Kisah Pelanggan/Ilmu Hayati

2022
Logo Vertex

Vertex Pharmaceuticals Mengurangi Biaya Penyimpanan dan Pemrosesan Data Cryo-EM hingga 50% Menggunakan AWS

Pelajari cara Vertex Pharmaceuticals mempercepat penemuan obat dengan menjalankan alur kerja cryo-EM di AWS.

2x

peningkatan performa

>50%

pengurangan biaya

Beberapa hari

peningkatan waktu pemrosesan data

3 bulan

untuk menyelesaikan prototipe arsitektur baru

Peningkatan

skalabilitas & peningkatan produktivitas

Gambaran Umum

Vertex Pharmaceuticals (Vertex) adalah perusahaan bioteknologi global yang berinvestasi dalam inovasi ilmiah untuk menciptakan obat-obatan transformatif bagi orang-orang dengan penyakit serius. Vertex menggunakan mikroskop elektron kriogenik (cryo-EM) untuk menghasilkan gambar dan wawasan canggih ke dalam struktur 3D protein dan struktur target obat potensial. Melalui proses tersebut, ahli kimia perusahaan dapat merancang molekul obat yang lebih baik dengan mengoptimalkan struktur mereka untuk mengikat target.
 
Namun, alur kerja cryo-EM membutuhkan sumber daya komputasi dan penyimpanan dengan jumlah yang besar. Para ilmuwan yang melakukan analisis di beberapa situs penelitian menghasilkan petabita data. Vertex perlu membuat infrastrukturnya dapat diskalakan untuk mendukung kebutuhan yang berkembang sambil memberikan kekuatan pemrosesan yang memadai untuk mempercepat penelitian.
 
Vertex memigrasikan penyimpanan dan pemrosesan datanya ke Amazon Web Services (AWS). Perusahaan menggunakan beberapa layanan AWS, termasuk Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), yang menyediakan kapasitas komputasi yang aman dan dapat diubah ukurannya untuk mendukung hampir semua beban kerja. Vertex meningkatkan beban kerja komputasi performa tinggi (HPC), analisis data yang dipercepat, dan membuat sistemnya dapat diskalakan sekaligus mengurangi biaya penyimpanan dan komputasi secara keseluruhan lebih dari 50 persen.
Ilmuwan yang bekerja di laboratorium

Peluang | Mempercepat Performa Pemrosesan Alur Kerja Cryo-EM untuk Menghasilkan Wawasan Lebih Cepat 

Vertex menggunakan cryo-EM untuk menemukan perawatan penyakit dengan menganalisis struktur molekul target obat potensial. “Cryo-EM membantu kami mendapatkan resolusi yang cukup untuk wawasan yang lebih dalam tentang struktur protein yang beberapa tahun lalu tidak dapat kami pelajari,” jelas David Posson, ilmuwan riset utama ( principal research scientist) untuk Vertex Pharmaceuticals.
 
Namun, saat teknologi canggih ini telah membuka potensi penemuan dan perawatan baru, kebutuhan akan penyimpanan dan kapasitas komputasi juga meningkat. “Menjalankan mikroskop untuk cryo-EM menghasilkan terabita data setiap hari,” kata Roberto Iturralde, direktur senior rekayasa perangkat lunak ( senior director of software engineering) untuk Vertex Pharmaceuticals. “Menghasilkan 1 PB data dalam 1 tahun adalah hal yang umum terjadi.” Selanjutnya, para ilmuwan membutuhkan wawasan dengan cepat. Untuk menjalankan beban kerja cryo-EM-nya, infrastruktur on-premise Vertex berjuang untuk mengimbangi permintaan komputasi dan penyimpanan yang berkembang pesat.
 
Awalnya, Vertex harus memindahkan semua data dari mikroskop di fasilitas eksternal ke pusat datanya menggunakan hard disk. Pemindahan ini memakan waktu berminggu-minggu. Saat data yang baru masuk, klaster HPC on-premise perusahaan tidak dapat menangani ledakan aktivitas secara efisien. Mereka juga tidak dapat menurunkan skala selama periode aktivitas rendah.
 
