PEAK:AIO, MONAI e Solidigm: Revolucionando o armazenamento para IA médica

A IA está trazendo novas esperanças e possibilidades com diagnósticos mais rápidos e precisos.

A Inteligência Artificial (IA) está transformando indústrias de todos os tipos, em todo o mundo. O atendimento ao paciente está na vanguarda dessa revolução da IA ​​na prática médica e na pesquisa. A integração da IA ​​na assistência médica trouxe novas esperanças e possibilidades, permitindo diagnósticos e caminhos de tratamento mais rápidos e precisos ao aprender com grandes quantidades de dados do paciente. No entanto, implementar a IA neste setor é repleto de desafios, principalmente em relação ao armazenamento. A demanda por armazenamento e acesso a conjuntos de dados massivos, incluindo ressonâncias magnéticas, raios X, resultados de testes e dados históricos do paciente, nunca foi tão grande.

O ecossistema moderno de assistência médica depende do armazenamento e recuperação de dados de forma rápida e eficiente, garantindo que sejam acessíveis a médicos, hospitais e várias equipes. Esses dados devem ser oportunos, precisos e protegidos com segurança para aprimorar o atendimento ao paciente e dar suporte à pesquisa médica em andamento. Dada a sensibilidade e a importância dessas informações, os hospitais estão cada vez mais recorrendo a soluções de armazenamento robustas e de alta capacidade que podem atender a essas demandas. É aqui que PEAK:AIO, MONAI (Medical Open Network for AI) e Solidigm entram em cena, oferecendo uma trifeta de tecnologia projetada para revolucionar a forma como os dados médicos são armazenados e utilizados.

Quem são os jogadores?

Nossos principais participantes estão na vanguarda dessa intersecção entre IA e pesquisa médica:

• Solidigm: Líder em inovação de armazenamento, a Solidigm oferece alguns dos maiores SSDs QLC de classe empresarial do mercado. Esses SSDs são cruciais para gerenciar as vastas quantidades de dados gerados por aplicativos de IA na área da saúde e fornecem alta densidade e eficiência a um custo competitivo.
• PICO:AIO: Especializada em sistemas de armazenamento de alta capacidade adaptados para aplicações médicas de IA, a PEAK fez avanços significativos no campo ao integrar os SSDs QLC da Solidigm com ferramentas avançadas de IA da MONAI. Suas soluções de armazenamento garantem que as instituições de saúde possam lidar com requisitos de dados extensivos, mantendo o desempenho e a eficiência.
• MONAI: MONAI é uma iniciativa de código aberto criada pelo King's College London e parceiros, incluindo a NVIDIA. O MONAI foi projetado para acelerar o desenvolvimento e a implantação de modelos de IA na área da saúde (particularmente em imagens médicas), ao mesmo tempo em que garante a privacidade e a segurança dos dados.

MONAI e PEAK:AIO: Revolucionando a IA On-Prem para hospitais

A estrutura do MONAI trouxe uma mudança significativa nos hospitais, particularmente ao permitir a integração perfeita da IA ​​em fluxos de trabalho clínicos. Um dos benefícios mais consequentes do MONAI é sua capacidade de permitir que os hospitais utilizem modelos de IA pré-treinados e os ajustem ainda mais no local. Essa capacidade garante que os dados do paciente possam ser inseridos em exames orientados por IA em tempo real, permanecendo com segurança dentro da infraestrutura do hospital.

Essa abordagem reduz significativamente os tempos de espera para técnicos de radiologia e médicos, levando a diagnósticos mais rápidos e redução da ansiedade do paciente. A tecnologia melhora a experiência do paciente por meio de resultados rápidos e precisos, fornecendo cuidados mais eficientes e eficazes. A solução de armazenamento da PEAK:AIO sustenta todo o processo, que aproveita os densos e eficientes SSDs Solidigm QLC. Ao manter todas as operações em conformidade com os regulamentos de privacidade e garantir que os dados nunca saiam do hospital, a solução da PEAK:AIO mantém os mais altos padrões de confidencialidade do paciente.

