Estratégias de Otimização em GPU para Análise de Sequências Biológicas - Aquino, Samuel Benjoino Ferraz (2012)
Uma importante tarefa na área de Bioinformática é comparar uma sequência em relação a uma família de sequências e, dependendo do resultado obtido, incluir essa sequência na família em questão. HMMer [17, 18] é um conjunto de ferramentas bastante utilizado para realizar essa tarefa e aplica um algoritmo denominado algoritmo de Viterbi. Existem implementações do HMMer buscando ganhos de desempenho nas mais variadas plataformas. Entretanto, o tamanho das bases de sequências biológicas vem crescendo muito nos últimos anos, fazendo com que a comparação de sequências utilizando essas bases de dados se torne cada vez mais custosa em termos de tempo de processamento. Poucas implementações utilizam como plataforma de execução a GPU e avaliam esse dispositivo, que possui grande capacidade computacional e evoluiu muito nos últimos anos. Assim, este trabalho apresenta o desenvolvimento de soluções em GPU para o algoritmo de Viterbi aplicado à análise de sequências biológicas e avalia as maneiras mais eficientes de utilizar os recursos disponíveis nessa plataforma. O acelerador proposto alcança um ótimo desempenho, com speedup médio de 48,82 e máximo de 102,83, em relação ao HMMer2 executado em um computador convencional. O desempenho obtido também é superior ao alcançado por outros aceleradores em GPU descritos na literatura.