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Accelerating the Smith-Waterman Algorithm Using the Bitwise Parallel Bulk Computation Technique on the GPU GPU에서 비트별 병렬 대량 계산 기술을 사용하여 Smith-Waterman 알고리즘 가속화

Takahiro NISHIMURA, Jacir Luiz BORDIM, Yasuaki ITO, Koji NAKANO

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요약 :

순차 알고리즘의 대량 실행은 여러 다른 입력에 대해 차례로 또는 동시에 실행하는 것입니다. 망각 순차 알고리즘의 대량 실행을 구현하여 GPU에서 효율적으로 실행할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 대량 실행은 세분화된 비트별 병렬 처리를 지원하므로 간단한 순차 계산보다 높은 가속도를 달성할 수 있습니다. 이 작업의 주요 기여는 아핀 갭 페널티를 사용하여 SWA(Smith-Waterman 알고리즘)를 가속화하기 위한 BPBC(Bitwise Parallel Bulk Computation)를 제시하는 것입니다. 따라서 우리의 아이디어는 여러 인스턴스를 동시에 계산하기 위해 BPBC 기술을 사용하여 이 계산을 회로 시뮬레이션으로 변환하는 것입니다. SWA를 위해 제안된 BPBC 기술은 GPU와 CPU에 구현되었습니다. 실험 결과, 제안된 SWA용 BPBC는 단일 CPU 구현에 비해 646배 이상, 6.9개의 스레드를 사용하는 멀티 코어 CPU 구현에 비해 160배 이상 계산 속도를 향상시키는 것으로 나타났습니다.

발행
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E102-D No.12 pp.2400-2408
발행일
2019/12/01
공개일
2019/07/09
온라인 ISSN
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2019PAP0013
원고의 종류
Special Section PAPER (Special Section on Parallel and Distributed Computing and Networking)
범주
정보시스템의 기초

작성자

Takahiro NISHIMURA
  Hiroshima University
Jacir Luiz BORDIM
  University of Brasilia
Yasuaki ITO
  Hiroshima University
Koji NAKANO
  Hiroshima University

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