Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Σχεδιασμός και υλοποίηση ενός FPGA επιταχυντή πάνω σε νέφος για ανασυγκρότηση φυλογενετικών σχέσεων

Bokalidis Anastasios

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Μιά απο τις πιο ενδιαφέρουσες προκλήσεις του 21ου αιώνα, που έχουν να αντιμετωπίσουν οι επιστήμονες είναι η ραγδαία και συνεχόμενη αύξηση των δεδομένων. Πολλοί τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας αντιμετωπίζουν προβλήματα στην διαχείρηση και την επεξεργασία των τεράστιων δεδομένων. ́Ενας απο αυτούς τους είναι η Βιολογία. Η διαδικασία την φυλογεννετικής ανάλυσης των DNA, RNA, πρωτεϊνών και άλλων τύπων φυλεγέννεσης, καταναλώνει αρκετό χρόνο, η οποία μάλιστα παρουσιάζει και μια μη γραμμική αύξηση όσο αυξάνεται ο όγκος των δεδομένων χρήσης. Επιπλεόν δεν είναι μόνο ο χρόνος που απασχολεί τους επιστήμονες αλλά επίσης και τα υπολογιστικά συστήματα που χρειάζονται για τον παραπάνω σκοπό. ́Οχι μόνο οι προσωπικοί υπολογίστες δεν μπορούν να εξαλείψουν το πρόβλημα, αλλά ακομή και οι υπερυπολογιστές μπορούν δεν μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες μπροστά στον υπερόγκο δεδομένων. Οι πρώτοι έχουν επεξεργαστές οι οποίοι δεν μπορούν να ξεπεράσουν ένα κατώφλι επιτάχυνσης και παραλληλισμού των εφαρμογών που θέλουμε, και οι δεύτεροι χρησιμοποιούνται μόνο για ειδικές μελέτες και υπολογισμούς. Σε αυτή την εργασία, γίνεται μια μελέτη πάνω σε έναν αλγόριθμο φυλογεννετικής ανάλυσης, RAxML, ο οποίος βασίζεται πάνω στην μέθοδο της μέγιστης πιθανοφάνειας. Ο σκοπός αυτής της εργασίας είναι να βελτιώσουμε επιταχύνοντας κάποιες συναρτήσεις του RAxML, οι οποίες καταναλώνουν περισσότερο απο το 80% του συνολικού χρόνου εκτέλεσης και ειδικά όταν βρίσκονται υπό επεξεργασία μεγάλα αρχεία δεδομένων. Οπότε, πρώτο βήμα είναι να μελετήσουμε πως συμπεριφέρεται ο RAxML ανάλογα με τα δεδομένα εισόδου και ως δεύτερο βήμα να σχεδιάσουμε και να κατασκευάσουμε επιταχυντές όπου είναι απαραίτητοι για να βελτιώσουμε την απόδοση. Αυτοί οι επιταχυντές σχεδιάζονται ώστε να εγκατασταθούν πάνω σε FPGAs αλλά και σε αντίστοιχες πλατφόρμες νέφους της Amazon. Τέλος, γίνεται μελέτη και σύγκριση των αποτελεσμάτων του αρχικού αλγορίθμου με τους αντίστοιχους επιταχυντές μας και επίσης παρουσιάζεται ένα θεωρητικό μοντέλο για το πως θα ήταν η βέλτιστη συμπεριφορά των επιταχυντών μας και ποιά η βελτίωση που θα πρόσφεραν σε συνολικό επίπεδο στον αλγόριθμο.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες