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生物信息处理专用计算机研制成功


http://www.sina.com.cn 2005年10月10日 15:51 科学时报

  本报北京10月9日讯(记者 郑金武)记者近日从中科院计算所获悉,由中科院北京基因组研究所和计算所牵头承担的中科院知识创新工程项目“生物信息处理专用计算机与算法研究”,历经两年多的攻关已经圆满完成研制任务。2005年9月,该项目通过了由中科院生物局和高技术局组织的专家验收。

  据介绍,该项目设计开发的“曙光4000H”,是面向生物信息处理的专用计算机,主
要针对基因学算法数据量大、并行度高、运算类型单一、重复性较强等生物信息学的计算特点,通过设计特殊的体系结构和并行算法,研究序列联配等算法的硬件实现技术和研究专用数据处理硬件系统的设计技术来实现的。该专用计算机一方面采用通用CPU加专用FPGA的技术路线,以相对较低的硬件成本,达到4万亿次的处理能力;另一方面,针对生物信息学的新问题,综合利用图论、统计分析、机器学习、组合数学等数学领域的理论和方法,设计新的算法,同时完成相应的软件包,使之能在生物专用机上高效运行,为生物信息学的发展做出新的贡献。

  据了解,曙光4000H生物信息处理专用计算机,其系统包括通用处理器90个,生物专用硬件加速卡10块,内存总容量为137GB,磁盘总容量为2.3TB,由双千兆以太网互连,通用部分峰值浮点运算速度为每秒5040亿次,其技术指标达到了项目任务书的要求。

  目前,项目组开发的全基因组拼接软件包RepS、序列比对软件包STE-Blast、蛋白质质谱数据分析软件包PI、基因相互作用网络分析软件包PIN、基因预测软件包BGF,已成功应用于水稻基因组精细图、家蚕框架图等大型基因组的组装工作。

  在认真听取验收报告后,验收专家组认为,该项目全面完成了任务书规定的各项指标,培养了一支熟悉生物信息算法分析和软件设计、计算机专用加速硬件技术的跨专业研究开发队伍,研制了生物信息专用计算机,设计开发了一批新的算法和软件,形成了一批具有自主

知识产权的核心技术和原型产品。验收专家组建议中科院在新系统的开发与算法的研究等方面继续加大支持力度。

  到目前为止,该项目申请并被受理的国家发明专利3项、获得授权国家发明专利1项、取得软件登记证书4项,发表SCI、EI收录学术论文32篇。

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