Menyimpan data jangka panjang memberikan tantangan lain. Setelah beberapa minggu, para ilmuwan jarang mengakses data mikroskop yang lebih lama. Namun, lingkungan on-premise Vertex tidak dioptimalkan untuk menghemat biaya berdasarkan pola penggunaan dan akses. Dengan perkembangan domain yang cepat, biaya menjadi lebih mahal karena harus mengikuti peningkatan perangkat keras, perangkat lunak, jaringan, dan keamanan berkelanjutan yang diperlukan untuk mengelola infrastruktur cryo-EM on-premise. Pada awal tahun 2022, Vertex menyadari akan kebutuhan solusi yang lebih elastis dengan performa yang lebih baik.
 
Vertex telah menggunakan AWS sejak tahun 2015 untuk beban kerja yang berbeda. Terinspirasi oleh fitur-fitur baru yang diluncurkan di AWS re:Invent 2021, Vertex mendesain ulang seluruh beban kerja cryo-EM dan bermigrasi ke AWS. Perusahaan tersebut membuat prototipe arsitektur baru hanya dalam 3 bulan. “AWS memiliki rangkaian teknologi cloud-native terluas dan terdalam yang ingin kami gunakan di Vertex,” kata Iturralde. “Dengan menggunakan AWS, kami dengan cepat beralih ke desain baru yang dapat dengan lebih baik memenuhi persyaratan ilmuwan kami yang terus berkembang.”
kr_quotemark

Dengan bekerja di AWS, kami dapat menghabiskan lebih banyak waktu untuk berfokus pada cara kami untuk berinovasi. Kami bisa menjadi kreatif dan memanfaatkan cloud untuk mempercepat sains kami.”

Roberto Iturralde
Direktur Senior Rekayasa Perangkat Lunak (Senior Director of Software Engineering), Vertex Pharmaceuticals

Solusi | Mengurangi Biaya Penyimpanan Data dan Mempercepat Pemrosesan Menggunakan AWS ParallelCluster 

Dengan bermigrasi ke AWS, Vertex memigrasikan beban kerjanya lebih dekat ke tempat data tiba di Amazon Simple Storage Service (Amazon S3)—layanan penyimpanan objek yang menawarkan skalabilitas, ketersediaan data, keamanan, dan performa terdepan di industri. Vertex juga menggunakan Amazon FSx for Lustre, penyimpanan bersama terkelola penuh yang dibangun di salah satu sistem file beperforma tinggi paling populer di dunia, untuk memberi ilmuwan jumlah sumber daya penyimpanan yang mereka butuhkan selama analisis aktif.

Setelah diproses, Vertex mengirimkan data kembali ke Amazon S3. Perusahaan mengurutkan data secara efisien menggunakan kebijakan Siklus Hidup Amazon S3, kumpulan aturan yang menentukan tindakan yang diterapkan Amazon S3 ke grup objek. “Dengan menggunakan kebijakan Siklus Hidup Amazon S3, kami dapat memasukkan data ke berbagai tingkatan untuk menurunkan biaya penyimpanan,” kata Iturralde. Perusahaan juga dapat menskalakan penyimpanannya dengan lancar, membatasi overhead pusat data.

Untuk mengelola komputasi untuk pemrosesan data, Vertex menggunakan AWS ParallelCluster, alat manajemen klaster sumber terbuka yang membuatnya mudah untuk melakukan deployment dan mengelola klaster HPC elastis di AWS. Alat ini akan memutar simpul HPC ke atas dan ke bawah berdasarkan permintaan perangkat lunak analisis. “Setelah selesai, kami dapat kembali dengan pembayaran hampir nol,” kata Iturralde. “Kami tidak perlu mengkhawatirkan laju sains yang akan memenuhi sumber daya kami atau mengalihkan perhatian kami untuk mempertahankan infrastruktur.”

Dengan mencocokkan biaya komputasinya dengan tuntutan beban kerja, Vertex telah mengurangi biaya hingga 50 persen. Selanjutnya, Vertex telah mencapai performa dua kali lebih baik daripada arsitektur sebelumnya. Dan Vertex telah menghilangkan hambatan yang dihadapi tim cryo-EM di lingkungan on-premise saat berbagi sumber daya dengan grup lain, yang sering dilakukannya. “Sebelumnya, analisis data cryo-EM membutuhkan waktu berminggu-minggu, bahkan ketika tidak ada sumber daya yang sedang digunakan,” kata Posson. “Sekarang, kami dapat mengirimkan data dengan andal dalam waktu kurang dari 1 minggu menggunakan AWS.”