Eficiente e pequeno: o ajuste perfeito para qualquer hospital

Outra vantagem crítica da colaboração PEAK:AIO e MONAI é o componente de ponta, que garante que a solução possa ser implantada eficientemente em qualquer ambiente hospitalar. A pequena pegada dos sistemas de armazenamento da PEAK:AIO, combinada com seu design de eficiência energética, torna esses sistemas ideais para uma ampla gama de instalações de saúde. Seja em um grande hospital metropolitano ou uma clínica regional, a eficiência da solução atende às necessidades dos provedores de saúde sem exigir muito espaço ou recursos.

Essa capacidade permite que os hospitais se beneficiem de tecnologias de IA de ponta sem precisar de mudanças de infraestrutura em larga escala. Como resultado, a solução da PEAK:AIO é escalável e acessível, trazendo assistência médica avançada orientada por IA para mais pacientes e aprimorando os resultados em todos os níveis.

Solidigm: Inovações pioneiras em tecnologia de armazenamento

A Solidigm fez avanços significativos na tecnologia de armazenamento, particularmente com a introdução de seus SSDs QLC de classe empresarial. Agora em sua quarta geração, os SSDs QLC da Solidigm estão entre os maiores do mercado, oferecendo densidade de armazenamento sem precedentes. A importância da tecnologia QLC está em sua capacidade de armazenar mais bits por célula, traduzindo-se em maiores capacidades e na capacidade de armazenar mais dados ao longo da vida útil do dispositivo. Isso apresenta uma proposta de valor particularmente atraente para setores como o da saúde, onde a geração de dados é contínua e volumosa.

Os SSDs QLC da Solidigm não são apenas sobre capacidade; eles também oferecem uma relação desempenho-por-watt favorável, o que é crucial para data centers que gerenciam cargas de trabalho de IA e ainda mais em cenários de ponta. O equilíbrio entre densidade, desempenho e eficiência torna as soluções da Solidigm particularmente adequadas para aplicações de IA médica, onde a necessidade de processar e armazenar grandes quantidades de dados é constante. Essas unidades foram fundamentais para permitir que a PEAK:AIO desenvolvesse sistemas de armazenamento que atendessem principalmente às necessidades do setor de saúde.

Na Solidigm, estamos focados em expandir os limites da tecnologia de armazenamento para atender às demandas de aplicativos avançados de IA, como o MON.AI. Nossos SSDs QLC oferecem densidade e eficiência de energia inigualáveis, que são essenciais para gerenciar os imensos requisitos de dados em IA de assistência médica. Parceiros como o PEAK:AIO são fundamentais para levar esses recursos ao mercado, permitindo que as instituições aproveitem todo o potencial da IA, garantindo a segurança dos dados, a escalabilidade e a eficiência operacional. Juntos, estamos impulsionando inovações que não estão apenas transformando o armazenamento de dados, mas também revolucionando o atendimento ao paciente. — Greg Matson, vice-presidente sênior de planejamento estratégico e marketing da Solidigm

Realizamos testes e pesquisas extensivas sobre o SolidigmQLC dispositivos. Esses testes intensos e análises profundas fornecem mais informações sobre seu desempenho, resistência e capacidades computacionais.

Como o PEAK:AIO utiliza o Solidigm para enfrentar esses desafios

PEAK:AIO maximiza o uso de drives de alta capacidade da Solidigm, fornecendo o desempenho de um cluster de computação de alto desempenho (HPC) em um único nó 2U. Essa otimização reduz a necessidade de vários nós de armazenamento, reduzindo espaço, energia e custos, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos de alto desempenho para cargas de trabalho de IA. Por exemplo, o desempenho de 160 GB/seg demonstrado em um único nó teria exigido anteriormente oito nós e vários switches para atingir resultados semelhantes.

