J4 ›› 2011, Vol. 33 ›› Issue (12): 153-158.
夏〓飞,窦〓勇,雷国庆
XIA Fei,DOU Yong,LEI Guoqing
摘要:
ncRNA(非编码RNA)是一类重要的遗传物质,它通过多种机制调控着基因的表达。由于缺少编码RNA基因所具有的典型特征,ncRNA基因的检测成为生物信息学RNA研究领域的热点问题。QRNA是目前该领域最典型使用最广泛的程序之一,但受限于〖WTBX〗O(L〖WTBZ〗3)计算复杂度,传统的软件预测方法并不能满足日常研究的需要。本文基于FPGA平台实现了一种细粒度的并行ncRNA检测算法,利用CPU加FPGA的方案对QRNA程序实现细粒度并行,采用按矩阵列循环划分的任务分配策略实现处理单元间的负载平衡;采用数据预取、滑动窗口和数据传递流水线实现处理单元间的数据重用,减少片外访存开销。在单片FPGA上集成了由8个处理单元构成的计算阵列。实验结果表明,与运行在AMD四核9650处理器上的QRNA2.0.3c程序相比,可获得超过18倍的加速效果,并且FPGA加速器功耗仅为通用微处理器平均功耗的20%。