Bakgrund: Den maximala känsligheten för lokala anpassningar gör Smith-Waterman algoritmen ett populärt val för proteinsekvens databassökning baserat på parvis anpassning. Emellertid, algoritmen är compute-intensiv på grund av en quadratic tid komplexitet. Motsvarande körtider förstärks ytterligare av den snabba tillväxten av sekvensdatabaser. Resultat: Vi presenterar CUDASW++ 3.0, en snabb Smith-Waterman protein databassökning algoritm, som par CPU och GPU SIMD instruktioner och utför samtidiga CPU och GPU beräkningar. För CPU-beräkningen använder denna algoritm SSE-baserade vektorutförandeenheter som acceleratorer. För GPU-beräkningen har vi för första gången undersökt en GPU SIMD-parallalisering, som använder CUDA PTX SIMD-videoinstruktioner för att få mer dataparallalism utöver SIMT-utförandemodellen. Dessutom är sekvens anpassning arbetsbelastningar automatiskt distribueras över processorer och GPU:er baserat på deras respektive beräkningsfunktioner. Utvärdering på Swiss-Prot-databasen visar att CUDASW++ 3.0 får en prestandaförbättring jämfört med CUDASW++ 2.0 upp till 2,9 och 3,2, med en maximal prestanda på 119,0 och 185,6 GCUPS, på en GPU GeForce GTX 680 och en dual-GPU GeForce GTX 690 grafikkort, respektive. Dessutom har vår algoritm visat betydande speedups över andra högpresterande verktyg: SWIPE och BLAST+. Slutsatser: CUDASW++ 3.0 är skrivet på CUDA C++ och PTX monteringsspråk, med inriktning på GPU:er baserade på Kepler arkitektur. Denna algoritm får betydande speedups över sin föregångare: CUDASW++ 2.0, genom att dra nytta av användningen av CPU och GPU SIMD instruktioner samt samtidig körning på CPUs och GPUs. Källkoden och simulerade data finns tillgängliga på http://cudasw.sourceforge.net.
Den utför samtidiga CPU och GPU beräkningar för att påskynda Smith-Waterman algoritm REF.
CUDASW++ 3.0: accelerating Smith-Waterman protein database search by coupling CPU and GPU SIMD instructions
{'venue': 'BMC Bioinformatics', 'journal': 'BMC Bioinformatics', 'mag_field_of_study': ['Computer Science', 'Medicine']}