À medida que os projetos de IA crescem, suas necessidades de armazenamento também se expandem. O PEAK:AIO garante que essas demandas sejam atendidas sem aumentar significativamente o espaço físico ou o consumo de energia. Essa capacidade é essencial para projetos de IA em ambientes com recursos limitados, como pequenos hospitais ou laboratórios de pesquisa, onde a escalabilidade e a flexibilidade são cruciais para operações contínuas.

Com a crescente adoção de IA na área da saúde, a necessidade de retenção e conformidade de dados se torna mais urgente, principalmente quando se consideram as implicações éticas e os riscos de potenciais diagnósticos incorretos de IA. A solução PEAK:ARCHIVE, desenvolvida com a contribuição dos desenvolvedores da MONAI, aborda diretamente essa necessidade ao fornecer um método escalável e eficiente para arquivar dados, garantindo que eles sejam preservados com segurança e permaneçam acessíveis quando necessário.

A colaboração da PEAK:AIO e da Solidigm continua a evoluir, incluindo inovações contínuas, como o uso do cache Single Layer Cell (SLC) no sistema Gen 2 da PEAK:AIO para otimizar o desempenho de gravação, reduzir a amplificação de gravação e fornecer confiabilidade de longo prazo em cargas de trabalho de IA. A parceria oferece soluções de armazenamento personalizadas para aplicativos de IA médica que lidam com a crescente complexidade de dados e a necessidade de escalabilidade sem comprometer o desempenho.

Aprimorando implantações MONAI com Solidigm e PEAK:AIO

Embora o MONAI opere principalmente como uma camada de software em servidores GPU e não esteja diretamente vinculado a soluções de armazenamento, ele (como muitas plataformas de software complexas) depende muito de armazenamento de alto desempenho para funcionar de forma otimizada. Uma analogia útil fornecida pelo PEAK:AIO de ambientes de TI tradicionais seria o Oracle Database, que requer servidores robustos e uma SAN de alto desempenho para operação ideal. Embora a SAN em si não faça parte da oferta do Oracle DB, seu design e infraestrutura são essenciais para garantir o desempenho superior do banco de dados.

Estendendo esse conceito para a parceria entre PEAK:AIO e Solidigm, eles criaram cuidadosamente uma solução para aprimorar as implantações do MONAI, fornecendo armazenamento que não é apenas ajustado para atender aos requisitos intensivos de E/S do MONAI, mas também aborda desafios maiores relacionados à capacidade, consumo de energia e escalabilidade. À medida que os projetos de IA crescem em escala e complexidade, essas soluções de armazenamento se tornam críticas para garantir que o MONAI possa lidar com as vastas quantidades de dados em imagens médicas e cargas de trabalho de saúde orientadas por IA.

A colaboração da PEAK:AIO com a Solidigm permite que as implantações da MONAI superem os obstáculos relacionados ao armazenamento que os projetos de saúde de IA enfrentam. Embora a MONAI em si seja apenas uma das muitas estruturas de IA em que as soluções de armazenamento de alto desempenho da PEAK:AIO agregam valor significativo, ela serve como um excelente estudo de caso de quão bem a integração funciona em uma vertical de IA do mundo real. De muitas maneiras, a MONAI é representativa dos tipos de desafios que a PEAK:AIO aborda regularmente em setores orientados por IA, onde armazenamento eficiente, baixo consumo de energia e escalabilidade são fundamentais para o sucesso.

Sistema de armazenamento PEAK:AIO: recursos em resumo

O sistema de armazenamento PEAK:AIO oferece escalabilidade, desempenho e confiabilidade excepcionais, tornando-o ideal para ambientes de saúde exigentes baseados em IA. As capacidades do sistema variam de 30 TB a 1.4 PB de armazenamento bruto em um chassi 2U padrão, fornecendo flexibilidade que atende às necessidades variáveis ​​de dados de instituições médicas. As unidades estão disponíveis em capacidades de 7.68 TB, 15.36 TB, 30.72 TB e 61.44 TB, oferecendo uma variedade de configurações para atender a diferentes requisitos de carga de trabalho. Além disso, o PEAK:PROTECT oferece suporte a vários níveis de RAID (0, 5, 6, 10) e redundância N+2, garantindo integridade e resiliência de dados.

