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基于FPGA协处理器的BWA比对算法研究

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进入二十一世纪,新一代测序技术得到发展及应用,促使以基因测序及分析为基础手段的分子生物学得到快速发展及应用.这类研究和应用催生出海量基因数据,其基因测序数据总量以近似指数方式增长,其增长速度远超摩尔定律.目前大部分基因处理与分析的软件包都是针对通用处理器计算平台开发及优化的,通常基因数据处理的特点是需处理海量短数据,待处理数据的局部性差、单位数据处理的计算密度低.上述特点会造成基因处理分析的核心算法在通用处理器上的运行效率不高.本文尝试利用CPU+FPGA组成的可重构计算平台,将BWA从CPU映射到FPGA实现异构加速.主要工作如下:(1)利用可重构平台上的OpenCL流程及工具,将热点函数作为核函数设计了核函数的接口部分和序列比对算法中seed部分在可重构系统上的工作流程,完成算法的移植.(2)从增大并行度和优化缓存对计数函数bwt_2ooc4和查询函数bwt_sa两个核函数进行优化.大数据卡可重构平台上相对于X86S2600WTTR2.4Ghz Xeon单线程获得11.8倍的加速.

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来源
《2017年全国高性能计算学术年会》|2017年|219-226|共8页
会议地点合肥
作者
Wang Shuo; 王硕; Ye Lin; 叶琳; Shen Hua; 沈华; Tan Guangming; 谭光明;
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作者单位

中国计算机学会;

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会议组织
正文语种
原文格式 PDF
中图分类 TP311.131;
关键词
数据处理; 序列比对算法; 协处理器; 现场可编程门阵列; BWA软件;
入库时间 2022-08-17 10:13:02

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