太初元碁 x 湖南大学 | 首个DNA双链动态基因组语言模型CrossDNA，破译生命基因密码
生命科学正迎来一场由人工智能驱动的深刻变革。从AlphaFold精准预测蛋白质结构，到基因组语言模型（gLM）尝试解读DNA这部蕴藏亿万年进化信息的天书，AI与生物学的融合正在重塑药物发现、精准医疗与合成生物学的边界。然而，挑战也随之而来：算法的飞速进步，正对底层算力提出前所未有的严苛要求。当基因组模型的序列长度从千级扩展到百万级，参数规模从数百万跃升至数十亿，算力已经成为制约生命科学AI落地的最大瓶颈。
太初元碁携手湖南大学完成深度产学研协同攻关，成功在国产AI芯片上研发首个显式建模DNA双链动态交互的基因组语言模型CrossDNA，以800万参数在增强子预测、染色质特征识别、长程基因调控等核心任务上全面超越数十亿乃至百亿参数的同类模型。这一合作不仅验证了太初元碁AI芯片在生命科学计算领域的卓越能力，更标志着“国产算法+国产算力”正在为全球基因组学研究提供一条全新的高效路径。
CrossDNA：打破传统的基因组语言模型
DNA双螺旋是生命信息的核心载体，而现有基因组语言模型仅做单链模拟或静态双链近似，无法还原链间动态交互、物理耦合与调控协同，成为基因研究的核心瓶颈。
CrossDNA首创显式动态双链交互建模范式：
采用双分支架构，模拟DNA双螺旋旋转（Cross-View）：受DNA双链在空间中的动态解旋与旋转启发，模型设计独特的“双链旋转动态输入”计算机制，让模型能够同时“看到”正向链与反向互补链的连续信息流，使模型不再局限于传统DNA单链学习，从而对话DNA双链的完整上下文语义。
显式跨链通信（TokenBridge）：通过轻量级的TokenBridge模块，CrossDNA实现Token级实时交换链间特征，精准捕捉碱基配对与调控信号传递，填补传统模型无跨链通信的空白。
长序列超长记忆（Comba-SWA）：Comba提供带闭环控制的线性循环记忆，学习DNA序列上的长上下文语义；SWA（滑动窗口注意力）捕捉局部依赖，计算复杂度近线性，适配百万碱基级超长基因组序列。
自蒸馏一致性约束（Self-Distillation）：基于 EMA 的教师模型提供稳定监督，保证双链语义等价，有效解决序列方向敏感问题。
成果数据：用百万级参数撬动亿级性能
CrossDNA在810万参数的配置下，在增强子预测、组蛋白标记识别、剪接位点判定等8项核心任务中，其性能达到甚至超越了参数量数十倍乃至上百倍的大模型（如NTv2的5亿参数、DNABERT-2的1.17亿参数）。
在长距离eQTL预测任务中，CrossDNA以810万参数在全部9个组织样本中取得具有竞争力的性能优势，平均AUROC达到0.820，显著优于2.52亿参数的专家模型Enformer。
太初元碁：不止于算力，更是基因组AI创新的深度共建者
作为本次CrossDNA模型研发与落地的核心算力与技术支撑方，太初元碁凭借自研的异构众核架构与全栈技术服务能力，为CrossDNA模型从理论创新到性能验证提供全方位支撑。
在技术创新层面，太初元碁基于多年沉淀的HPC高性能计算工程与高效神经网络架构设计经验，为CrossDNA模型的轻量化突破提供核心技术支撑。针对模型双分支架构、TokenBridge 跨链通信、Comba+SWA 长序列处理等核心特性，太初元碁深度参与算法优化与算力适配，并使用Teco-Triton编译器高效完成核心算子的开发与适配，助力模型以810万轻量级参数，性能匹敌其60倍参数量的千亿级大模型（如NTv2）。
在资源支撑层面，太初元碁提供从底层到应用层的全栈式资源支持，支撑研究团队高效完成基因组大规模预训练、长序列上下文建模等核心研发工作。CrossDNA 模型的性能成果在太初元碁算力平台上得到充分验证，充分证明了太初元碁 AI 芯片在处理高密度计算、高效率模型训练与推理时的卓越能力。
未来展望：从基因组到万物，算力驱动“AI for Science”新时代
DNA的双螺旋在太初元碁AI芯片上高速旋转，生命的奥秘正在以毫秒级的速度被破译——这不是科幻，这是中国算力赋能基础科学的现在进行时。
放眼未来，从DNA到RNA，从蛋白质到代谢通路，从单细胞到组织器官，生命科学的每一个角落都将被AI重新审视。而在这些探索的背后，高性能、高能效、自主可控的AI算力，将成为最核心的战略基础设施。
未来，太初元碁将持续深耕HPC+AI领域，联合更多科研机构与产业伙伴，将算力的触角延伸至AI for Science的前沿，以中国芯，算中国智，破科学题。
