业务挑战

  • 环境多样流程复现困难,急需标准化

    基因数据分析由于生信流程纷繁复杂,软件多种多样,在确保运行环境的一致性及结果的严谨可重复性上存在困难,全球基因组学与健康联盟(GA4GH)已开始使用容器技术作为基因分析工具的标准

    基因数据分析由于生信流程纷繁复杂,软件多种多样,在确保运行环境的一致性及结果的严谨可重复性上存在困难,全球基因组学与健康联盟(GA4GH)已开始使用容器技术作为基因分析工具的标准

  • 三代测序价值突出,但算力需求x100倍

    随着测序成本呈现超摩尔定律的下降,测序需求与规模也指数级增长,对资源需求也随之暴涨,同时新兴的三代测序借助读长优势,可以很好的覆盖二代测序的不足,已成为重要技术趋势,但其对基础设施的算力要求,也是传统测序的百倍

    随着测序成本呈现超摩尔定律的下降,测序需求与规模也指数级增长,对资源需求也随之暴涨,同时新兴的三代测序借助读长优势,可以很好的覆盖二代测序的不足,已成为重要技术趋势,但其对基础设施的算力要求,也是传统测序的百倍

  • 环境与软件耦合,资源利用率低

    基因分析普遍采用专用集群方式,存在测序环境与软件耦合、版本迭代困难和集群资源利用率低的问题,而容器技术具有轻量级、标准化、可重复的优势,已开始被EMBL和Broad Institute接纳作为标准Runtime

    基因分析普遍采用专用集群方式,存在测序环境与软件耦合、版本迭代困难和集群资源利用率低的问题,而容器技术具有轻量级、标准化、可重复的优势,已开始被EMBL和Broad Institute接纳作为标准Runtime

  • 基因测序需精细化,导致管理成本高

    基因测序项目逐步增加带来数据PB级快速增长,多项目之间敏感数据的读写分离控制越来越复杂,分析指定院点、批次样本、单流程所消耗资源费用等都已成为企业精细粒度管理和控制的痛点,企业基因测序管理成本高

    基因测序项目逐步增加带来数据PB级快速增长,多项目之间敏感数据的读写分离控制越来越复杂,分析指定院点、批次样本、单流程所消耗资源费用等都已成为企业精细粒度管理和控制的痛点,企业基因测序管理成本高

解决方案场景

容器化测序

容器化测序

测序市场快速增长,测序环境的标准化的需求也开始变得强烈,根据EMBL和Broad Institute推荐的标准,测序企业可以基于标准全容器化的高性能计算架构,满足本地机房与公有云无缝对接,同时利用全容器化的生信分析平台帮助快速部署生信流程,提升测序分析效率和降低综合成本


- 基于Kubernetes标准平台,提供容器秒级并发能力

- Serverless模式,无需维护资源池;海量存储,随用随取

- 产品实现全部开源到KubeGene社区,无需担心云厂商锁定

- 弹性伸缩,可在流量突增时能快速弹性扩容,保障业务连续性和高稳定性

- 精细成本管理,异型规格容器,单样本出话单,按需按秒付费

- 拖拽交互式图形化流程设计器,所见即所得


Cromwell标准

Cromwell标准

Cromwell是 Broad Institute 开发的工作流管理系统,通过GCS提供的 Cromwell引擎,用户可以将标准WDL(Workflow Description Language) 描述的workflow 运行在全容器中,确保流程结果符合国际标准


- 基于容器技术提供秒级弹性伸缩能力,随时应对海量算力需求

- 按需按秒精确计费,提供细粒度话单,精确感知单个样本计算成本

- 支持WDL国际标准流程语法,确保基因分析过程可重复

- 支持Call Cache功能,根据上次执行结果,从失败处断点续执行

- OBSin,OBS out,输入输出文件,都通过OBS记录,最小化存储成本


SGE迁移上云

SGE迁移上云

SGE,即分布式资源管理系统(Sun Grid Engine)是传统基因测序企业中最常见的资源分配调度引擎,业务上云过程面临流程迁移改造等困难;基因容器GCS提供基于云容器实例的SGE集群自动化管理能力,并在SGE的基础上做了优化整改,包括节点自动关机销毁、弹性扩容和用户管理等,简化SGE架构在云端使用时的问题


