理研、創薬・医療の発展に向け、ゲノム解析施設を支えるシステムを刷新

次世代シーケンサーから生成される膨大なデータの高速解析処理を実現

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　2013年日6月27日
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　株式会社エクサ
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　日本アイ・ビー・エム株式会社

株式会社エクサ（社長：塚本 明人、本社：川崎市幸区、以下エクサ）と日本アイ・ビー・エム株式会社（社長：マーティン・イェッター、本社：東京都中央区、NYSE：IBM、以下日本IBM）は、膨大なゲノムデータの受託解析サービス「GeNAS」を運営する独立行政法人理化学研究所 （理事長：野依 良治、本所：埼玉県和光市、以下理研）ライフサイエンス技術基盤研究センター（センター長：渡辺 恭良、以下CLST）に新システムを導入しました。当システムは、本年4月より稼働開始しました。

新システムには、大容量データの高速解析を可能にするIBMの分散共有ファイルシステム「General Parallel File System（以下GPFS）」や、エクサの「ITリノベーションサービス」の一要素である「HPC（高速化・大量データ処理技術の適用）ソリューション」が活用されています。HPCソリューションは最適なシステム構成からプログラムチューニングまで、あらゆる方法で高速化を実現します。これらにより、ゲノムデータ解析における計算と読み書きの処理が、従来よりも50％速くなりました。

理研CLSTは、ライフサイエンスの成果を創薬・医療につなげるために必須となる新しい技術基盤の構築を推進しています。その一つとして、DNA塩基配列を高速に読み取る次世代シーケンサーから得られた膨大な情報を活用し、疾患メカニズムの解明、診断手法の開発や細胞変換技術の開発を行っています。また、文部科学省が2009年から推進している「革新的細胞解析研究プログラム（セルイノベーション）」において、理研はシーケンス拠点としての役割も担っており、次世代シーケンサーによる大規模かつ多面的なゲノム情報の解析や、シーケンサーの生み出す配列情報の正確さを確保するための技術開発を進めてきました。こうして培ってきた成果や技術は、理研のゲノム研究を支えるとともに、ゲノムの受託解析を行うサービス「GeNAS」として産官学の外部機関へ広く提供し、創薬・医療分野から、作物ゲノムの解析など農業分野まで、生命科学の様々な領域に関わる産業や研究の発展に貢献しています。

少子高齢化や医療費負担の増大といった課題を抱える我が国では、病気の治療薬や予防法の開発などは極めて重要であり、それを支えるGeNASの利用は今後ますます増えることが期待されています。国内外の大学、研究機関、産業界の研究開発をさらに推進すべく、急増する次世代シーケンサーからの膨大で多種多様なデータを、より高速かつ効率的に解析し、かつ、大容量データを確実に保管し、将来的な解析精度の向上にも耐えうる、新たなストレージ・システムを導入しました。

今回、稼働開始したシステムは、他の科学技術領域でも実績のある分散共有ファイルシステムGPFSを適用したディスク・ストレージ、およびテープ・ストレージ「IBM® System Storage TS3500テープ・ライブラリー」「IBM System Storage TS1050テープ・ドライブ」によって構成されています。次世代シーケンサーデータ解析のボトルネックは、コンピュータの計算速度ではなく大容量データの読み取りと書き込み速度です。新システムは、このような要望を満たす大規模データを高速処理できる入出力性能を備えています。

ディスク・ストレージ上のデータは、ストレージ管理ソフトウェア「Tivoli Storage Manager（以下TSM）」により、アクセス頻度など任意の条件に基づきテープ・ストレージとの間で階層管理されます。当システム環境のディスク・ストレージには300TB（テラバイト）、テープ・ストレージには4PB（ぺタバイト）のデータを有し、今後のデータ容量の増大にも備えながら、テープ・ストレージの併用により、消費電力は極力抑えられています。GeNASでは、頻繁にアクセスするデータをディスクに、頻度の低いデータをテープに保管することで、処理速度を担保しながら消費電力を抑えることができました。

本システムは、エクサのGPFS、TSMおよび大規模ストレージの導入実績・ノウハウから培ったHPC技術により、ファイルの共有化および高速アクセス、自動化された階層管理が実現されています。

＜製品・サービス情報＞
・ General Parallel File Systemウェブサイト：
http://www.ibm.com/systems/jp/power/techinfo/aix/gpfs/
・ Tivoli Storage Manager Familyウェブサイト：
http://www.ibm.com/software/jp/tivoli/products/storage_mgr/
・ IBM System Storage TS3500 テープ・ライブラリー ウェブサイト：
http://www.ibm.com/systems/jp/storage/products/tape/3500/
・IBM System Storage TS1140 テープ・ドライブ ウェブサイト：
http://www.ibm.com/systems/jp/storage/products/tape/1140/
・エクサ ITリノベーションサービス ウェブサイト：
http://www.exa-corp.co.jp/solutions/infrastructures/renovation.html
・HPC（高速化・大量データ処理技術の適用）ソリューション：
http://www.exa-corp.co.jp/solutions/infrastructures/hpc.html
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IBM、IBM ロゴ、ibm.com、GPFS、System Storage、Tivoliは、世界の多くの国で登録されたInternational Business Machines Corp.の商標です。他の製品名およびサービス名等は、それぞれIBMまたは各社の商標である場合があります。現時点での IBM の商標リストについては、http://www.ibm.com/legal/copytrade.shtmlをご覧ください。

＜株式会社エクサの概要＞
設立年月日：1987年10月
資本金：1,250百万円
エクサは、日本アイ・ビー・エム株式会社とＪＦＥスチール株式会社の合弁出資による情報システム開発会社で、ビジネス系、エンジニアリング系、ITインフラ系等をベースとする統合型ソリューションプロバイダーです。エクサは、情報システムのコンサルティング、システム構築、運用までの各種サービスを統合的に提供しています。
ホームページ：http://www.exa-corp.co.jp/