O desempenho é um recurso de destaque do sistema PEAK:AIO, com capacidades de largura de banda que chegam a 80 GB/seg usando 2 adaptadores CX-7 e 40 GB/seg com adaptadores CX-6. O sistema pode atingir até 160 GB/seg por chassi 2U, escalando o desempenho conforme mais unidades são adicionadas. Esses números de desempenho são impressionantemente atingíveis com um único host, demonstrando a eficiência e a potência do sistema.

Em relação à conectividade, o PEAK:AIO suporta protocolos avançados como NFS3/4 sobre RDMA ou TCP, NVMe-oF sobre RDMA ou TCP e NVIDIA GPUDirect®, garantindo compatibilidade com ambientes de computação de alto desempenho. O sistema faz interface por meio de QSFP6/112 com adaptadores NVIDIA ConnectX-6 ou ConnectX-7, suportando conexões de 200 Gb ou 400 Gb, tornando-o à prova do futuro e pronto para os aplicativos mais exigentes. A configuração recomendada inclui dois adaptadores CX-X, embora o sistema suporte até seis, oferecendo flexibilidade e escalabilidade incomparáveis.

Uso inicial do Solidigm em soluções de armazenamento focadas em IA

A colaboração entre PEAK:AIO e Solidigm começou com um esforço focado na otimização do desempenho de leitura para aplicativos de IA. Durante uma apresentação patrocinada pela SK Hynix com a EMC3, o potencial de usar a tecnologia da Solidigm para soluções de armazenamento específicas de IA foi debatido. Naquela época, a Solidigm estava interessada em alcançar sucesso no setor de IA, e a PEAK:AIO estava posicionada para entregar nessa frente, uma meta que eles continuam a perseguir.

Inicialmente, o foco estava no desenvolvimento de uma solução de arquivo específica para IA que pudesse atender às necessidades em evolução de pesquisas e aplicações orientadas por IA. À medida que os modelos de IA são cada vez mais criados com o conhecimento de sua utilidade a longo prazo, há uma crescente necessidade de capacidade de rastrear decisões e modelos de volta por vários estágios de desenvolvimento. Essa necessidade tem sido particularmente evidente em projetos realizados pelos Centros de IA ou pelos testes do NHS.

Por meio de ampla colaboração com o Professor Sebastien Ourselin, a PEAK:AIO desenvolveu a solução PEAK:ARCHIVE. Esta solução, projetada para lidar com necessidades de arquivamento específicas de IA, está evoluindo para o que será conhecido como PEAK:AUDIT. Quando esses sistemas inteligentes forem mesclados, este novo modelo ajudará a garantir a conformidade com padrões e regulamentações rigorosos de assistência médica.

Avanços com Gen 2 PEAK:AIO QLC

Com base no sucesso da implantação inicial, a PEAK:AIO continuou a refinar suas soluções de armazenamento, particularmente com o desenvolvimento do sistema Gen 2 PEAK:AIO QLC. Embora este projeto não tenha sido divulgado publicamente, houve avanços significativos, particularmente na otimização do caminho de gravação. Isso inclui a integração de um cache SLC, que é mais do que apenas um simples buffer de front-end. Por exemplo, grandes gravações sequenciais podem ser direcionadas diretamente para o QLC. Em contraste, gravações menores e aleatórias são encenadas no SLC, permitindo o tratamento de dados estruturados que reduz a amplificação de gravação e melhora o desempenho geral da gravação.

Embora o sistema Gen 2 ainda não esteja pronto para produção, a tecnologia principal foi licenciada para um provedor de nuvem por mais de dois anos e provou ser estável e eficaz. O foco atual é fazer a transição dessa tecnologia de meramente acelerar o acesso front-end a unidades de disco rígido (HDDs) em ambientes de nuvem para criar um front-end QLC mais dedicado. Essa abordagem operaria na camada de bloco, interceptando gravações enquanto garante que as operações de leitura permaneçam diretas, a menos que os dados residam no SLC. Também há consideração sobre se essa tecnologia poderia ser oferecida como um serviço de nuvem no futuro. No entanto, há obstáculos para a regulamentação da privacidade.

