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清华大学:助阵中国脑计划,为新型超宽视场高分辨率实时显微成像仪器RUSH提供PB级存储支持

客户信息

清华大学

网站:http://www.tsinghua.edu.cn/publish/thu2018/index.html
组织规模:
行业:科研
摘要

 浪潮分布式存储平台AS13000为清华大学高分辨率计算摄像仪器提供40个节点的存储服务,应用于控制28台高灵敏度相机进行高通量数据的并发采集和存储,满足了用户每台相机每秒30张,每张1200万像素,16bit的连续拍摄需求,存储稳定带宽达20.16GB/s,最长拍摄时间48小时,存储空间约为5PB。

项目背景

  脑科学是人类认知的终极疆域,对于提升人类认知水平、脑疾病诊治和人工智能技术发展具有十分重要的意义。大脑已成为全球研究界的必争之地,美国、欧盟均先后开启庞大的科研计划。中国脑计划2016年启动,是中国顶级的科研计划之一。

  脑科学的中心目标是建立大脑神经元的动态连接图,揭示神经环路图谱。然而,大脑皮层有上百亿个神经元,每个神经元又包含千余个信息收发分支,由于现有显微技术受数据通量制约,无法获得观测对象的活体全脑高分辨率动态成像数据,因此精确刻画神经环路图谱成为全球公认的难题。

  2018年,由清华大学戴琼海院士领衔的科研团队研制出新型超宽视场高分辨率实时显微成像仪器(Real-time Ultra-large-Scale imaging at High-resolution,以下简称RUSH)实现了重大突破,该仪器可实现1厘米×1.2厘米宽视场、800纳米高分辨率、30帧/秒高帧率、1.69亿像素/帧的高时空分辨率多维连续成像能力,将活体动物脑神经观测数据通量由1000万像素/秒提升至50亿像素/秒,实现了兼顾“全局形态”和“细节特征”的多尺度观测。RUSH的视场是同等分辨率下商用显微镜视场的120倍、全球第二大宽视场显微镜头Mesolens的3.3倍,其数据通量是全球第二大高通量显微仪器2p-RAM显微镜的500多倍,对推进生命和医学科学发展,提升中国脑计划的研究和应用水平具有重大战略意义。

方案概述

  存储系统的并发性能、容量可扩展性是支撑RUSH的关键能力之一。通过公开招标、严苛测试,浪潮分布式存储平台AS13000在众多厂商中脱颖而出,为该项目提供40个节点的存储服务,应用于控制28台高灵敏度相机进行高通量数据的并发采集和存储,满足了用户每台相机每秒30张,每张1200万像素,16bit的连续拍摄需求,存储稳定带宽达20.16GB/s,最长拍摄时间48小时,存储空间约为5PB。

详细解决方案

  针对清华大学计算摄像仪器高通量并发采集和存储的具体应用特征,以及对存储系统性能、带宽、扩展性的需求指标,浪潮对AS13000建设方案进行了业务模拟运行,对承载的数据量和运行时间进行了实际测算,并根据用户未来业务扩展的需求加大了数据量,以验证系统和平台的承载能力和性能变化,最终验证AS13000建设方案具备稳定读带宽45GB/s,稳定写带宽35GB/s,完全满足了RUSH系统的存储需求,在为中国脑计划进程保驾护航的同时,显示了浪潮分布式存储在业界的技术实力。

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