CAREER: System Support for Scalable, Fast, and Power-Efficient Genome Sequencing
职业:对可扩展、快速且节能的基因组测序的系统支持
基本信息
- 批准号:2143120
- 负责人:
- 金额:$ 52.95万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Continuing Grant
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-01-15 至 2026-12-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Genome sequencing is the key to enhancing public health, optimizing personality medicine, and facilitating viral surveillance. However, the current genome sequencing pipeline lacks full-stack system support and consumes tens or even hundreds of CPU hours, causing delays in treatment, patient deterioration, or even mortality. This project integrates four synergistic research tasks to enable scalable, fast, and power-efficient genome sequencing: (1) This project will create a benchmark suite to identify the performance/power bottlenecks in the pipeline; (2) This project presents a scalable algorithm for the most time-consuming Seed-and-Extension operations in the genome sequencing pipeline; (3) This project will design an ultra-low power processing-in-memory architecture for accelerating intensive operators in the genome sequencing pipeline; (4) This project will develop an automated compilation framework to deploy the genome sequencing pipeline to a CPU/accelerator heterogeneous system. The outcomes of this proposal will lower the barrier to entry for genome sequencing development, equipping the next generation of users, developers, entrepreneurs, and scientists to use genome sequencing, without help from software and hardware experts. The research will inspire future computer systems and computational biology research for specialized genome sequencing pipeline acceleration. This proposal integrates research and education including graduate and undergraduate curriculum development and research mentoring, a high school intern program to enable early learners to use genome sequencing and develop an interest in STEM.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
基因组测序是增强公共卫生,优化人格医学并促进病毒监测的关键。但是,当前的基因组测序管道缺乏全栈系统支持,并且消耗了数十个甚至数百个CPU小时,从而导致治疗,患者恶化甚至死亡率的延迟。该项目集成了四个协同的研究任务,以实现可扩展,快速和功率效率的基因组测序:(1)该项目将创建一个基准套件,以识别管道中的性能/功率瓶颈; (2)该项目为基因组测序管道中最耗时的种子和延伸操作提供了可伸缩算法; (3)该项目将设计一个超低功率处理中的内存架构,用于加速基因组测序管道中的密集操作员; (4)该项目将开发一个自动编译框架,以将基因组测序管道部署到CPU/ACCELERATOR异质系统。该提案的结果将降低基因组测序开发的进入障碍,使下一代用户,开发人员,企业家和科学家在没有软件和硬件专家的帮助的情况下使用基因组测序。该研究将激发专门基因组测序管道加速的未来计算机系统和计算生物学研究。该建议将研究和教育整合在内,包括研究生和本科课程发展和研究指导,这是一项高中实习计划,使早期的学习者能够使用基因组测序并对STEM产生兴趣。该奖项反映了NSF的法定任务,并认为通过使用该基金会的知识分子和更广泛的影响来审查CRITERIA,通过评估来进行评估。
项目成果
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
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