华大基因採用NVIDIATeslaGPU克服巨量DNA资料难题

全球最大基因体研究机构运用GPU投入研发工作开闢一个可负担的个人化医学全新世代

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2011-12-1415:42上传

NVIDIA(辉达)今天于其亚洲GPU技术大会中宣布，全球最大基因体研究机构华大基因採用NVIDIA®Tesla™GPU建置的伺服器农场(serverfarm)大幅缩短基因分析工作所需的时间，将原先需时大约四天的大批量NDA定序资料分析时间锐减至六小时。
这种可负担的加速运算方法，对建置基因分子的化学构成物之发现提供了长足深远的贡献，并成为基因体产业达成1,000美元基因组目标的关键。若业界能成功达成这项目标，基因体则可用作临床诊断试验，并成为病患护理的实际作法。
华大基因高效能运算部门主管王丙强表示：「我们正被高流量定序系统每天产出巨量的基因组资料淹没了。幸好，我们的基因组分析应用程式具备GPU加速功能，可让公司的科学家获得强大的效能，可以用空前快速的方法分析资料，并深入了解细菌、植物以及人类的基因奥秘。这种做法可为研究人员及专业医疗人员提供能够找出有效且具经济效益的个人化医学和治疗方法。」
华大基因的研究人员与合作伙伴已开发了三款可由NVIDIATeslaGPU加速的基因组资料分析应用程式：
-SOAP3对比应用程式—可让定序仪产生的基因短序列与现有的参考基因组序列进行对比。SOAP3经过GPU加速后，可以数十秒内读取一百万短序列片段的速度找出三项不匹配的比对；相较于没有GPU加速功能的情况下，这个过程需要耗时数十分钟。这意谓着，独立基因组的定序和组列与那些先前定序的基因组之对比可用更快的速度执行，因而可了解未来疾病的潜在状况和治疗方法。
-GSNP(SNP侦测)—这是一个广泛使用的SOAPsnp软体应用程式之GPU加速版。这款软体可侦测基因组中DNA的单核苷酸多型性(SNP)之各种变化。这些DNASNP的变化可用作研究个人产生疾病的不同原因，以及他们对细菌、病毒和药物的反应。
-GAMA(高解析度基因定型分析工具)—可找出特定基因变种的分布情况或频率，例如一组基因中的眼睛颜色或摄护腺癌的倾向。
NVIDIA(辉达)Tesla事业部经理SumitGupta表示：「运用更容易、更快和更经济的DNA资料分析技术，是唯一可让科学界实现1,000美元基因组里程碑的方法。GPU运算让研究人员可在他们各种科学应用中达到空前的速度提升，有助于他们为所有类型的重大研究降低成本和複杂度。」
从植物、大肠桿菌到大熊猫，华大基因对各种生命形态的基因组定序作出突破性的成果，开发更好的药物、改善医疗，以及开发各种基因改良的食物。华大基因在基因定序的产出预计将超过相当于每年70万个人类基因组。相较于最初需用13年时间才完成单一基因组的定序，GPU加速为基因研究与发展的进度带来大幅的提升。
TeslaGPU是採用NVIDIACUDA®平行运算架构的密集式平行运算加速器。应用程式开发人员可运用CUDAC、CUDAC++和CUDAFortran等程式语言或使用简单易用的指令式编译器即可为其应用程式加快运算速度。
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