PEAK:AIO: Potencializando IA médica com soluções de armazenamento escaláveis

A PEAK:AIO é especializada em sistemas de armazenamento de alta capacidade otimizados para aplicações médicas de IA. Essas soluções, alimentadas por SSDs Solidigm QLC, oferecem uma combinação equilibrada de capacidade, desempenho e eficiência. Elas são especificamente adaptadas para atender às demandas de dados de instituições de saúde modernas, ao mesmo tempo em que garantem acesso seguro e imediato às informações do paciente.

Projetada com o futuro da IA ​​médica em mente, a plataforma da PEAK:AIO é escalável para acomodar o crescimento exponencial de dados de saúde. Essa escalabilidade garante que, à medida que as cargas de dados aumentam, o sistema mantém desempenho e eficiência consistentes, preparando hospitais e instituições de pesquisa para desafios futuros.

PEAK:Arquivo: Ajustado para dados médicos

A oferta de destaque da PEAK:AIO é a PEAK:ARCHIVE, uma solução projetada especificamente para armazenamento de dados de longo prazo. Enquanto a maioria das soluções de armazenamento foca na recuperação e processamento imediatos de dados, a PEAK:ARCHIVE é ajustada para desempenho de leitura, tornando-a superior para armazenar dados médicos históricos que podem não ser acessados ​​com frequência, mas que ainda assim são críticos.

PEAK: O design do ARCHIVE considera as necessidades exclusivas do campo médico, onde os dados devem ser preservados por anos, se não décadas. Esta solução garante que os dados históricos do paciente sejam armazenados com segurança e possam ser recuperados imediatamente. Integrar os SSDs QLC da Solidigm no PEAK:ARCHIVE equivale a conjuntos de dados maiores onde o desempenho não sofre e a eficiência energética é mantida.

MONAI: O futuro da IA ​​na saúde

MONAI é uma iniciativa de código aberto criada pelo King's College London e outros parceiros, incluindo a NVIDIA. MONAI foi projetada para acelerar o desenvolvimento e a implantação de modelos de IA na área da saúde, particularmente em imagens médicas. Dada a sensibilidade dos dados do paciente e as rígidas regulamentações de privacidade, MONAI garante que os dados não saiam da clínica, abordando uma das preocupações significativas na IA médica.

A estrutura de código aberto da MONAI permite flexibilidade e personalização, permitindo que instituições de saúde adaptem modelos de IA às suas necessidades. A plataforma foi projetada para funcionar perfeitamente com sistemas de saúde existentes e fornece uma infraestrutura robusta para implementar IA em ambientes clínicos. As soluções de armazenamento da PEAK:AIO são otimizadas para a MONAI e garantem que as vastas quantidades de dados exigidas pelos modelos de IA estejam prontamente disponíveis e processadas de forma eficiente.

NVIDIA e MONAI: Uma parceria em inovação

A parceria da NVIDIA com a MONAI integra computação acelerada por GPU, crucial para treinar modelos de IA complexos. A sinergia entre o hardware da NVIDIA e o software da MONAI forma um kit de ferramentas robusto para criar aplicativos de IA para assistência médica. No entanto, a eficiência dessas ferramentas depende muito da infraestrutura de armazenamento subjacente, na qual PEAK:AIO e Solidigm desempenham um papel significativo.

Treinar a próxima geração de modelos de IA – modelos que podem ajudar a fornecer insights para pesquisadores e clínicos – pode ser intensivo em E/S. Mesmo com os avanços na computação acelerada, se os pixels armazenados no disco não puderem ser movidos para a GPU em alta velocidade, todo o processo de treinamento do modelo fica consideravelmente mais lento. Soluções como PEAK:AIO com SSDs Solidigm QLC que se especializam em armazenamento seguro, de alto volume e de nível empresarial conectado usando GPUDirect que pode permitir mais execuções de modelos em menos tempo.” -Brad Genereaux, Global Lead Healthcare Alliances, NVIDIA.