Vertex menambahkan dukungan sistem masuk tunggal native menggunakan Amazon Cognito, yang dapat digunakan bisnis untuk menambahkan kontrol daftar, masuk, dan akses ke aplikasi web dan seluler dengan cepat dan mudah. “Menggunakan Amazon Cognito memberi kami kenyamanan tambahan di mana hanya karyawan yang sesuai yang memiliki akses ke perangkat lunak,” kata Iturralde. Bersamaan dengan ini, Vertex menggunakan Penyeimbang Beban Aplikasi—yang menyeimbangkan beban lalu lintas HTTP dan HTTPS dengan perutean permintaan lanjutan yang ditargetkan pada pengiriman aplikasi modern—untuk mengamankan jaringannya.

Di AWS, Vertex telah membuat prosesnya menjadi efisien, dapat diskalakan, dan hemat biaya sekaligus mengurangi pemeliharaan manual. Membangun di AWS juga berarti bahwa perusahaan memiliki akses ke sumber daya komputasi dan GPU terbaru tanpa waktu tunggu selama berbulan-bulan terkait dengan pengadaan perangkat keras pusat data. Misalnya, Vertex menjalankaninstans Amazon EC2 G5, yang memberikan kombinasi kuat antara CPU, memori host, dan kapasitas GPU. Dengan melakukan proses cryo-EM di cloud, para ilmuwan dapat melakukan analisis hampir secara waktu nyata. Vertex menggunakan waktu mikroskop mahal lebih efisien dan memfasilitasi terobosan ilmiah.

Hasil | Mempercepat Pemrosesan Data untuk Mempercepat Penelitian Menggunakan Amazon EC2 

Vertex berhasil mengurangi waktu yang dibutuhkan untuk memberikan hasil analisis, dan berharap untuk mempercepatnya lebih lanjut. “Dengan pemrosesan langsung, kami dapat memulai analisis sama seperti saat data keluar dari mikroskop,” kata Posson. “Kami mungkin bisa membagi lini waktu 1 minggu kami menjadi dua.”
 
Vertex juga berencana untuk terus membuat infrastruktur HPC-nya lebih elastis dan cloud native untuk menghemat biaya. “Dengan bekerja di AWS, kami dapat menghabiskan lebih banyak waktu untuk berfokus pada cara berinovasi,” kata Iturralde. “Kami dapat menjadi kreatif dan memanfaatkan cloud untuk mempercepat sains kami.”

Tentang Vertex Pharmaceuticals

Vertex adalah perusahaan farmasi yang berkantor pusat di Boston yang mempelajari molekul kompleks dan meneliti perawatan penyakit serius menggunakan teknologi mikroskop terbaru di seluruh dunia.

Layanan AWS yang Digunakan

Amazon S3

Amazon Simple Storage Service (Amazon S3) adalah layanan penyimpanan objek yang menawarkan skalabilitas, ketersediaan data, keamanan, dan performa terdepan di industri.

Pelajari selengkapnya »

Amazon EC2

Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2) menyediakan kapasitas komputasi yang aman dan dapat diubah ukurannya untuk hampir semua beban kerja.

Pelajari selengkapnya »

AWS ParallelCluster

AWS ParallelCluster adalah alat manajemen klaster sumber terbuka yang memudahkan Anda melakukan deployment dan mengelola klaster Komputasi Performa Tinggi (HPC) di AWS.

Pelajari selengkapnya »

Amazon FSx for Lustre

Amazon FSx for Lustre menyediakan penyimpanan bersama terkelola penuh dengan skalabilitas dan performa sistem file Lustre yang populer.

Pelajari selengkapnya »

Mulai

Organisasi dalam berbagai ukuran di semua industri mentransformasi bisnis mereka dan mewujudkan misi mereka setiap hari menggunakan AWS. Hubungi ahli kami dan mulai perjalanan AWS Anda sendiri sekarang juga.