ゲノム情報学アプリケーションの専用プロセッサ協調型並列処理

用于基因组信息学应用的专用处理器协作并行处理

• 批准号: 13208021
• 负责人: 中西 恒夫
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13208021/
• 关键词: ホモロジ解析; 専用プロセッサ; 並列処理; FPGA; Needleman-Wunsch法; Smith-Waterman法; アフィンギャップ

平成13年度は下記の研究実績が得られた.1.ゲノム情報学アプリケーションの解析:動的計画法を使用するゲノム情報学アプリケーションは多く存在し,またその処理に多くの時間を要することがわかった.2.専用プロセッサの設計・開発:動的計画法をハードウェア的に高速処理するFPGAベースのデータフロー型専用プロセッサを設計し,シミュレーションでその性能を見積もった.アフィンギャップに対応したNeedleman-Wunsch法,Smith-Waterman法を当面の対象アプリケーションとして選択した.その結果,Pentium III1GHz搭載のPCの10倍以上の性能が期待できる反面,PCとのデータ交換のオーバーヘッドが性能向上のボトルネックとなることがわかった.動的計画法をハードウェア実装する際にもっとも簡潔な実装はシストリックアレイ型アーキテクチャを採用することであるが,その場合,動的計画法のアルゴリズム上,ほとんどの演算素子が休眠状態になる.本研究では,複雑にはなるがデータフロー型アーキテクチャを採用することにより,休眠演算素子をなくしてチップ単位面積あたりの性能を高めて高並列処理を実現している.3.専用プロセッサ協調型並列アルゴリズムの研究・開発:動的計画法を適用する大規模な配列を分割し,専用プロセッサにその処理を割り当てる分割方式を開発した.専用プロセッサについてはすでに設計は完了しているが,FPGA搭載PCIボードのPCとのインターフェース部の実装,ならびにデバイスドライバの開発が予想外に手間取り,専用プロセッサの実機での評価は完了していない.

In the 13th year of Pingcheng, I won a lot of money from the next year of study. 1. It is necessary to use the programming method of motion to make sure that there are many problems, and that you need to make sure that you want to make sure that there is a lot of information. 2. Using the design method of the equipment, the high-speed operation of the equipment, the FPGA, the equipment, the performance, the performance, the performance, In the face of the Needleman-Wunsch method, the Smith-Waterman method has been selected. The results show that the performance of Pentium III1GHz is 10 times higher than that of PC, and the performance is expected to be negative. On the contrary, the performance of PC will improve. The method of computer programming is that the element of the calculus is dormant on the computer. The purpose of this study is to analyze the performance of the dormant calculus in this study. in this study, the data of the dormant calculus are analyzed in this study. in this study, the data of the dormant calculus are analyzed in this study. In this paper, we use the method of computer coordination, and list the research and development of the computer program. The dynamic planning method is to use the large-scale model to configure the segmentation method, and to use the segmentation method when the segmentation method is used. After the design of the equipment, the FPGA was equipped with the PCI equipment, the PC equipment was installed, and the equipment was opened to collect the goods from the phone that you want to use.

项目成果

水原 隆道, 中西 恒夫, 福田 晃: "FPGAによるゲノムシーケンス解析専用プロセッサの設計"情処研報. 2001.116. 79-84 (2001)

Takamichi Mizuhara、Tsuneo Nakanishi、Akira Fukuda：“使用 FPGA 进行基因组序列分析的专用处理器的设计”信息中心报告 2001.116 (2001)。