談到ET，很多人會第一時間想起那部由史蒂文·斯皮爾伯格所執(zhí)導的科幻電影。然而在中國科學院生物物理研究所的眾多研究員眼中，ET并不是神秘的外星人，而是電子斷層三維重構技術(Electron Tomography，簡稱ET)。這是一項在蛋白質三維結構研究中應用的重要科學手段，在病毒研究時被廣泛使用。

ET應用示意圖

人類的歷史上不乏病毒肆虐的案例，如差點毀掉歐洲的黑死病、恐怖的非洲埃博拉病毒、中國的H7N9禽流感等等。可以說，病毒不僅嚴重威脅人類健康和生命，還引起農作物及禽、畜和經濟動物的流行性病害，造成嚴重的經濟損失。因此，病毒研究一直是結構生物學和病理學研究的重要課題，而將傳統(tǒng)電子顯微學技術和現(xiàn)代結構生物學技術予以結合，研究病毒蛋白聚合物的三維結構，對于了解蛋白聚合物如何發(fā)揮生物學功能、病毒如何完成生命周期具有重要意義。

中國科學院生物物理研究所蛋白質科學研究平臺生物成像中心的重要研究方向之一，就是利用先進的低溫電子三維重構技術，研究生物超分子復合體的高分辨率三維結構。隨著自動化數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)的成功應用，電鏡三維重構的數(shù)據(jù)規(guī)模急劇增大，但要獲得較高分辨率的電鏡結構，除了樣品質量和儀器性能的提高，大規(guī)模的數(shù)據(jù)量是一個至關重要必不可少的因素。在這種情況下，該中心之前進行的傳統(tǒng)串行程序的效率已經無法滿足日�？蒲行枨�，使用異構架構成為必行之道。

一般來說，從CPU串行程序移植到異構架構上的并行程序并且進行優(yōu)化需要面對很多挑戰(zhàn)，需要分析考慮很多問題才能制定出合適的移植優(yōu)化策略，這其中要包括對并行線程和進程數(shù)目、并行層級、并行粒度的設計，同時還要兼顧系統(tǒng)級和內核級之間的優(yōu)化，才能發(fā)揮異構系統(tǒng)的高并發(fā)特性，否則一個小小的設計失誤則可能導致性能上的差之千里。

為此，中科院生物物理所與浪潮-Intel中國并行計算聯(lián)合實驗室成立了基于MIC異構架構的ET應用研究聯(lián)合項目組，分析多組數(shù)據(jù)后共同開發(fā)了ET的MIC單機單卡和單機多卡異構高性能集群解決方案，大幅降低了計算時間，提升了科研效率。實際測試數(shù)據(jù)顯示，單機單卡與串行程序相比性能提升25倍，單機多卡版本與串行程序相比性能提升74倍。

中國科學院生物物理研究所蛋白質科學研究平臺生物成像中心相關負責人表示：“ET的 MIC版本程序大大降低了實驗時間，為我們的科研帶來很大的助力，而這個結果得益于浪潮和英特爾對MIC眾核技術在生物科學領域應用的深入理解和技術實現(xiàn)能力。”

作為重要的合作方之一，浪潮是國內最早開展CPU、GPU、MIC等高性能計算業(yè)務的企業(yè)，在MIC眾核技術應用領域一直走在前列并致力于推進MIC技術的應用落地，使得更多的行業(yè)用戶體驗到MIC技術的高效價值。目前，在生命科學、石油勘探、工業(yè)制作、互聯(lián)網(wǎng)等行業(yè)領域中，浪潮對MIC技術應用的理解已經發(fā)揮出巨大的價值。