Research Imaging Datenspeicherung

Leistungsstarker, skalierbarer Speicher für Forschungsbilder

Moderne bildgebende Verfahren sind ein wesentlicher Bestandteil der Spitzenforschung.

In den Bereichen Life Sciences, Pharmaforschung, Materialwissenschaften, Medizin, Geophysik und Astronomie wirkt sich die moderne Bildgebung in all diesen Bereichen aus, die oft unbemerkt bleiben.

Zum Beispiel ist die Nanowissenschaft das Studium von Atomen, Molekülen und Objekten, deren Größe auf der Nanometerskala liegt. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter, was auf der Skala der Atomdurchmesser liegt. Zum Vergleich ist ein menschliches Haar etwa 100,000 Nanometer dick.

Elektronenmikroskope ermöglichen Nanowissenschaften mit einem Detaillierungsgrad, der vor einem Jahrzehnt einfach nicht verfügbar war und für das Verständnis biologischer Prozesse unerlässlich ist. Moderne bildgebende Verfahren bieten viele Technologien: Mikroskopie, Magnetresonanztomographie, Massenspektrometrie, Röntgenbildgebung, Radarbildgebung, Ultraschallbildgebung, photoakustische Bildgebung, thermische Bildgebung und Bildgebung von Teleskopen und Satelliten. Alle diese Techniken erzeugen große Mengen von Dateidaten und stellen enorme Anforderungen an das Dateispeichersystem einer Organisation.

Die Elektronenmikroskopie erzeugt beispielsweise hochauflösende Bilder, die sehr große Datensätze erzeugen. Diese Datensätze werden in verschiedenen Arten von rechenintensiven Analysen verwendet, z. B. zum Erstellen eines 3D-Modells aus einem Datensatz von 2D-Bildern. Ein einzelnes 2D-Image ist Hunderte von Megabyte, und ein vollständiges 3D-Modell, das aus der Sammlung von 2D-Images erstellt wurde, kann 20TB des Dateispeichers oder mehr sein.

In einer Studie verwendete eine Gruppe von Forschern mithilfe von Elektronenmikroskopie und QF2 eine Karte aller neuronalen Verbindungen, die in einer Kaninchenretina vorkommen. Dünne Schichten der Netzhaut wurden gescannt und dann digital zu einem hochauflösenden 3D-Bild zusammengesetzt. Forscher, die immer unter Druck stehen, ihre Ergebnisse zu veröffentlichen, mussten diese Bilder schnell zur Analyse verarbeiten. Sie benötigten außerdem, dass sie das endgültige 3D-Modell in Echtzeit rotieren und schneiden konnten. Beide dieser Aktivitäten erforderten, dass das Speichersystem Daten schnell genug lieferte, um die Rechnerpipeline ständig zu versorgen.

Qumulo für die Forschung imaging Storage

Qumulo File Fabric (QF2) ist ein modernes, hochskalierbares Dateispeichersystem, das im Rechenzentrum und in der Public Cloud läuft. QF2 verarbeitet große und kleine Dateien mit gleicher Effizienz und kann auf Milliarden von Dateien skaliert werden. Seine Leistung, Kosten, Echtzeit-Sichtbarkeit und Einfachheit machen es ideal für Institutionen, die in der Spitzenforschung tätig sind.

Hohe Leistung: Imaging-Speicherlösungen für die Forschung

Performance

Die Verwaltung von Durchsatz und Latenz ist für die Bildgebung in der Forschung von entscheidender Bedeutung. Forscher möchten Bilder in Echtzeit sehen und sind empfindlich gegenüber Latenz. Das Betrachten von Bildern, insbesondere von 3D-Bildern, kann viele zufällige Lesevorgänge von einer großen Datei erfordern. Darüber hinaus werden Bilder verarbeitet, während Forscher auf zuvor erzeugte Bilddaten zugreifen. All diese Aktivitäten stellen hohe Anforderungen an das Speichersystem.

QF2 bietet im Vergleich zu herkömmlichen Speichersystemen die doppelte Preisleistung. Die hybride Architektur von QF2 mit adaptivem Lese-Caching bietet die Leistung, die für zufällige Lesevorgänge in großen Dateien benötigt wird. Beim Lesen-Caching wird eine zugriffsbasierte Heatmap verwendet, um Daten bei Bedarf intelligent in die Flash-Ebene zu verschieben. Das Lese-Caching von QF2 passt gut zu den variablen Zugriffsmustern von 2D-Bildebenen und verknüpften Metadatensätzen. Kunden erhalten eine hohe Leistung selbst mit 3D-Bilddateien, die zufällige kleine Blocklesevorgänge erfordern, um auf das Bild zuzugreifen, das der Forscher sehen möchte.

Erschwingliche Speicherlösungen für Forschungsabbildungen

Kosten

QF2 kostet weniger und hat geringere TCO als herkömmliche Speichergeräte. Seine fortschrittliche Dateisystem-Technologie bedeutet, dass 100% der bereitgestellten Kapazität verfügbar ist und nicht nur die 70% oder 80%, die von herkömmlichen Speichersystemen empfohlen werden. QF2 ist für Standardhardware mit SSDs und HDDs optimiert, die weniger kosten als proprietäre Hardware. In der Cloud konkurriert QF2 intelligent zwischen Blockressourcen mit niedriger Latenzzeit und Blockierungsoptionen mit niedrigeren Latenzzeiten und niedrigeren Kosten. QF2 liefert Flash-Leistung zu Festplattenpreisen. Ein einfacher, einfacher Abonnement-Service deckt alles ab, einschließlich aller Funktionen, Updates und Support. Es gibt keine zusätzlichen Gebühren oder versteckten Gebühren.

Speicherverwaltungssoftware für den Speicher von Forschungsabbildern

Sichtbarkeit

Speicheradministratoren benötigen Echtzeit-Einblicke darüber, wie das Speichersystem von den verschiedenen Abteilungen genutzt wird, und sie benötigen eine Echtzeitkontrolle, um Engpässe und unberechtigte Prozesse zu verwalten. Legacy-Speichersysteme, die auf Off-Cluster-Appliances und langsamen Treewalks basieren, können keine zeitnahen Informationen bereitstellen.

QF2 Echtzeit-Sichtbarkeit und Kontrolle sind äußerst nützlich für die Verwaltung von Research-Imaging-Workflows. Mit QF2 ist es einfach, den I / O-Hotspot zu finden und den Prozess zu stoppen. Administratoren können Echtzeitkontingente zuweisen, sodass sie immer die Kontrolle darüber haben, wie Ressourcen zwischen verschiedenen Projekten zugewiesen werden. Rogue-Prozesse, die die Ressourcen eines Speichersystems verbrauchen und das System anhalten können, sind einfach zu identifizieren und zu stoppen.

Die Tools für Kapazitäts-Explorer und Kapazitätstrends geben aktuelle Informationen darüber, wie der Speicher jetzt verwendet wird und wie der Speicher über verschiedene Zeiträume hinweg genutzt wurde. Mit diesen Tools können Administratoren den Forschern realistische Zahlen geben, wenn sie Speicherkosten in ihre Grant-Anwendungen einbeziehen.

Einfaches Management für die Speicherung von Forschungsabbildungen

Einfachheit

Forschungsinstitute haben in der Regel ein kleines IT-Personal. Die Komplexität der Einrichtung von Legacy-Speichersystemen und der Mangel an Einblick, den sie bieten, machen sie zu teuren Systemen in Bezug auf das Management. Von dem Moment an, in dem QF2 entpackt wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem mit dem Versenden der Daten begonnen werden kann, sind es nur noch Stunden, nicht Tage. (QF2 für AWS ist fast sofort eingerichtet.) Sobald das System ausgeführt wird, können der Schüler-Helpdesk oder jüngere Mitarbeiter es verwalten.

Forschungs-Imaging-Workflow

Hier sehen Sie ein Beispiel für einen Arbeitsablauf in der Bildverarbeitung.
Diagramm des Forschungsarbeitsablaufs, der den Speicher der Forschungsabbildung einschließt
Die vom Mikroskop erzeugten Bilder werden in den QF2-Cluster übertragen. Die Verarbeitung erfolgt auf der Rechnerfarm und gleichzeitig können die Forscher ihre Analysen auf ihren eigenen Workstations durchführen. Die Leistung von QF2 gewährleistet den gleichzeitigen Zugriff der Daten durch Forscher und Rechenressourcen.

Wir sagten immer "nur mehr Kapazität hinzufügen", aber Storage ist so viel komplizierter und unternehmenskritischer als 10 Jahre zuvor, dass wir Storage als Nick Rathke - Associate Director, Information Technology Scientific - behandeln müssen Institut für Computing und Imaging, Universität von Utah

Webinar: Forschung mit QF2 vorantreiben

Sehen Sie, wie das Institut für Wissenschaftliches Rechnen und Bildgebung an der Universität von Utah QF2 nutzt, um ihre Forschung voranzutreiben.

QF2 Technischer Überblick

QF2 wurde entwickelt, um den heutigen Anforderungen an Skalierbarkeit und Datenmobilität gerecht zu werden. Es ist das erste universelle Dateispeichersystem der Welt.

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