疫情期間，無法回校園做研究怎麼辦？幸好有這台超級電腦協助。無論身處何地，澳門大學的研究團隊都可以借助「高性能計算集群」（High-Performance Computing Cluster，HPCC）展開研究。一起聽聽他們如何跟超級電腦成為朋友、合作無間！

縮短研究檢測時間

科技學院博士生Faraz Mohammadali Shaikh主要研究藥物設計。他說過去耗時一星期的電腦模擬，在新的HPCC可能只需一天。「我在HPCC設計一些分子結構，並將所有東西圖像化，更能實時觀察模擬運行的情況和速度，就算在校外也可連接HPCC。」

Faraz 在2016到牛津大學訪學一年，當時研發出可以令伊波拉病毒失去穩定性的化合物，現時在澳大主要研究「基於機器學習的配體目標活動預測」，當中要使用HPCC模擬一些分子結構與藥物目標（蛋白質）接觸時的反應。「我在牛津大學運行長約1000微秒（1,000,000分之一秒）的類似模擬，大概要15到18天，現時在澳大最多只要5到6天，如果要模擬的系統較為簡單，甚至3.5天就可以。」

Faraz表示，HPCC的運算能力強大，讓他得以短時間進行多次模擬，「我們不單要看模擬時蛋白質有甚麼反應，還要確定這些反應是否真的由藥物造成，而不是一些隨機因素導致的，因此我要模擬好幾次，證實結果每次都是一樣的、可以重複的，才可以發表成果。新的HPCC為我省卻了很多痛苦的等待時間。」

協助開發新材料

2013年加入澳大的潘暉，現時擔任應用物理及材料工程研究院副教授兼物理及化學系主任，一直是澳大HPCC的用戶。「我在澳大舊校團使用過第一代HPCC，只有約400個計算核心，但那時只有幾位老師使用，等待時間不算太長。不過，近年各學院和研究院越來越多研究人員使用HPCC，因此運算能力更強的新一代集群非常重要。」

潘教授與10多名研究生開展新材料方面的研究，主要目的是提升採集和儲存能源的效率。「比如說，我們能否找到新的材料製造高效廉價電極材料，替代貴金屬，用於電催化制氫。我們在HPCC上設計一些材料，研究它們的物理和化學性質，希望找到在不同領域的應用。」此外，他的團隊希望設計用於製作電子器件的新材料。「我們在元素週期表上找一些元素，看看原子之間的化學鍵和它們的晶體結構，不斷測試、模擬，看看是否比現有材料更有效。」

潘教授說，如果每次設計材料都先從實驗研究出發，會花費不少人力物力，因此他們先在HPCC設計，並且研究新材料的物理化學性質，從而節省了人力物力。「我們在HPCC發現到好的材料，才再去做實驗、做模型，看看能否申請專利，希望減低成本和加快研發進程。以前可能三個人要半年寫一篇學術論文，有了新的HPCC，可能一個人半年就能寫一篇，受惠於新一代HPCC的論文目前已有約20篇。」

超級電腦用途廣泛

HPCC不是一台單獨的電腦，而是用高速網路連結起來的「集群」，澳大的第三代HPCC集合了超過2,000個計算核心、85台伺服器、34張圖形處理器，配備超大記憶體3TB的計算伺服器，運算能力比2015年啟用的第二代提升超過12.5倍。

HPCC還包括超過1,500TB硬碟儲存空間，應付各學院和研究院的需要。資訊及通訊科技部電腦教學暨技術服務處處長石國英（Stanley）說 :「例如健康科學學院有不少研究項目是關於遺傳性疾病和癌症，需要進行DNA測序，而DNA序列數據需要很大的儲存空間，不可能放入個人電腦，一定要在集群儲存。」

HPCC目前廣泛用於校內生物醫藥、精準醫療、影像醫學、材料物理、工程設計和仿真分析等領域的研究。澳大研究人員向資訊及通訊科技部提出申請後，可以隨時隨地用自己的電腦登入HPCC。在科技領域以外，澳大近年開始也有人文、社會科學和商科的學者使用HPCC，處理金融交易數據、統計學分析、心理學調查、語言學研究的眼動追蹤數據等，以及訓練相關模型，反映澳大研究廣泛使用大數據分析和深度學習等技術。

澳大研究人員申請HPCC帳戶的方法：https://icto.um.edu.mo/teaching-learning-research/high-performance-computing-cluster-hpcc/?lang=zh-hant

來源：《澳大人》電子版