從神農(nóng)嘗百草，到李時珍踏遍神州寫下《本草綱目》，他們無一不是在身體力行尋找治病救人的藥。如今，藥物的研發(fā)雖然不必行萬里路，卻也一樣要不斷的嘗試，持續(xù)的研發(fā)。

作為國內(nèi)藥物研發(fā)創(chuàng)新的代表，星藥科技（Galixir）從2019年成立以來始終在使用尖端人工智能技術(shù)賦能藥物研發(fā)。星藥通過使用人工智能的前沿算法，結(jié)合計算化學(xué)、藥物化學(xué)和生物學(xué)的工具及經(jīng)驗，全方位攻克小分子藥物早期研發(fā)流程中的疑難問題，快速發(fā)現(xiàn)活性高、成藥性好且結(jié)構(gòu)新穎的候選分子。在這一過程中，火山引擎為星藥科技提供了一系列的技術(shù)產(chǎn)品支持，大幅降低了藥物研發(fā)過程中的算力需求門檻。

智能時代的藥物研發(fā)

星藥科技目前已經(jīng)和國內(nèi)外藥企以及研究機構(gòu)進(jìn)行了諸多合作，推進(jìn)多個藥物研發(fā)管線，覆蓋中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病、自體免疫類疾病、腫瘤、呼吸系統(tǒng)疾病等不同疾病領(lǐng)域，作用機制包括抑制劑和激動劑等不同類別。

通過技術(shù)創(chuàng)新，星藥科技將單個臨床前藥物研發(fā)管線的成本和時間大幅降低和縮短，使得同時儲備多條藥物研發(fā)管線、優(yōu)化整體戰(zhàn)略布局都成為了可能。星藥科技獨立通過將蛋白結(jié)構(gòu)建模，分子設(shè)計、性質(zhì)預(yù)測、逆合成分析與智能計算平臺M1及Pyxir平臺有機結(jié)合，配合生物實驗平臺，形成了“AI-計算-實驗迭代”的藥物研發(fā)新范式。尤其在M1計算平臺中，星藥科技FEP和Docking計算精準(zhǔn)度已達(dá)到業(yè)界先進(jìn)水平，邀測情況良好，并已完成商業(yè)化落地。

技術(shù)的發(fā)展很難一帆風(fēng)順，一些難題在研發(fā)過程中逐漸浮出水面：

首先，面對業(yè)務(wù)量的波動，需要實現(xiàn)按需調(diào)度的彈性伸縮算力，最大化利用計算資源；

其次，以往計算節(jié)點較多，需要大量專人開發(fā)維護(hù)集群，才能保證應(yīng)用的高可用性；

第三，醫(yī)藥研發(fā)有海量非結(jié)構(gòu)化文件數(shù)據(jù)讀取需求，這就需要有高吞吐的數(shù)據(jù)讀取能力。

面對以上難點，也為了建立更多增益的差異化管線，尤其是未成藥、難成藥靶點的藥物管線，星藥科技需要有一個充足的、動態(tài)的、極致性價比的算力資源，一個可以提供無限計算、存儲等擴展能力的云超算平臺。如果能實現(xiàn)這樣的云超算平臺，就可以滿足其計算任務(wù)需求，為藥物研發(fā)新范式提供動態(tài)資源，從而在更短時間內(nèi)獲得期望的實驗結(jié)果。

火山引擎高性能計算平臺

星藥科技引入了火山引擎的高性能算力資源、機器學(xué)習(xí)平臺及高性能并行文件系統(tǒng)等資源?；诨鹕揭娓咝阅苡嬎闫脚_，星藥科技能夠無縫集成彈性容器，靈活調(diào)度底層計算資源，實現(xiàn)了海量實例快速秒級啟動，從而靈活應(yīng)對計算高峰。

火山引擎機器學(xué)習(xí)平臺幫助星藥科技無縫對接了已有集群資源調(diào)度引擎Slurm，支持全流程的數(shù)據(jù)管理、代碼開發(fā)、模型訓(xùn)練等全生命周期工作流；通過機器學(xué)習(xí)平臺對Gromacs的GPU性能優(yōu)化，大幅提升效率、降低成本；同時，減少了星藥科技對Slurm集群的維護(hù)負(fù)擔(dān)，節(jié)省人力成本30%。

火山引擎與星藥科技的合作解決方案

星藥科技通過集成火山引擎的技術(shù)產(chǎn)品，獲得了如下能力：

? 高可用彈性算力集群。其能夠利用云上的高可用、靈活伸縮的特性，實現(xiàn)資源的按需實時調(diào)用，無需關(guān)心擴容策略。

? 高性能并行存儲-vePFS。提供亞毫秒級時延，20G/s吞吐，百萬級IOPS，同時可以在線彈性擴展，容量與性能實現(xiàn)線性靈活增長。

? 機器學(xué)習(xí)平臺。能夠支持Slurm提交任務(wù)；支持NVIDIA Clara系列工具（如Gromacs）的云端應(yīng)用，實現(xiàn)醫(yī)療生信行業(yè)任務(wù)的GPU加速；支持從數(shù)據(jù)托管、代碼開發(fā)、模型訓(xùn)練、模型部署的全生命周期工作流。

? 遷移對接便利：利用Terraform，在多個可用區(qū)快速批量創(chuàng)建云上高性能計算集群，節(jié)省人力成本，實現(xiàn)資源彈性敏捷。

總體來看，星藥科技在與火山引擎合作后，通過引入IntelAVX512優(yōu)化指令集，使得整體性能提升了30%；通過火山引擎機器學(xué)習(xí)平臺提供的Slurm提交任務(wù)，能夠卸下自己維護(hù)Slurm集群的重?fù)?dān)，減少人力成本投入30%；同時，在火山引擎機器學(xué)習(xí)平臺中優(yōu)化Gromacs的GPU性能，將原本需要7小時處理的任務(wù)降低到不足3小時，同時算力成本降低至60%，藥物研發(fā)的先導(dǎo)化合物發(fā)現(xiàn)階段整體效率提升20%。

在聯(lián)手火山引擎后，星藥科技更高效準(zhǔn)確地找到比對標(biāo)藥物活性更好、并具有更大專利空間的全新分子，進(jìn)而大幅度節(jié)省藥物開發(fā)環(huán)節(jié)的時間和成本。雙方聯(lián)手實現(xiàn)以“AI驅(qū)動的研發(fā)管線”和“AI賦能的計算平臺”的雙循環(huán)，賦能藥物研發(fā)產(chǎn)業(yè)，讓新藥的研發(fā)更加高效。