- 一键式增加、删除集群节点

- 根据集群任务规模,实现集群规模弹性扩缩容

- 根据单个任务规模,实现集群规格弹性扩容

- 自动管理共享存储,包括SFS,OBS,EVS自动挂载

- 用户管理,自动同步用户至所有集群节点

- 软件管理,提供多队列,多镜像版本独立控制功能

病毒实时分析

RAMPART病毒实时分析平台

传统试剂盒对检测环境有严格要求,无法满足疫情爆发时快速增长的疑似患者的排查、诊断需求,病毒基因组实时分析平台基于rampart实时读取分析病毒数据,提供web界面查看病毒分析的结果,可以覆盖病毒样本采集、病毒基因测序、数据传输、数据分析及展现全业务流程


- 便携:单人可携带,随时随地进行基因采样、测序

- 实时:数据经由5G网络实时上传,实时进行病毒分析

- 智能:检测病毒基因组突变,精准定位突变序列

解决方案架构

基因容器解决方案架构

基因容器依托华为云高速存储云服务,采用Serverless容器底座,提供基因数据分析领域各类场景下全容器化的解决方案,为加速基因数据分析,确保云上测序收益最大化提供保障

架构优势

  • 易使用

    ● 多种主流第三方流程引擎,开箱即用

    ●  图形化流程设计器,所见即所得

    ●  全自动SGE集群管理,无缝迁移上云

    ●  容器化Cromwell引擎、支持WDL语法

  • 省成本

    ●  硬件卸载,确保资源100%投入业务生产

    ●  按需按秒计费、急速弹性并发能力

    ●  容器规格灵活配比,精细粒度话单管理

  • 免运维

    ●  采用Serverless模式,无需关心集群资源管理

    ●  全容器技术,解除软件和环境的依赖

    ●  支持标准引擎+标准语法,任意环境可复现

方案优势

  • 开源无锁定,分钟级上线标准测序业务

    基于标准K8s容器集群,分钟级快速复制标准化容器测序环境;基因容器解决方案已开源至KubeGene项目,与社区共同构建测序生态,支持Deepvariant、Cromwell、RAMPART等第三方标准测序分析引擎,支持插件机制,测序场景更全面

  • 鲲鹏算力,30s可扩8千核

    基因容器提供Docker应用的秒级弹性伸缩能力,在流量突增时能快速弹性扩容,保障业务的连续性和高稳定性;独家提供华为云鲲鹏容器能力,支持按性能、时间、周期的弹性伸缩策略,可以自由组合策略以应变业务峰值突发变化

  • Serverless无服务模式,运维简单

    Serverless模式,无需维护资源池,使用华为云整个计算资源做为基础,保证资源充足;为生物测序行业量身定做的流程语法,更贴近您的业务场景;轻量级容器技术,一次构建,任意处运行,摆脱软件和环境的绑定,图形化流程设计,所见即所得

  • 精细管理,单流程成本直降30%

    支持环境与数据权限隔离,并支持IAM子用户授权,支持单样本输出细粒度账单,方便对成本消耗进行细粒度的管理;提供流程可视化热力图,支持用户观测基因分析流程内部详情,包括分析流程步骤资源使用情况、失败次数,流程执行进度等各维度信息

客户案例

  • 武汉希望组

    利用三代测序优势,并采用5G传输、华为云基因容器作为分析引擎和算力资源池,构建全流程的病毒基因组实时分析平台,适合在大范围内同时开展疫情的检测工作

  • 上海生科院

    VIC(Virus Identification Cloud)得到华为云容器平台强大计算能力的支持,可提供高通量多样本并行云端分析能力,助力临床诊断,还可监测病毒变异趋势

  • 安智因

    利用全容器技术,可做到对指定步骤资源做精确控制,使得全流程资源利用率大幅提升,更好的聚焦业务研发,降低基础设施管理成本

  • 华大基因

    华为云利用基因容器技术,为华大基因提供云端基因测序解决方案,通过对常用的软件优化,更好的支撑DNA、RNA、液态活检等主流生物基因测序场景

  • 金橡医学

    依托基因容器强大的研发团队加技术支撑能力,联合打造的全容器基因测序解决方案,使得将有限的资金实现最大化利用,助力金橡医学在市场上占得先机

  • 土豆数据

    利用基因容器通用的容器流程编排能力+强大基础算力,结合云计算平台几乎无限的存储空间,以及5G网络的高带宽发布能力,极大提升遥感地理数据的处理效率

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