NVIDIA發表英國最強大的超級電腦 供人工智慧與健康照護研究使用
前言：
全球速度最快的其中一台人工智慧超級電腦，將賦予英國多個領域的
研究人員更強的運算力，包括數位生物學、基因組學、
量子運算與人工智慧；五家創始夥伴共同啟動專案
2021年7月7日--NVIDIA (輝達) 今日正式發表全英國最強大的超級電腦「Cambridge-1」 (劍橋一號) ，它將促使頂尖科學家與醫療照護專家結合人工智慧 (AI) 與模擬技術的強大力量，加速數位生物學的革命，並強化英國引領全球的生命科學產業。
專用於推進醫療照護的「劍橋一號」代表著 NVIDIA 高達一億美元的投資。NVIDIA 與阿斯特捷利康 (AstraZeneca)、葛蘭素史克 (GSK)、蓋伊和聖托馬斯國民保健信託基金會 (Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust)、倫敦國王學院 (King's College London) 與 Oxford Nanopore 的第一個合作專案，內容包括針對如失智症等腦部疾病做更深度的瞭解、運用 AI 設計新藥物，並提升尋找引發疾病的人類基因組變異的精準度。
「劍橋一號」集 NVIDIA 數十年來在加速運算、AI 與生命科學領域成果之大成，並優化 NVIDIA Clara™ 與 AI 框架，以充份利用整套系統並大規模地進行研究。「劍橋一號」為一台 NVIDIA DGX SuperPOD™超級運算叢集，運算速度居全球排名前 50 名，並由 100% 可再生能源供電。
NVIDIA 創辦人暨執行長黃仁勳表示：「『劍橋一號』將讓全球來自產業與學界的頂尖研究人員，在英國威力最強大的超級電腦上進行畢生鑽研的事業，並以英國先前不可能達到的規模與速度，找出突破疾病與治療瓶頸的線索。在『劍橋一號』上探索出的成果將發生於英國，但它帶來的影響卻能造福全世界。」
「劍橋一號」鞏固了英國作為生命科學、技術和人工智慧領域全球領導者的地位，為當代和後代提供先進的基礎設施，以在英國開展開創性研究。根據經濟顧問公司 Frontier Economics 的報告，「劍橋一號」在未來十年有潛力創造出高達六億英鎊 (約8.25 億美元) 的估值。
AstraZeneca 用 AI 革新藥物開發
NVIDIA 正與 AstraZeneca 合作以推動更快的藥物開發，並為化學結構打造生成式 AI Transformer 模型。近幾年才問市的基於 Transformer 的神經網路架構，讓研究人員透過自我監督的訓練方法運用大型的資料集，同時避免在預訓練階段進行手動標註範例的需求。
MegaMolBART 的藥物開發模型目前正使用於反應預測、分子優化及分子的重新生成，並將優化藥品的開發過程。它基於 AstraZeneca 的 MolBART 模型基礎上，並正以 ZINC 化合物資料庫進行訓練，這是透過 NVIDIA 的 Megatron 框架，在超級運算基礎設施上達成大量橫向擴展的訓練。此模型為開放原始碼，可供研究與開發人員從 NVIDIA NGC™ 軟體目錄取用。
NVIDIA 與 AstraZeneca 也在「劍橋一號」上進行另一個專案，專注於數位病理學中 AI 的使用。在數位病理學領域中，研究人員往往得花費大量時間與金錢標註組織樣本的病理切片影像，以便尋找出新的洞察。藉由使用在數千張切片影像上訓練的非監督式 AI 演算法，我們有可能免除標註的過程，同時找出與藥物反應相關的潛在影像特徵。
AstraZeneca 資料科學與 AI、呼吸與免疫、生物製藥研發事業部副總裁 Lindsay Edwards 表示：「在病理全切片影像上訓練 AI 演算法的挑戰性很高，部份原因是影像的尺寸極大。與 NVIDIA 在『劍橋一號』的合作讓我們得以擴展我們目前的作業規模，並開發推動數位病理學領域中運用 AI 的新方法。」
GSK 攜手合作夥伴，為病患掌舵偉大的科學技術
GSK 的研發包括專注在通過基因驗證的目標，這些目標最終成為藥品的可能性為其他的兩倍，目前佔該公司研發流程的七成以上。為了極大化這些洞察的潛力，GSK 匯集了人類遺傳學、功能基因組學、AI 與機器學習 (ML) 技術，打造出最頂尖的能力。
GSK 公司 AI-ML 事業部全球主管暨資深副總裁 Kim Branson 博士表示：「先進的技術是 GSK 研發的核心，協助我們以全新境界的速度、精準度與規模，透過預測模型釋放大型複雜資料的潛力。我們很開心能與 NVIDIA 攜手合作，來實現 GSK 在藥物開發領域的企圖心，並為英國豐沛的生命科學生態系做出貢獻。這兩大目標的核心都在於造福病患。」
