AI 超級電腦助抗疫,「台灣杉二號」名列全球 21 強

作者 | 發布日期 2020 年 07 月 11 日 12:00 | 分類 AI 人工智慧 , 雲端 , 電腦 Telegram share ! follow us in feedly


為了加速找出能夠完全抑制病毒的藥劑和疫苗,美國便發起了「高運算抗疫」的策略;政府攜手 IBM 共同設立 COVID-19 高效能運算聯盟。但其實在台灣的國網中心,也有自己的高運算抗疫利器──台灣杉二號(見首圖)。

武漢肺炎(新冠肺炎,COVID-19)來襲,催動了一場科技與病毒的競賽。

美國「COVID-19 高效能運算聯盟」(High Performance Computing Consortium)集結了 IBM、太空總署(NASA)、麻省理工學院(MIT)……以及 Google 及 Amazon 等其他科技公司的 16 台超級電腦運算資源。主要就是協助研究人員了解 COVID-19、找到可能的治療方法。

在台灣,也有屬於自己的高運算抗疫利器,那就是「台灣杉二號」。這台專屬於台灣的首座 AI 超級電腦,就位於國家實驗研究院旗下的國家高速網路與計算中心(下稱國研院國網中心)之中。

國家實驗研究院「國家高速網路與計算中心」主任史曉斌介紹。「這是台灣首座 AI 超級電腦,它在 2018 年底,國際超級電腦大會所公布的全球 500 大高速計算主機(TOP500)中,排名 20(目前排名 21);能源效率(Green500)排名第 10。」

台灣杉二號於 2018 年建造而成,是科技部為了加速推動 AI 發展,決定以四年 50 億元的經費,建構國家級「雲端服務及高速運算平台」。

所以,台灣杉一號、二號因而誕生;而台灣杉一號以高速運算(HPC)為主,台灣杉二號則側重 AI 運算。

史曉斌解釋,其實,超級電腦指的是能夠執行一般個人電腦無法處理的高速運算的電腦,規格與效能當然比個人電腦強大(Powerful)許多;且總計算核心數則以成千上萬計。

▲ 台灣杉一號。(Source:國網中心

標記腫瘤,兩天縮成一小時

以台灣杉二號的運算速度與精度實測為例,每秒可進行 176 萬張的 AI 影像訓練,這對醫學上有莫大的助益。像是原本需要 7 天的病原檢定,可以縮短為 5 小時、疾病檢測從一週變成 12 小時,或是標記腫瘤位置從 48 小時大幅減少成 1 小時。

「像這些在超級電腦上進行的運算工作,如果用旗艦型智慧手機(例如 iPhone)來運行,可能 5 年都跑不完。」國網中心企劃推廣組專案行銷總監李君偉笑說。

強大的運算力,使得超級電腦在疫戰中,成為重要的武器。台灣杉二號,又扮演什麼效能?

運算力強、即時更新資料

首先,國網中心藉由超級電腦強大的運算力,提供大數據分析工具與不斷更新的資料集平台,目前該平台已收集超過 5 萬個資料集,包括政府治理、科研、語音、醫療與資訊安全等領域。

而且因應疫情,也已蒐集提供 COVID-19 特色相關資料集,內含全球釋放之肺炎影像、醫療論文、健保特約機構口罩剩餘數量明細、全球確診統計資料集等。

除相關的情蒐外,下一步,則是釋出運算結果,供各界免費使用。「科技在這場全球抗疫中扮演重要角色,藉由運算能量的分享,凝聚眾人智慧,找出解方。」科技部前部長陳良基說。

所以,舉凡像病毒基因演化、蛋白質分析、數據探勘、影像辨識、口罩地圖、酒精地圖、物資資訊及線上教學等,經審查通過後即可免費使用超級電腦,進行運算。

▲ 國家實驗研究院「國家高速網路與計算中心」主任史曉斌。(Source:國網中心

如今,已有多個醫學、學校或科研單位和國網中心合作。像是陽明大學基因體中心與交通大學合作進行多重基因序列比對,以找尋精準的 COVID-19 檢測標記;成功大學則提供標註之肺炎 X 光影像、培育學生訓練 AI 模型等。

「台灣人工智慧實驗室(Taiwan AI Labs),就嘗試用超級電腦進行武漢肺炎患者 X 光片的研究」,台北榮總放射線部主任郭萬祐透露。

郭萬祐認為,要從單一的 X 光片來判讀患者是否感染武漢肺炎,難度偏高,因為較難由 X 光片得知是病毒性肺炎還是細菌性肺炎。但如果能將不同症狀,像是頭痛、發燒或嗅 / 味覺異常等,藉由超級電腦運算,得知哪些病症在新冠肺炎患者身上出現的頻率最高,再輔以 X 光片,這對醫生而言,會比較好判斷。

「雖然說台灣案例不多,但如果可以建立出一個判斷的 SOP,會更有幫助。」郭萬祐說。

史曉斌表示,超級電腦對於防疫而言有著極大的幫助。所以,當知道美國組成高運算聯盟後,國網中心即發布釋出運算資源的計畫。

關鍵推手,實現精準醫療

而未來,具有強大運算能力的超級電腦,除了在這場抗疫戰中扮演重要角色外,更將會是醫學發展的重要助力。

「像是台灣杉二號在醫療應用上,占了相當大的比例,大約是四成到五成,而這還是在疫情發生之前。」史曉斌說。

譬如雲象科技與國網中心合作,藉由超級電腦實現精準醫療,縮短病理科醫師從顯微鏡觀察細胞型態來判斷疾病種類的時間。甚至是國外來的交換學生,也使用超級電腦進行醫學研究。

一名從瑞典來台、在台北榮總進行腦瘤研究的交換生 Lucas Nyström 表示,為了要讓腦瘤偵測、判斷更精準,他運用大量的病例資料進行 AI 訓練,但在一般桌上型電腦、筆記型電腦訓練 AI 模型需要耗費很長的時間(約一年),但透過超級電腦,可以將時間縮短成幾個星期。

「當然,不只是醫學或是這次的防疫戰,未來我們希望超級電腦能對各種產業,甚至是各種社會層面都有所幫助,並成為台灣 AI 的先行者。」史曉斌表示。

而這,也是台灣的超級電腦要用台灣衫命名的原因。

因為台灣杉是台灣原生植物,具有水土保持的功能;而超級電腦不僅提供科技研究的基盤,也肩負促進台灣科研蓬勃發展的重任。

(本文由 遠見雜誌 授權轉載;首圖來源:國網中心

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