tailieunhanh - Ứng dụng giải thuật song song trên hệ thống CPU-GPU cho bài toán tìm kiếm Motif

Bài viết Ứng dụng giải thuật song song trên hệ thống CPU-GPU cho bài toán tìm kiếm Motif tập trung tìm hiểu giải thuật Pattern Branching, CUDA và OpenCL, song song giải thuật Pattern Branching trên GPU. Mời các bạn tham khảo. | Kỷ yếu Hội nghị Quốc gia lần thứ VIII về Nghiên cứu cơ bản và ứng dụng Công nghệ thông tin (FAIR); Hà Nội, ngày 9-10/7/2015 DOI: ỨNG DỤNG GIẢI THUẬT SONG SONG TRÊN HỆ THỐNG CPU-GPU CHO BÀI TOÁN TÌM KIẾM MOTIF Nguyễn Tấn An1, Trần Văn Lăng2, Nguyễn Gia Khoa3 1 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông. 2 Viện Cơ học và Tin học ứng dụng, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 3 Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh. nguyenan6391@, langtv@, nguyengiakhoa@ TÓM TẮT - Bài toán tìm kiếm motif trên trình tự ADN là một bài toán phực tạp và mất nhiều thời gian để giải quyết. Đã có rất nhiều thuật toán được đề xuất và giải quyết tốt cho bài toán này, nhưng về vấn đề thời gian vẫn là thách thức lớn. Bên cạnh đó, hiện nay công nghệ tính toán song song trên GPU rất phổ biến, vì vậy thực hiện song song hóa bài toán tìm kiếm motif trên GPU sẽ là giải pháp nhằm cải thiện vấn đề thời gian. CUDA và OpenCL là 2 công nghệ lập trình trên GPU phổ biến nhất hiện nay. Trong bài báo này, chúng tôi tiến hành song song hóa thuật toán Pattern Branching tìm motif trên GPU bằng hai công nghệ CUDA và OpenCL nhằm đánh giá so sánh hiệu suất giữa chúng. Từ khóa - motif ADN, CUDA, OpenCL, song song, sinh tin học. I. GIỚI THIỆU Trong vài thập kỷ qua, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sinh học, một khối lượng lớn dữ liệu sinh học phân tử (gene, protein, genome) đã được thu thập, lưu trữ và chia sẻ tại các ngân hàng dữ liệu thế giới như: GenBank, EMBL, DDBJ, PDB Trong đó bài toán tìm trình tự motif nhằm tìm ra các đoạn trình tự nucleotide hay amino acid phổ biến trong các dãy trình tự DNA, RNA hay protein, bản thân motif đại diện cho chức năng, cấu trúc hoặc thành viên trong họ, từ đó phân tích chúng góp phần xác định tính năng sinh học. Việc đi tìm những mẫu trình tự tương tự hoặc so với những mẫu có sẵn để tìm ra tính năng sinh học của gene giúp ích rất nhiều cho việc nghiên cứu và đưa ra phương pháp chữa trị và ngăn