FPGAを用いたBLASTアルゴリズムの高速化
スポンサーリンク
概要
- 論文の詳細を見る
Basic Local Alignment Search Tool(BLAST)は最も有名なシーケンスアライメントツールの1つである.シーケンスアライメントとはタンパク質(またはDNA)データベースから検索対象となるタンパク質(またはDNA)配列を列挙することであり,配列どうしの類似部分検索のために使用される.シーケンスアライメントは,生物学上の進化や遺伝子系図を調べるうえで重要であることから,バイオインフォマティクス分野では欠かせない情報である.そのため,従来からハードウェアを用いて,BLASTを高速化する試みがなされてきた.BLASTは前処理,seeding,ungapped extension,gapped extension,traceback処理から構成される.従来のハードウェア化は,gapped extension処理が中心であり,他の部分は,ホストマシン上で処理される形態であった.本論文では,前処理,traceback処理を含むすべてのBLAST処理をハードウェア化し,ホストマシン上のソフトウェア処理との処理速度のアンバランスを解消することによりBLAST全体の高速化を行う.提案回路を廉価なFPGA(Field Programmable Gate Array)に実装した結果,ソフトウェア実装に比べ約790倍の高速化を達成した.また,gapped extension処理とtraceback処理に対してさらなる高速化手法を提案し,840倍以上の高速化を実現した.
- 一般社団法人情報処理学会の論文
- 2014-03-15
著者
関連論文
- B-20-20 Negotiation-based Multi-sink Data Transfer Protocolの評価(B-20.ユビキタス・センサネットワーク,一般セッション)
- B-20-45 無線センサノードの再帰型最尤位置推定法の提案(B-20.ユビキタス・センサネットワーク,一般セッション)
- D-6-2 パイプライン化した3D-DCT処理用ア***ロセッサのFPGA実装(D-6.コンピュータシステムA,一般セッション)
- B-7-31 無線センサネットワークにおける機能代替アルゴリズムの検討(B-7.情報ネットワーク,一般セッション)
- B-20-2 近隣センサノード間で複数のセンシング機能を代替するアルゴリズム(B-20.ユビキタス・センサネットワーク,一般セッション)
- 3次元DCTを効率的に処理するア***ロセッサのFPGA実装(アプリケーション1,FPGA応用及び一般)
- 3次元DCTを効率的に処理するア***ロセッサのFPGA実装(アプリケーション1,FPGA応用及び一般)
- 3次元DCTを効率的に処理するア***ロセッサのFPGA実装(アプリケーション1,FPGA応用及び一般)
- D-6-3 Gibbs Sampling用高速回路の提案(D-6.コンピュータシステムA,一般セッション)
- B-20-1 冗長パケットの削減を図った複数の無線センサノードへの効率的なOTAP手法(B-20.ユビキタス・センサネットワーク,一般セッション)
- BS-5-3 無線センサネットワーク向けマルチシンクデータ転送法の提案(BS-5.データ中心ネットワークアーキテクチャ/Data dissemination技術,シンポジウムセッション)
- RC-004 三次元ア***ロセッサ構造を用いた効率的な3D-DCT計算機構の提案(ハードウェア・アーキテクチャ,査読付き論文)
- 6ZD-7 3次元DCTを効率的に実行するア***ロセッサの提案(ネットワークと専用アーキテクチャ,学生セッション,アーキテクチャ)
- 6ZD-6 高速モチーフ探索回路の提案(ネットワークと専用アーキテクチャ,学生セッション,アーキテクチャ)
- 2U-2 センサネットワークにおけるセンシング機能割り当ておよび効率的データ集約の同時最適化手法の提案(センサネットワークプロトコル,学生セッション,ネットワーク)
- 高速モチーフ探索を目指したGibbs Sampling法のFPGAによる実装(アプリケーション2,FPGA応用及び一般)
