MICA：充分利用Intel集成众核架构（MIC）的快速短读比对器
分布式、并行与集群计算
2014-02-21 v1 计算工程、金融与科学
基因组学
摘要
背景：短读比对器最近通过利用GPU的大规模并行性获得了大量速度。GPU的一个新兴替代品是Intel MIC；像天河二号这样的超级计算机，目前位居TOP500榜首，配备了48,000块MIC板，提供约55 PFLOPS。MIC的类CPU架构使得基于CPU的软件易于并行化；然而，性能通常不如GPU对应产品，因为一块MIC板仅包含约60个核心（而一块GPU板通常有超过一千个核心）。结果：为了更好地利用支持MIC的计算机进行NGS数据分析，我们开发了一种新的短读比对器MICA，它针对MIC的限制以及每个MIC核心内部的额外并行性进行了优化。比对150bp双端读数的实验表明，使用一块MIC板的MICA比BWA-MEM（使用顶级CPU的6个核心）快4.9倍，并且略快于SOAP3-dp（使用GPU）。此外，MICA的简单性允许在节点中使用多块MIC板时实现高效的扩展（3块卡比BWA-MEM快14.1倍）。总结：MICA可以很容易地被支持MIC的超级计算机用于生产目的。我们已经在天河二号上使用90个WGS样本（17.47 Tera碱基）测试了MICA，可以在不到400个节点的一小时内完成比对。尽管当前的MIC仍处于开发的初始阶段（下一代MIC已宣布将于2014年底发布），MICA仍具有令人印象深刻的性能。
引用
@article{arxiv.1402.4876,
title = {MICA: A fast short-read aligner that takes full advantage of Intel Many Integrated Core Architecture (MIC)},
author = {Sze-Hang Chan and Jeanno Cheung and Edward Wu and Heng Wang and Chi-Man Liu and Xiaoqian Zhu and Shaoliang Peng and Ruibang Luo and Tak-Wah Lam},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.4876},
year = {2014}
}
备注
2 pages, 1 figure, 2 tables, submitted to Bioinformatics as an application note