我們回顧一下這個(gè)案例：
Novartis的NovatisInstitutes for Biomedical Research’s (NIBR) 部門成立的初衷就是為了針對(duì)特定疾病提供一整套治療和預(yù)防藥物，從而大幅度提升生命的質(zhì)量。
截至2013年，NIBR在全球擁有6000名科學(xué)家，同時(shí)進(jìn)行著130個(gè)藥物研發(fā)項(xiàng)目，主要聚焦于不同疾病所公有的分子路徑研究。
傳統(tǒng)上看，一個(gè)創(chuàng)新藥物從開始研發(fā)到最終面世，往往需要10年-15年的時(shí)間，其間消耗的成本在20億美元以上，同時(shí)失敗的風(fēng)險(xiǎn)巨大。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，NIBR決定通過新一代的HPC系統(tǒng)來大幅度縮短研發(fā)周期。
2013年，Novartis啟動(dòng)了一個(gè)針對(duì)某一常見癌癥的化合物篩選的項(xiàng)目，需要在一周時(shí)間內(nèi)完成千萬個(gè)化合物的篩選工作。根據(jù)簡單的估算，如果依靠Novartis自有的IT環(huán)境，他們可能需要50000個(gè)CPU核，總體成本可能接近4000萬美元。
幸運(yùn)的是，公有云服務(wù)的出現(xiàn)，讓這樣的問題迎刃而解。
Novartis和AWS以及Cycle Computing（后來被微軟收購）一起合作，為了這個(gè)項(xiàng)目，同時(shí)運(yùn)行了10600個(gè)SPOT Instance，共計(jì)87000個(gè)CPU核，從而在短短9個(gè)小時(shí)以內(nèi)完成了這項(xiàng)歷史性的壯舉，而其硬件的成本，僅僅是4000多美元！
5年的時(shí)間如白駒過隙，2018年底的AWS Re:Invent 大會(huì)上，Novartis又出現(xiàn)在講臺(tái)上。
這一次，Novartis給出了他們對(duì)HPC以及新興IT技術(shù)的進(jìn)一步思考——“關(guān)于混合架構(gòu)環(huán)境下的HPC系統(tǒng)的十大策略”：
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Portability .
設(shè)計(jì)所有新的業(yè)務(wù)流程以及后臺(tái)支撐的基礎(chǔ)架構(gòu)，而這些應(yīng)該與物理站點(diǎn)解耦。
速石短評(píng)
軟硬件平臺(tái)解耦是實(shí)現(xiàn)新一代混合HPC架構(gòu)的必要條件，也是避免Vendor Lock in的合理措施，雖然會(huì)有一定的工作量，但所獲得的靈活性絕對(duì)絕對(duì)對(duì)得起前期的付出。
Hybrid .
同時(shí)使用自有的數(shù)據(jù)中心以及云服務(wù)來滿足HPC計(jì)算的需求。這兩者之間的選擇取決于預(yù)設(shè)的系統(tǒng)運(yùn)行原則（time-to-value，成本，能力以及物理限制等等）。
速石短評(píng)
混合云是HPC的大勢(shì)所趨，on-premise平臺(tái)和Cloud各有優(yōu)勢(shì)，缺一不可。而HPC workload的分配應(yīng)該是策略驅(qū)動(dòng)(Policy-driven) 和高度自治化(Autonomous)的，成本，性能，安全，物理距離都是可以考量的因素。
雖然不知道Novartis已經(jīng)能達(dá)到什么樣的程度，但相信這一大方向是不會(huì)錯(cuò)的。
Multi-cloud with preferred vendor bias .
如果需要使用云資源，缺省情況下使用首選的云服務(wù)供應(yīng)商。如果其它的云供應(yīng)商在某些方面有明顯優(yōu)勢(shì)，則可以同時(shí)采用多家云供應(yīng)商。
速石短評(píng)
Multi-cloud會(huì)給HPC算力的調(diào)配帶來更多的靈活度和更大的規(guī)模，從而最終用戶可以獲得更好的成本結(jié)構(gòu)和性價(jià)比。
當(dāng)然作為Novartis這樣體量的客戶，一定會(huì)有一家首選的戰(zhàn)略合作云供應(yīng)商，也可能會(huì)因此獲得更好的價(jià)格和支持。而對(duì)于小一些的客戶，preferred vendor bias就未必是必要的了。
Two centers .
將自有的HPC資源環(huán)境分成兩個(gè)集群：一個(gè)在美國，一個(gè)在歐洲。
速石短評(píng)
Novartis家大業(yè)大，自家的IT環(huán)境可以輕松的做到多站點(diǎn)。但對(duì)于一般用戶而言，這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)起來不易。
但其思路值得借鑒，那就是高可用性和冗余，同時(shí)計(jì)算資源更加貼近最終使用者。正在興起的“邊緣計(jì)算（Edge Computing）”也許是可以利用的工具。
Lease .
將軟硬件采購模式調(diào)整為以租賃為核心，從而能更有效的跟蹤和適應(yīng)計(jì)算需求以及IT技術(shù)的快速變化。
速石短評(píng)
“租”在很多時(shí)候會(huì)比“買”要好，這一論斷對(duì)于企業(yè)IT環(huán)境而言，越來越不言而喻。
在中國，個(gè)人和公司對(duì)“資產(chǎn)”的追求有著一種偏執(zhí)，而這其實(shí)會(huì)大大降低自身的效率和靈活度，也是對(duì)社會(huì)資源的一種浪費(fèi)。大家可以再仔細(xì)想想這條策略的本質(zhì)。
Environment isolation .
HPC基礎(chǔ)架構(gòu)應(yīng)該獨(dú)立于一般的IT環(huán)境，并且應(yīng)該為科研需求單獨(dú)優(yōu)化。
速石短評(píng)
國內(nèi)絕大部分客戶，研發(fā)使用的HPC環(huán)境是和企業(yè)其他IT應(yīng)用在同一基礎(chǔ)架構(gòu)下運(yùn)行的，這本身可以提高資源利用率，但也使得HPC環(huán)境的隔離和調(diào)優(yōu)變得很困難。一個(gè)切實(shí)可行的解決方法是對(duì)HPC的應(yīng)用和功能進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)軟件定義的HPC架構(gòu)。
Stage data .
HPC環(huán)境應(yīng)該只處理中間數(shù)據(jù)（Staged Data）。所有數(shù)據(jù)應(yīng)該被復(fù)制進(jìn)HPC系統(tǒng)，計(jì)算完成，再復(fù)制出去。數(shù)據(jù)復(fù)制傳輸?shù)墓ぞ邞?yīng)該盡可能的好用。
速石短評(píng)
這一策略，沒有多年的HPC運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，是提不出來的。為了讓HPC環(huán)境變得高效而易于管理，數(shù)據(jù)生命周期管理的工作應(yīng)該由其它獨(dú)立的平臺(tái)來完成。
Shared cost model.
HPC基礎(chǔ)架構(gòu)的成本應(yīng)該由HPC團(tuán)隊(duì)來承擔(dān)，而最終用戶有權(quán)根據(jù)自身的業(yè)務(wù)需要來負(fù)擔(dān)動(dòng)態(tài)成本。
速石短評(píng)
好羨慕Novartis，能提出這樣“烏托邦”的思路。不過進(jìn)一步細(xì)想，這個(gè)策略在一般公司落地也不無可能。
針對(duì)國內(nèi)的商業(yè)環(huán)境和公司組織架構(gòu)特點(diǎn)，我們建議在HPC項(xiàng)目上，使用部門應(yīng)該承擔(dān)更多的角色。因?yàn)镠PC和業(yè)務(wù)及研發(fā)的關(guān)聯(lián)是如此緊密，完全可以被視為研發(fā)的生產(chǎn)資料，而非IT平臺(tái)。使用部門提出具體需求，負(fù)責(zé)HPC整個(gè)項(xiàng)目的執(zhí)行，并承擔(dān)預(yù)算，IT部門協(xié)助提供技術(shù)支持，應(yīng)該是一個(gè)更現(xiàn)實(shí)且更高效的實(shí)現(xiàn)路徑。
Enable and empower users .
建立支持服務(wù)，以更好的服務(wù)于最終用戶，使不同技能級(jí)別的用戶都可以高效地以自服務(wù)方式使用HPC服務(wù)。
速石短評(píng)
自服務(wù)Self-Service是HPC在功能方面演進(jìn)的思路，一套好的HPC平臺(tái)，在用戶體驗(yàn)層面，應(yīng)該切實(shí)降低業(yè)務(wù)用戶的使用門檻和學(xué)習(xí)曲線，應(yīng)該盡量的不改變業(yè)務(wù)用戶日常操作的方式。
Planned recurring reviews .
定期回顧這些策略的關(guān)鍵元素，以決定是否需要調(diào)整。
速石短評(píng)
不得不佩服老外的思維方式，永遠(yuǎn)是具備了嚴(yán)密的邏輯性，任何的方法論，都能形成一個(gè)自我迭代更新的閉環(huán)。當(dāng)然，業(yè)務(wù)需求和技術(shù)供給，永遠(yuǎn)是動(dòng)態(tài)變化的，不排除未來出現(xiàn)新的技術(shù)或應(yīng)用模式（比如，邊緣計(jì)算），因此定期回顧是應(yīng)有之義。
看得出，在過去的5年里，Novartis在HPC on HybridCloud這方面有了更多的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，能給出這樣精辟的總結(jié)，實(shí)屬行業(yè)之幸。
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速石科技專為有高算力需求的企業(yè)級(jí)用戶提供一站式算力運(yùn)營解決方案，幫助用戶提升10-20倍業(yè)務(wù)運(yùn)算效率，降低成本達(dá)到75%以上，加快市場(chǎng)響應(yīng)速度。目前主要應(yīng)用領(lǐng)域包括藥物研發(fā)、基因測(cè)序分析、半導(dǎo)體行業(yè)的EDA仿真及電路設(shè)計(jì)、汽車行業(yè)的自動(dòng)駕駛開發(fā)、虛擬碰撞試驗(yàn)以及AI人工智能。
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