一种用于检测任意阶上位性相互作用的 SIMD 算法
分布式、并行与集群计算
2022-03-03 v1 计算工程、金融与科学
摘要
上位性（epistasis）是指表型结果由两个以上基因座上遗传变异的相互作用决定、且无法归因于各基因座对应效应加和的现象。尽管 William Bateson 提出该概念已逾百年，它仍是活跃的研究课题。定位上位性相互作用是一项计算代价高昂的挑战，涉及分析呈指数增长的组合数。该领域研究者已借助多种硬件架构以加速搜索，但对当前 CPU 指令集中包含的向量指令鲜有关注。本工作将已有的三阶穷举算法扩展至支持任意阶上位性相互作用的搜索，并讨论了使用 Intel AVX Intrinsics 对构成搜索的各函数进行多种 SIMD 实现。使用 GCC 与 Intel 编译器的结果表明，此处提出的 512 位显式向量实现在所有受评估实现中表现最佳。在所测试场景中，相较于算法原始实现，所提 512 位向量化对 GCC 与 Intel 编译器分别平均加速 7 倍与 12 倍。
引用
@article{arxiv.2201.02460,
title = {A SIMD algorithm for the detection of epistatic interactions of any order},
author = {Christian Ponte-Fernández and Jorge González-Domínguez and María J. Martín},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.02460},
year = {2022}
}
备注
Submitted to Future Generation Computer Systems. Codes used are available at https://github.com/UDC-GAC/fiuncho