当前,全球塑料污染治理已成为关乎生态可持续发展的核心议题。研发出既能高效降解塑料又耐高温的降解酶,正成为生物催化与环境治理领域的攻坚热点。
近日,北京积算科技有限公司(以下简称“积算科技”)为某“双一流”高校提供了强劲的算力支撑,将分子动力学模拟应用GROMACS的性能提升4倍,让科研人员能够在原子尺度下精准拆解塑料降解过程,大幅缩短研发周期,推动研发模式从“随机筛选”向“理性设计”升级。
在生物医药、新材料及环境科学研究中,GROMACS是目前全球应用最广泛的分子动力学模拟软件包之一。对于某“双一流”大学科研团队而言,它是解析“塑料降解酶”催化机制的核心工具。
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是应用最广泛的聚酯塑料之一。传统PET水解酶研发长期依赖“随机突变+盲目筛选”模式,研发周期长、成本高。而GROMACS模拟作为原子尺度的“计算显微镜”,能在计算机上还原酶在水中的真实状态,捕捉到万亿分之一秒的动态变化,精准锁定决定降解效率的关键位点。
然而,这台“显微镜”对计算资源的要求非常高。GROMACS在模拟时需要进行超高频率的计算循环,如微秒(百万分之一秒)级的有效模拟需要完成上亿次的循环计算,这要求硬件必须具备极高的单精度浮点运算能力。
简单来说,模拟的时间越长,捕捉到的细节就越精准。但如果算力跟不上,原本几微秒的动态过程可能要跑上好几个月。可以说,算力性能直接决定了研发效率与进度,成为制约科研落地的关键瓶颈。
为了打破这个瓶颈,积算科技为科研团队提供了稳定、高性能的计算资源,以及配套的PODsys基础设施构建平台。PODsys是针对科学计算场景打造的专业平台,完成了从驱动、调度到计算框架的全栈深度调优,彻底解决了常规部署模式下硬件性能无法充分释放的行业痛点,保障算力潜能得到完整稳定的发挥,为本次科研算力服务提供了关键的全链路底层优化支撑。
基于积算科技算力平台,科研团队完成了GROMACS应用性能测试。结果表明,针对全长258个氨基酸、可高效降解PET塑料为乙二醇(EG)和对苯二甲酸(TPA)的PETase蛋白体系,原计算平台的模拟计算速度为69.958 ns/day(纳秒/天),而积算科技算力平台的计算速度可达274.456 ns/day,性能提升近四倍。在此基础上,并行计算的模拟速度进一步提升至319.761 ns/day,实现了长时程模拟的高效并行加速。

PETase体系示意图(总计68215个原子)
近4倍的性能提升,意味着科研人员的工作效率直接翻了两番。原本需要几周才能看清的蛋白波动,现在几天就能出结果。这种“计算先行”的模式,极大缩短了实验验证周期,让高性能酶制剂的诞生按下了“快进键”。
此次助力“双一流”高校攻克环保课题,积算科技不仅彰显了在科学计算领域的技术实力,更体现了赋能前沿科研的核心能力。
作为绿色低碳发展的重要参与者,积算科技正深耕合成生物学、环境科学、计算生物等前沿科研领域,为科研工作者提供稳定、高效、可扩展的计算资源,助力科研团队突破算力瓶颈,加速从基础研究到产业落地的全链条创新。
未来,积算科技将持续升级智能算力服务体系,以更领先的计算能力、更完善的服务支撑,为更多前沿科技的突破提供动力,并为生态可持续发展贡献力量。
积算科技诞生于全球生成式AI浪潮,专注于智能算力服务市场,致力于成为中国最具价值的智能算力服务商。公司聚焦互联网、运营商、高校、新能源汽车等领域,为多家头部客户提供专业算力服务。积算科技拥有万卡级先进智能算力资源池,提供裸金属、智能算力系统、专属智能算力系统等多元化算力服务产品,广泛适用于大模型训练与推理、算法研究、大数据分析、自动驾驶及智能科学计算等场景。其运维和服务团队具备大规模智能算力系统设计建设、大模型开发应用及性能优化能力,可提供全栈大模型应用开发服务支持,并根据客户需求提供灵活的服务模式。