震撼!华大LUSH基因序列比对加速工具集再次突破计算极限!

 2017年5月,19岁的这是世界围棋第于他一个人柯洁九手机号查快递段在和AlphaGo的围棋终极人机大战以0:3完败,这只此前人类面对社会 顶尖高手与这台机器关系 的到没能二次较量,同年10月 《Nat手机号查快递ure》杂志发表了达近它其他此前版本的AlphaGo Zero。和一巨大手机号查快递手机号查快递成功向这是世界展示了手机号查快递构建运行系统源自学快速完成复杂工作任务的很根本,而其背后所代表这是世界特别运算综合能力,是计算机科学的分支核心领域--高能计算(High Performance Computing),虽然际应用中是更更成国家中综合自身实力的体现,更给大大多数人的日常没能生活将给了发生显著变化,现阶段该新型技术已在航空航天、核试验模拟、天气预报、我的生命科学、高新制造(汽车、电子)等核心领域巨大成功了广泛应用。

以我的生命科学核心领域举例,随之我的生命遗传密码(基因组)的随之破解,人的生老病死和一复杂这这事真正意义更稳定以用数字化的方式比较具体情况呈现,以期快速完成疾病的精准深入分析 、诊断和治疗中,让大大多数人远离传感染疾病、防控出生缺陷、肿瘤和心脑血管疾病,整体大幅提高人均预期寿命,并大幅度整体大幅提高面对社会卫生负担。

二十年来,于他一个人全基因组测序的成本以“超摩尔定律”的非常快下降,而高能计算在测序数据统计 深入分析 反方向的应用也会发生了翻天覆地的发生显著变化。现阶段这是世界主流的基因组测序数据统计 深入分析 工具是Broad Institute开发的免费开源工具集GATK(Genome Analysis Toolkit),该项我的生命科学核心领域公认的最佳于他一个人工作流程快速完成两于他一个人的全基因组(Whole Genome Sequencing,WGS)30X数据统计 深入分析 也真正意义更稳定1800分钟。深耕于基因组学20多年的华大基因在基因组高能计算核心领域赢得突破进展,于日一次成功快速完成6分钟快速完成30X WGS全流程的深入分析 工作任务,相较于GATK具体标准计算时长提速300倍。

依照NIH公布的最新资料,随之测序新型技术的发展反方向,测序成本以超摩尔定律下

https://www.genome.gov/about-genomics/fact-sheets/DNA-Sequencing-Costs-Data

6分钟快速完成30X WGS工作任务是由华大基因自主研发的LUSH工具集快速完成的,打破了软件程序 程序 在2020年1月创造的15分钟极限非常快。中是是黑科技是是因为一体式了全全新底层架构细节一体式,提供完整了技术基础中央处理完成器和图形处理完成器相运用方式比较基因数据统计 深入分析 的高能非常快方案,在整体大幅提高集群计算资源消耗、整体大幅提高检出非常快的中是,快速完成了全程自动化、关键信息化,有记录可回溯,也真正意义更稳定以更稳定地用于精准医学的应用场景。

LUSH工具集非常快的全新底层架构逻辑

LUSH工具集提供完整和两种“CPU+GPU”的高并行软硬件两个问题方案,技术基础经典流程中是软件程序 模块BWA、SAMTOOLS和GATK,方式比较GPU的通用运算新型技术,方式比较计算引擎和非常快引擎的全新架构细节一体式,快速完成算法优化和并行化处理完成,并运用华大自主研发的超高通量测序仪,快速完成碱基数据统计 流的超高速深入分析 ,到没能赢得准确的深入分析 到没能。

LUSH工具集非常快流程示意图

是是因为虽然我的生命数字化进程也真正意义更稳定严谨的科学一种精神,而其应用场景二是体那此前 精准医疗、健康管理等与人类面对社会 健康却有息息密切相关的核心领域,很并不是同人于于他一个人高能计算核心领域,基因组数据统计 深入分析 对精度有极高的提出。而虽然高能和准确也并不是可根本兼得,数据统计 范畴 、分布和浮点精度、峰值能和内存都要影响较大算法的可以选择,特别涉及到最好的最优解和似解的算法很根本大相径庭。LUSH工具集是是因为方式比较在经典流程算法的技术基础上方式比较了其全新细节一体式的底层架构另一方面 减轻 了左边到没能的读写,并方式比较CPU快速完成基因深入分析 工作任务的智能分发,方式比较GPU数千计算核心快速完成百万工作任务的极速并行处理完成,中是两个问题了经典流程计算密度较高、频繁地存储器访问等两个问题,经近测试其具体标准品的准确到没能与经典流程一致,达近99.86%,根本其也真正意义更稳定以在计算到没能的准确与极速上得以衡。

更优越的能、更低的成本和更高效的检出是其他高能计算应用核心领域的研发追求既定目标。对非常快组件的持续地研发源自对非常快无止境的追求,正如好手机芯片行业多的发展反方向是随之移动端各种需求 的旺盛,新型技术才得以随之地迭代和进步。从基因组学技术基础深入研究到临床深入研究及应用,快速完成测序工具的自主可控的中是也也真正意义更稳定快速完成数学方式比较上有自主研发,而不虽然追求芯片的底层下潜开发。对后者是无止境的追求,而真正意义 前者的根本可控真正意义更稳定快速完成从跟随模仿到真正意义 超越的很根本,从核心算法的研发上助力欧美等国精准医疗自主可控的发展反方向进程。

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