ゲノムアライメント

学術研究では、時に産業分野よりも大きなコンピュータの計算能力が必要とされることがあります。FPGAのパワーを体感してもらうために、アルデックとIndian Institute of Science発のベンチャーであるReneLifeは、高速ゲノムアライメントアルゴリズムReneGENEをアルデックのFPGAアクセラレータ「HES-HPC」にインプリメントしました。

 

HES-HPCにAccuRAとして搭載されたReneGENEは、次世代シーケンシング(NGS)プラットフォームからのDNAショートリードのビッグデータマッピングとアライメントを高精度・超高速に実行し、反復領域を含めてすべてのゲノム(百万~十億塩基長)をカバーします。この技術は発見学習手法ではなく、参照ゲノムに対して、1ヌクレオチド単位でDNAリードを正確に整列させます。ゲノミクスが生物医学や治療論を含めて生物学の世界全体に浸透するに従い、ReneGENEが作るゲノムハイウェイは、試料から情報に到達する時間を、正確性を損なわずに削減することに多いに役立ちます。これは救命医療やバイオテクノロジー開発や法医学などの分野では非常に重要なことです。

 

 

genome alignment

  • アルデックのHES-HPCは、1個のGPUを使うOpenCLのGMAccSよりも最大で10倍高速です。
  • アルデックのHES-HPCは、オープンソースのシングルGPU CUDAであるCUSHAWよりも最大で26倍高速です。
  • GMAccSはBFASTなどの標準的な発見学習的アライナーに比べて150倍以上高速ですので、AccuRAは競合よりもさらに数桁のレベルで高速です。
  • HES-HPCはハードウェアカーネルを増やせるようにFPGAリソースを用意しており、1個のFPGAに最多で6カーネルを配置できます。

 

主な機能

  • 完全ストリーミング、マルチスレッド、並列のハードウェア動的プログラミングによって、メモリのボトルネックやストレージの課題を解決
  • ホストの計算負荷やI/O負荷を劇的に削減
  • 最小限の決められた時間内でショートリードマッピングを実現
  • 精度と拡張性の高いSRMソリューション
  • 市場で最速のゲノムアライナー
  • デザイン粒度も何段階も柔軟に変更可能、超並列型のソリューション
  • 数百万から数十億単位までのゲノムサイズまで、データサイズの拡張が可能
  • 最もコストパフォーマンスの高いReneGENE AccuRAReneLifeとアルデックのソリューションは、毎月かかる経費が従来のクラスタの1パーセント以下で、しかもパフォーマンスの向上にかかる時間も節約できます。
  • ReneGENEのアライメント結果は標準フォーマットの.SAMか、またはそれと等価のバイナリ形式.BAMです。世界中のどこの研究所ででも、下流の分析ツールを使って処理が可能です。
  • 主なエンドユーザー
    • NGSのOEM
    • 大手研究機関
    • 医学研究機関、病院
    • 中小の研究機関や診断研究所
    • 法医学
    • 臨床研究者などの個人

 

ソリューション内容

  • ReneGENEソフトウェア
  • HES-HPC上で動作するAccuRAシステム

 

パートナー

ReneLife

ReneLifeはIndian Institute of Scienceの大学ベンチャーとして立ち上げられた、ライフサイエンスのテクノロジーベンチャーです。ReneLifeはハードウェアとソフトウェアの両方を開発できる技術を活用して、最先端の高速化ソリューションを提供することに注力しています。最初に開発したのが独自のコア技術であるReneGENEです。これは次世代シーケンシング(NGS)プラットフォームからのショートリードを超多重並列かつスケーラブルな形で精確に配列する技術です。ReneLife社の目標は、安価で日用品レベルの製品とソリューションを新たに開発して市場に出し、精密医療とターゲット医療のフロンティアを広げることです。

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