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2019-11-30

伴随着基因测序技术的快速发展基因数据的生成呈现指数级增长对分析能力提出更高要求。近日腾讯云正式推出国内首个基于自研FPGA极光技术的NGS加速方案极大提升人类全基因组分析效率有效改善基因领域数据分析速度慢、效率低等问题。

腾讯云全面赋能改善基因领域难题

基因测序作为一种新型的基因检测技术在生命科学研究中扮演着十分重要的角色行业的蓬勃发展催生了生物基因数据爆炸式的增长使得基因企业、科学工作者等面临新的挑战。日前腾讯云表示将全面开放各项IT能力在传输、存储、计算、管理与洞察等方面助力生物基因领域全面快速发展。

首先面对基因数据量的传输难题腾讯云建成国内最全的 28 线BGP网络环境使基因客户快速稳定地上传与下载数据同时还能帮助基因企业客户做数据上云通过一键分发的功能让基因企业将数据传递给科研用户。其次腾讯云通过提供文件存储、对象存储与归档存储等存储服务满足基因领域客户面对不同的数据使用场景与需求而针对最核心的计算环节腾讯云提供超算云服务使科研工作者与基因企业能够选择多种高性能的虚拟机与物理机来加速基因计算。

除此之外腾讯云为基因行业专门开发了一体化的数据管理平台“腾讯云双螺旋PAAS平台”满足基因用户传、存、算、管等需求。据了解腾讯云双螺旋平台具有三大特点。首先是快速分析通过在双螺旋上使用FPGA来加速基因分析过程对二代测序已经可以节省90%的时间后续会继续推出三代加速的服务。其次是节省费用依托双螺旋的精准调度能力双螺旋会在计算过程中按需调度最匹配的算力执行任务避免出现CPU或内存大量空跑情况。第三是人工智能技术的赋能已在精准医疗领域落地。例如在广东AI腾讯觅影在帮助医生做早期食道癌的筛查对一张内镜检查影响觅影AI可以在 4 秒内做出诊断准确率达到90%。

 

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(图注:腾讯双螺旋PAAS平台特点示意图)

NGS加速方案提升人类全基因组分析效率与分析准确率

腾讯云基因团队近日推出的基于自研FPGA极光异构系统的NGS加速方案可将人类全基因组分析从 30 小时优化到2. 8 小时。在实验过程中研究人员采用一份 30 倍测序深度的人类全基因组FASTQ文件(NA12878)分别在业界常用的通用高性能服务器与搭载FPGA极光异构系统的服务器上进行了对比测试实验数据表明腾讯NGS加速方案加速比超过 10 倍。

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(图1:传统计算系统与腾讯极光异构系统对比)

据了解传统的计算系统通过采用多个高端CPU搭建HPC系统实现了缩短时间的目的但这样也使得成本增加基因企业规模受限。而腾讯极光异构系统在提供卓越性能的同时还能进一步降低基因客户的成本。它采用自研核心技术极光(AuroraTechnology)通过以下三个方面整体优化传统的分析与计算流程。

第一搭载BWA_MEM与Variant Calling专用硬件算法核。采用业界顶尖的大规模集成电路设计技术把算法性能提升了一个台阶。

第二算法级优化内存访问的方式。

第三IO瓶颈导致系统性能无法提升一直是基因二代分析流程的一大痛点通过系统与算法级别优化以及异构加速大幅降低IO带宽需求。

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(图注:腾讯极光技术原理解析)

在极大提升分析效率的同时极光技术还保证了优异的分析准确率与传统软件分析准确率基本一致。研究人员将通用服务器与极光异构系统上计算得出的分析结果上传PrecisionFD网站进行比对。比对结果如下图 2 与图 3 所示:

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(图2:通用处理器测试结果)

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(图3:极光异构系统测试结果)

满足不同场景应用需求助力基因客户商业成功

腾讯云依托在云计算、大数据、人工智能等领域的丰富经验与积累能够满足不同类型基因用户的不同场景与模式需求的能力使其生物基因生态解决方案已成为众多生命科学领域用户的优先选择。这其中就包括诺禾致源、碳云智能、格致基因等腾讯云正在以智能解决方案推动着生命科学行业的发展。

致力于生命科学研究与人类健康领域的诺禾致源利用腾讯超算云精准匹配所需资源满足其在基础科研、基因数据处理及临床应用等不同应用场景与模式下对数据处理、存储与传输的严苛要求帮助科研与医疗人员更专注解决科学与临床问题。

碳云智能作为生命科学领域的创新公司依托腾讯云在互联网与人工智能等方面的优势以及弹性、高效、低延迟的在线计算与大数据处理领先能力建立了一个包括生物样本管理系统、分析计算系统、用户数据管理系统等在内的数字生命的大数据平台。运用人工智能技术分析、处理数据、寻找碳基生命的硅基未来帮助每一个人管理数字生命健康。

针对基因科学领域企业伙伴的不同量级腾讯云不断推出高性价比产品满足需求。格致基因合伙人黄柯表示腾讯云提供的黑石实体结合虚拟机弹性计算的方案很好地满足了低成本高性能计算需求在生命科学新领域提供高质量服务为初创公司提供了良好的解决方案。

腾讯云一直致力于为客户提供行业领先的解决方案助力客户解决所遇到的瓶颈。在基因科学领域腾讯云表示未来将会推出更多服务进一步降低基因客户的成本与提升整体性能。据了解腾讯云极光FPGA加速能力将通过双螺旋产品进行开放目前已开放体验测试预约提前预约先人一步体验享受更多优惠。

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  印度尼西亚警方17日说经过5天搜捕11日从巴厘岛一座监狱越狱的美国男子在附近一座岛上被警方抓获。

  这名男子为32年的克里斯蒂安·比斯利。8月他因携带5.7克毒品在巴厘岛库塔地区被捕因贩毒罪进入位于巴厘省首府登巴萨的监狱服刑。本月11日巴厘岛下起大雨比斯利凌晨4时左右从天花板逃出牢房随后跳下6米高的监狱围墙逃脱一名与他一起越狱的美籍犯人则被当场抓获。

  巴厘省警官普拉梅斯提亚说比斯利11日坐船逃到差距巴厘岛不远的龙目岛。16日警方在龙目岛一处海滩附近的小巷里再次将比斯利逮捕。

  巴厘省司法部门一名官员说正在检查比斯利的越狱行动是否得到监狱看守的协助。这名官员还说比斯利服刑的监狱看守不足、犯人超员。原本设计最多可关押300名犯人实际在押人数却达1600人。

  这是这所监狱今年第二次发生外籍囚犯越狱事件。6月4名分别来自澳大利亚、保加利亚、印度与马来西亚的犯人越狱其中两人数天后在东帝汶被抓获另外两人至今在逃。(郭倩)【新华社微特稿】

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