基于定制协处理器的基因重测序加速技术研究

作     者：汤文 张春明 谭光明 张佩珩 孙凝晖 Tang Wen;Zhang Chunming;Tan Guangming;Zhang Peiheng;Sun Ninghui

作者机构：中国科学院计算技术研究所高性能计算机研究中心北京100190 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家"九七三"重点基础研究发展计划基金项目(2012CB316502) 

出 版 物：《计算机研究与发展》 (Journal of Computer Research and Development)

年 卷 期：2014年第51卷第9期

页      码：1980-1992页

摘      要：自2008年1月高通量测序技术应用以来,测序的通量和成本都在不断下降.然而基因数据的爆发式增长速度已经超过了摩尔定律,对海量数据的计算处理能力成为制约基因测序应用推广的瓶颈.以基于Hash索引的重测序算法为目标,对计算和访存行为进行分析,从而提出了一个现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)作为协处理器的架构,并在Convey公司的HC-1ex平台上进行了设计与实现.其基本处理单元内部采用全流水的设计及FIFO隔离计算模块和访存模块,可以完整执行重测序算法的核心流程.通过将基本处理单元和访存端口的一对一绑定,在4块Xilinx Virtex-6LX760上实现了64路并行处理流程,总平均读内存带宽可达22.59GBps.与8核Intel Xeon处理器相比,可以提升28.5倍的性能.

主 题 词：高通量测序技术 短序列比对 Hash索引 现场可编程门阵列 异构体系结构 

学科分类：08[工学] 081201[081201] 0812[工学-测绘类] 

核心收录：

D　O　I：10.7544/issn1000-1239.2014.20130987

馆 藏 号：203366403...