中研院細生所善用 NetApp FAS2720，加速探索動物組織與器官再生密碼

在 2022 年 4 月，由中央研究院細胞與個體生物學研究所（細生所）副研究員陳振輝帶領的實驗室，在「自然」期刊發表論文，揭露180年來人類未知的第三種分裂方式「無合成分裂」（Asynthetic Fission）；斑馬魚的皮膚細胞可直接一變二、二變四，過程中不需合成新的 DNA。此一重大發現，顛覆過往大家認知的「有絲分裂」和「減數分裂」唯二細胞分裂模式。

過去 8 年來，陳振輝老師實驗室皆以斑馬魚作為實驗材料，經基因改造後，針對不同細胞標記不同顏色，以利清晰分辨與追蹤不同細胞的動態行為；再結合影像平台，輔以大尺度、多維度的細胞行為分析及遺傳學方法，系統性解構再生反應的細胞與分子機制。希望藉由不斷研究，解鎖人類組織和器官再生的關鍵密碼。

為使同仁加快研究進程，從斑馬魚身上發現更多的未知生物現象。實驗室於兩年前啟用 NetApp FAS2720 混合式儲存陣列，藉此大幅增強對大量影像資料的讀取與寫入效率。

10G 效能與強大擴展力，解決研究資料管理痛點

陳振輝表示，斑馬魚與人類同為脊椎動物，故可利用牠來研究動物發育與再生過程。為此實驗室發展一套獨門技術，能將細胞變成百餘種不同顏色。得力於前述技術，實驗室開創一個特別機遇，可藉助共軛焦顯微鏡，知道每個細胞行為，乃至一次觀看上千細胞在魚體發育及再生過程中各種動態變化。在研究過程，實驗室人員都會利用顯微鏡拍照，從而產生大量影像數據；通常一篇論文背後涉及的分析數據量體，少則數百 GB、多則 2~3 TB，顯見其長期儲存需求十分殷切，對儲存設備仰賴至鉅。陳振輝坦言，因實驗室主要設備為所費不貲的顯微鏡，受限於預算排擠，初期僅能購置平價直立式 NAS，因而帶來諸多痛點。

例如當早年購買的第一台 NAS 空間不敷使用、需要升級，但之後引進的第二台 NAS 卻形同另一座新個體，無法與前一台串為一體，而且它們皆有「越用越慢」通病。不僅如此，這些 NAS 不具備像 NetApp Snapshot 這般簡單高效的備份機制，以致每次備份耗時甚久，備份過程實驗室人員便無法存取其中資料，限縮作業彈性。此外若人員不慎誤刪資料，只能從「垃圾桶」翻找相關檔案，復原過程繁瑣不便。

故當 2022 年需要再次擴充容量之際，實驗室找來與細生所合作密切的資服夥伴推薦更合適的儲存設備，獲得 NetApp FAS2720 的建議結果。發現其設備本體可裝載 12 顆硬碟，大於前兩座 NAS 的各 8 顆，且就算空間用盡，還能繼續串接擴充櫃、至多 12 櫃與 144 顆硬碟，再不夠也能藉由升級控制器，營造最大 750 顆擴充規模。

足見 FAS2720 擴展性甚強，且可確保既有投資一路沿用不浪費（除非設備EOL），也有利於將多數研究資料集中存放於單一空間，更能加速個別檔案查找效率。更重要的 FAS2720 支援 10G 吞吐效能，是舊有 NAS 1G 速率的 10 倍，加上提供健全的勒索攻擊防範機制，以及優異的資料還原效率。基於眾多優勢條件，驅使陳振輝拍板確定購置 FAS2720。

得力於 IOPS 走高，不再費時排隊等待操作顯微鏡

值得一提，鑒於細生所內曾遭駭客攻擊，故實驗室決定一併強化資安防護。經過資服夥伴協助，利用光纖網路為實驗室打造 10G 封閉網路，除獲得授權共享特定資料的有限對象外，所有外人皆無法存取實驗室內網，有效防範入侵行為。

更進一步，實驗室善用 NetApp 支援的 SVM（Storage Virtual Machine）技術，在內網實現分區實體隔離。縱使有心人士神通廣大潛進網路，實驗室也能將災損限縮在小區域，絕不會擴散成重大災情。

陳振輝指出，部署FAS2720迄今，已為實驗室帶來莫大效益。比方說當同仁拍攝一段時間照片，把累積近 TB 或數百 GB 資料存入操作顯微鏡的電腦工作站，作為分析樣本；待至操作完成，同仁須將資料轉傳至 NAS，才能清出工作站內置磁碟空間，讓下一組實驗人員能使用顯微鏡執行研究。

但在從前，受限於原有 NAS 的 IOPS 欠佳，導致資料轉出歷程長達 0.5~1 小時，這段期間即便顯微鏡進入閒置，也不能被下一組實驗人員使用，故因無謂等待而造成資源浪費，更令許多研究專案進程隨之延宕。反觀今天在 NetApp 環境，等待時間驟減為數分鐘，對實驗室整體生產力的衝擊急遽銳減。

再者現今投稿期刊、同時分享原始資料，已成全球學研界的常態趨勢。所以利用FAS2720單一大磁區收容海量數據，相較於過去分散在 NAS 1、NAS 2… 等不同小系統，更易於調閱目標資料集，迅速滿足資料共享承諾，亦可謂一大效益。

另一方面，NetApp 提供 AutoSupport 即時偵測服務，從後台主動觀測用戶端硬碟健康狀態，一旦發現硬碟損壞，就自動從 NetApp 倉庫寄送正常硬碟至經銷商，再由經銷商協助用戶更換硬碟。使實驗室就算處於假期或夜間，人員無法在第一時間獲知硬碟出狀況，也能避免因硬碟壞軌而釀成資料損毀。

此外過去礙於備份效率差、經常影響同仁工作，只好被迫將備份作業限縮於週末執行，造成 RPO 欲小不易。如今受惠於基於 NetApp Snapshot 快照的高效率、低損耗、排程自動化的備份模式，便於實驗室在上班期間從容執行備份，實現更完整的資料保護效果。

Why NetApp：過去研究員耗用 0.5~1 小時將資料上傳 NAS，才能騰出顯微鏡資源給下一組同仁使用；如今傳輸時間可壓縮為數分鐘

Why Buy：透過 SVM 實現內網分區隔離，將駭客攻擊面積縮到最小

Why Now：以 Snapshot 營造高效率、低損耗、排程自動化的備份機制，大幅降低 RPO

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