透過與遺傳學領域的頂尖夥伴合作，基因組學與 AI/ML 終究能協助 GSK 為人類的健康做出更多預測，並開發出臨床成功機率高出一倍的優質藥物，最終變成可以造福病人的核准療法。取用「劍橋一號」將可為 GSK 的藥品研發過程貢獻額外的運算力與最頂尖的 AI 技術。
倫敦國王學院與Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust 運用AI 合成腦部資料
倫敦國王學院與 Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust 正使用「劍橋一號」，藉由學習與各年齡與疾病相關的數萬張磁振造影 (MRI) 的腦部掃描，教導 AI 模型產出合成的腦部影像。最終目標是使用此一合成資料模型，讓我們對失智症、中風、腦癌與多發性硬化症等疾病有更多的瞭解，並促成早期診斷與治療。
由於這套 AI 合成腦部模型可以根據選定的特徵 (年齡、疾病等)，產出先前未曾見過的無數張腦部影像，將能讓我們更加瞭解疾病細微之處，並可能促成更早與更精準的診斷。
倫敦國王學院生物醫學工程暨影像科學學院院長 Sebastien Ourselin 教授表示：「透過這次的合作，我們將能運用醫療照護研究領域前所未見的運算規模。這將徹底改變病人的健康與治療。」
透過與英國國家健保局 (NHS) 及全球最豐沛的生物醫學資料庫之一的 UK Biobank 密切合作，這項研究得以運用多種英國頂尖的醫療照護資源。倫敦國王學院並計劃廣泛地與研究及新創社群分享此一合成資料模型。
Guy’s and St Thomas’ NHS Foundation Trust 執行長 Ian Abbs 教授表示：「AI 將在醫療照護領域協助加速病情診斷、提升像乳癌篩檢等服務，並根據臨床需求支援我們進行風險評估與排定病人的優先順序。我們對於能夠參與『劍橋一號』資料中心專案感到興奮，因為它將讓我們成為第一批受惠於這些全新 AI 效益的人，讓我們得以使用最新的技術造福我們的病患，同時更有效率地管理寶貴的資源。」
Oxford Nanopore 可擴充且即時的基因組學
Oxford Nanopore Technologies 的長讀取定序技術被全球超過 100 個國家使用，以在各種研究領域獲取基因組的洞察，包括人類與植物健康、環境監控以及抗微生物藥物耐藥性。
Oxford Nanopore 在各種基因組定序平台上部署 NVIDIA 的技術，以便開發能提升基因組分析速度與精準度的 AI 工具。在 Oxford Nanopore 能夠取用「劍橋一號」的資源後，執行與改善演算法相關的任務所花費的時間將改以小時計算，而非之前的以日計算。這些改良的演算法將可以確保更高的基因組準確度、產出更佳的洞察，並為科學家縮短處理時間。
Oxford Nanopore 產品與計劃管理事業部副總裁 Rosemary Sinclair Dokos 表示：「駕馭『劍橋一號』的算力將協助我們進一步加速演算法的開發，以便支援更強大、更精準的基因組分析。它也將讓實際採用我們技術的科學家們，在各種研究領域中取得比以前更深入的洞察。」
關於「劍橋一號」
「劍橋一號」是第一台專為外部研究取用而設計打造的 NVIDIA 超級電腦。NVIDIA 將與研究人員合作，讓更廣泛的科學界可以取用其資源。
「劍橋一號」的特色包括整合 NVIDIA A100 GPU、BlueField®-2 DPU 與 NVIDIA HDR InfiniBand 網路技術的 80 套 DGX™ A100 系統，它是一台 NVIDIA DGX SuperPOD 超級電腦，AI 效能超過 400 petaflops，Linpack 效能達 8 petaflops。這套系統目前位於 NVIDIA 夥伴Kao Data 公司營運的設施中。
「劍橋一號」是 NVIDIA 第一部專注於推動英國特定產業研究的超級電腦。我們也計劃在劍橋打造一座「AI 研究卓越中心」 (AI Center for Excellence)，該中心將配備一台採用 Arm 架構打造的超級電腦，為全英國更多的產業提供奧援。
觀看「劍橋一號」啟用活動影片，並查看更多「劍橋一號」的資訊。
關於NVIDIA (輝達)
NVIDIA (輝達) 自 1999 年發明 GPU 起便成功促進 PC 電競市場的成長，並重新定義現代電腦繪圖、高效能運算與人工智慧。NVIDIA 在加速運算和人工智慧領域的開創性成就，正重塑多個市場規模高達數兆美元的產業，如交通運輸、健康醫療和製造業，亦同時促進許多其他產業的成長。欲瞭解更多資訊，請瀏覽 blogs.nvidia.com.tw。