Aproveitar os recursos avançados de armazenamento dos sistemas PEAK:AIO garante que as instituições de saúde possam evitar gargalos de carga de trabalho de IA devido às velocidades de acesso a dados. A colaboração entre PEAK:AIO, MONAI e NVIDIA representa uma abordagem holística para implementar IA na área da saúde, com cada participante trazendo seus pontos fortes para a mesa para resolver problemas complexos.

Benefícios comerciais e melhores resultados para os pacientes

Integrar as soluções de armazenamento da PEAK:AIO com os modelos de IA da MONAI e o hardware da NVIDIA oferece benefícios comerciais significativos para provedores de assistência médica. A capacidade de processar e analisar grandes conjuntos de dados de forma rápida e precisa leva a diagnósticos mais rápidos, planos de tratamento mais personalizados e, finalmente, melhores resultados para os pacientes. Isso pode reduzir o tempo de espera dos pacientes pelos resultados, permitindo uma tomada de decisão mais rápida e inteligente e o início do tratamento em hospitais.

Além disso, a escalabilidade da solução da PEAK:AIO significa que os provedores de saúde podem continuar a expandir seus recursos de IA sem se preocupar com limitações de armazenamento. À medida que a IA se torna mais integrada aos fluxos de trabalho clínicos, a necessidade de armazenamento confiável e escalável só aumentará, tornando as soluções da PEAK:AIO um componente crítico da futura infraestrutura de saúde.

Uma das vantagens mais significativas desta tecnologia é seu potencial para melhorar as experiências dos pacientes. Os hospitais podem fornecer um padrão mais alto de atendimento garantindo que os dados estejam prontamente disponíveis e sejam processados ​​de forma eficiente. Isso melhora a experiência do paciente e contribui para melhores resultados gerais. Com diagnósticos e planejamento de tratamento orientados por IA, os pacientes podem receber o cuidado de que precisam mais rapidamente, com opções de tratamento mais precisas e personalizadas.

“PEAK:AIO tem consistentemente definido o padrão para soluções de armazenamento de IA, impulsionando a inovação em todo o setor. Sua mais recente colaboração com a Solidigm vai ainda mais longe e nos permite oferecer desempenho sem precedentes, superando os desafios mais difíceis do setor — potência, densidade e custo. É uma virada de jogo que permite que nossos clientes alcancem muito mais, com menos custo e em menos espaço.”  - Elan Raja, CEO da Scan Computers

Conclusão

A colaboração entre PEAK:AIO, MONAI e Solidigm marca um avanço significativo na IA médica. Ao combinar tecnologia de armazenamento definida por software de ponta com poderosos modelos e hardware de IA, essas empresas permitem que os provedores de saúde armazenem, processem e analisem com eficiência grandes quantidades de dados. Não se trata apenas de atender às demandas atuais do setor de saúde; trata-se de se preparar para o futuro, onde a IA desempenhará um papel central no atendimento ao paciente.

À medida que os dados de saúde aumentam em volume e complexidade, a necessidade de soluções de armazenamento robustas, escaláveis ​​e eficientes se tornará mais crítica. A abordagem inovadora da PEAK:AIO, apoiada pelos SSDs QLC da Solidigm e pela estrutura de IA da MONAI, garante que as instituições de saúde estejam equipadas para lidar com esses desafios de frente. O resultado é um sistema de saúde mais eficiente que pode oferecer melhores resultados aos pacientes, agora e no futuro.

A colaboração entre esses três líderes da indústria está abrindo caminho para a próxima geração de IA médica. Abordar os desafios de armazenamento inerentes a esse campo permite diagnósticos mais rápidos e precisos, melhor atendimento ao paciente e um futuro mais saudável para todos.

SSDs Solidigm

Este relatório é patrocinado pela Solidigm. Todas as visões e opiniões expressas neste relatório são baseadas em nossa visão imparcial do(s) produto(s) em consideração.

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