MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Figueirêdo Júnior, Marco Antônio Caldas de
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio.unb.br/handle/10482/19439
http://dx.doi.org/10.26512/2015.08.D.19439
Resumo: Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015.
id UNB_53119928c2c967799993fe4c4ce223b6
oai_identifier_str oai:repositorio.unb.br:10482/19439
network_acronym_str UNB
network_name_str Repositório Institucional da UnB
repository_id_str
spelling MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPUProgramação paralela (Computação)Sequenciamento genômicoUnidades de Processamento Gráfico (GPUs)Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015.A comparação de sequências biológicas é uma tarefa importante executada com frequência na análise genética de organismos. Algoritmos que realizam este procedimento utilizando um método exato possuem complexidade quadrática de tempo, demandando alto poder computacional e uso de técnicas de paralelização. Muitas soluções têm sido propostas para tratar este problema em GPUs, mas a maioria delas são implementadas em CUDA, restringindo sua execução a GPUs NVidia. Neste trabalho, propomos e avaliamos o MASA-OpenCL, solução desenvolvida em OpenCL capaz de executar a comparação paralela de sequências biológicas em plataformas heterogêneas de computação. O MASA-OpenCL foi testado em diferentes modelos de CPUs e GPUs, avaliando pares de sequências de DNA cujos tamanhos variam entre 10 KBP (milhares de pares de bases) e 47 MBP (milhões de pares de bases), com desempenho superior a outras soluções existentes baseadas em CUDA. A solução obteve um máximo de 179,2 GCUPS (bilhões de células atualizadas por segundo) em uma GPU AMD R9 280X. Até onde temos conhecimento, esta é única solução implementada em OpenCL que realiza a comparação de sequências longas de DNA, e o desempenho alcançado é, até o momento, o melhor já obtido com uma única GPU.The comparison of biological sequences is an important task performed frequently in the genetic analysis of organisms. Algorithms that perform biological comparison using an exact method require quadratic time complexity, demanding high computational power and use of parallelization techniques. Many solutions have been proposed to address this problem on GPUs, but most of them are implemented in CUDA, restricting its execution to NVidia GPUs. In this work, we propose and evaluate MASA-OpenCL, which is developed in OpenCL and capable of performing parallel comparison of biological sequences in heterogeneous computing platforms. The application was tested in different families of CPUs and GPUs, evaluating pairs of DNA sequences whose sizes range between 10 KBP (thousands of base pairs) and 47 MBP (millions of base pairs) with superior performance to other existing solutions based on CUDA. Our solution achieved a maximum of 179.2 GCUPS (billions of cells updated per second) on an AMD R9 280X GPU. As far as we know, this is the only solution implemented in OpenCL that performs long DNA sequence comparison, and the achieved performance is, so far, the best ever obtained on a single GPU.Instituto de Ciências Exatas (IE)Departamento de Ciência da Computação (IE CIC)Programa de Pós-Graduação em InformáticaMelo, Alba Cristina Magalhães Alves deFigueirêdo Júnior, Marco Antônio Caldas de2016-02-04T15:56:38Z2016-02-04T15:56:38Z2016-02-042015-08-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfFIGUEIRÊDO JÚNIOR, Marco Antônio Caldas de. MASA-OpenCL: comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU. 2015. x, 77 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.http://repositorio.unb.br/handle/10482/19439http://dx.doi.org/10.26512/2015.08.D.19439A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-03-14T15:40:52Zoai:repositorio.unb.br:10482/19439Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-03-14T15:40:52Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
dc.title.none.fl_str_mv MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
title MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
spellingShingle MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
Figueirêdo Júnior, Marco Antônio Caldas de
Programação paralela (Computação)
Sequenciamento genômico
Unidades de Processamento Gráfico (GPUs)
title_short MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
title_full MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
title_fullStr MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
title_full_unstemmed MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
title_sort MASA-OpenCL : comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU
author Figueirêdo Júnior, Marco Antônio Caldas de
author_facet Figueirêdo Júnior, Marco Antônio Caldas de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Melo, Alba Cristina Magalhães Alves de
dc.contributor.author.fl_str_mv Figueirêdo Júnior, Marco Antônio Caldas de
dc.subject.por.fl_str_mv Programação paralela (Computação)
Sequenciamento genômico
Unidades de Processamento Gráfico (GPUs)
topic Programação paralela (Computação)
Sequenciamento genômico
Unidades de Processamento Gráfico (GPUs)
description Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015.
publishDate 2015
dc.date.none.fl_str_mv 2015-08-05
2016-02-04T15:56:38Z
2016-02-04T15:56:38Z
2016-02-04
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv FIGUEIRÊDO JÚNIOR, Marco Antônio Caldas de. MASA-OpenCL: comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU. 2015. x, 77 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
http://repositorio.unb.br/handle/10482/19439
http://dx.doi.org/10.26512/2015.08.D.19439
identifier_str_mv FIGUEIRÊDO JÚNIOR, Marco Antônio Caldas de. MASA-OpenCL: comparação paralela de sequências biológicas longas em GPU. 2015. x, 77 f., il. Dissertação (Mestrado em Informática)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
url http://repositorio.unb.br/handle/10482/19439
http://dx.doi.org/10.26512/2015.08.D.19439
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UnB
instname:Universidade de Brasília (UnB)
instacron:UNB
instname_str Universidade de Brasília (UnB)
instacron_str UNB
institution UNB
reponame_str Repositório Institucional da UnB
collection Repositório Institucional da UnB
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)
repository.mail.fl_str_mv repositorio@unb.br
_version_ 1814508192492683264

Registros relacionados