- 高速モチーフ探索を目指したGibbs Sampling法のFPGAによる実装(アプリケーション2,FPGA応用及び一般)
- 高速モチーフ探索を目指したGibbs Sampiing法のFPGAによる実装(アプリケーション2,FPGA応用及び一般)
- 高速モチーフ探索を目指したGibbs Sampiing法のFPGAによる実装(アプリケーション2,FPGA応用及び一般)
- B-20-9 Over-The-Air-Programmingを用いた複数センサノードに対する機能変更手法(B-20.ユビキタス・センサネットワーク,一般セッション)
- RapidMatriX : Algebraic Path Problemのための2Dア***ロセッサ(設計手法)
- 2ZA-6 ワイヤレスセンサネットワークにおける実環境を考慮したノード位置推定法(位置情報,学生セッション,ネットワーク)
- FIFOを用いて実現するア***ロセッサのための効率的なデータ入出力機構の提案(高速データ通信と実装)
- FIFOを用いて実現するア***ロセッサのための効率的なデータ入出力機構の提案(高速データ通信と実装,FPGA応用及び一般)
- FIFOを用いて実現するア***ロセッサのための効率的なデータ入出力機構の提案(高速データ通信と実装,FPGA応用及び一般)
- FIFOを用いて実現するア***ロセッサのための効率的なデータ入出力機構の提案(高速データ通信と実装,FPGA応用及び一般)
- 3入力演算器を搭載した2Dア***ロセッサの提案
- D-6-3 BLASTにおけるGapped Extension計算のFPGAよる高速化(D-6.コンピュータシステムA(アーキテクチャ),一般セッション)
- 2次元連続DP(2DCDP)のハードウェア実装による高速化とメモリ使用量の軽減(システムと信号処理及び一般)
- 2次元連続DP(2DCDP)のハードウェア実装による高速化とメモリ使用量の軽減(システムと信号処理及び一般)
- 2次元連続DP(2DCDP)のハードウェア実装により高速化とメモリ使用量の軽減(システムと信号処理及び一般)
- 2次元連続DP(2DCDP)のハードウェア実装による高速化とメモリ使用量の軽減(システムと信号処理及び一般)
- パイプライン化ア***ロセッサによるSmith-Watermanアルゴリズムの高速化(信頼性/プロセッサ/高位設計,物理設計及び一般)
- 大規模かつ多様なデータをリアルタイム解析のための情報基盤
- 室内における赤外線センサを用いた複数人の移動軌跡推定法の提案
- センサノード間の情報管理・共有法の提案
- 大規模センサデータに対する柔軟な管理法の提案
- マルチシンク無線センサネットワークにおける通信の信頼性を考慮したジオメトリックルーティングの提案
- ネットワークセントリックに関連する情報の動的関連づけのための情報基盤
- 特別招待講演 デマンド・アドレッサブル・センサネットワーク : 要求駆動型広域センシングを目指して (通信方式)
- 内部動作を視覚化した教育用MIPSプロセッサシミュレータシステムの開発(計算機システム,システム開発論文)
- 実証実験における情報共有方式がユーザの人間関係へ与える影響
- 実証実験における情報共有方式がユーザの人間関係へ与える影響
- 内部動作を視覚化した教育用MIPSプロセッサシミュレータシステムの開発 (システム開発論文特集)
- 結び目理論によるイベント回遊特性分析 (特集 「人工知能とデータサイエンス」および一般)
- デマンド・アドレッサブル・センサネットワーク : 要求駆動型広域センシングを目指して(特別招待講演,ネットワークプロセッサ,通信のための信号処理,無線LAN/PAN,一般)
- デマンド・アドレッサブル・センサネットワーク : 要求駆動型広域センシングを目指して(特別招待講演,ネットワークプロセッサ,通信のための信号処理,無線LAN/PAN,一般)
- デマンド・アドレッサブル・センサネットワーク : 要求駆動型広域センシングを目指して(特別招待講演,ネットワークプロセッサ,通信のための信号処理,無線LAN/PAN,一般)
- FPGAを用いたBLASTアルゴリズムの高速化
- B-19-22 無線センサノードに対する複数機能の動的割り当て法の検討(B-19.ユビキタス・センサネットワーク)