應(yīng)用于蛋白質(zhì)折疊分析的大規(guī)模NoC眾核計(jì)算平臺.pdf

1、蛋白質(zhì)的生化功能對于生物活動的正常進(jìn)行至關(guān)重要。而蛋白質(zhì)的正常功能與其空間構(gòu)型具有密不可分的關(guān)系。但是通過實(shí)驗(yàn)手段測定蛋白質(zhì)的空間構(gòu)型具有時間成本和物質(zhì)成本上的實(shí)際困難。因此利用一定建模手段對蛋白質(zhì)的折疊構(gòu)型做出一定預(yù)測成為了計(jì)算生物學(xué)和生物信息學(xué)中非常重要的課題。然而根據(jù)氨基酸序列對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測的計(jì)算負(fù)載需要強(qiáng)大的計(jì)算平臺例如集群系統(tǒng)來負(fù)荷。為此本文提出了一個用于蛋白質(zhì)折疊分析基于片上網(wǎng)絡(luò)NoC(Networkon chip)

2、的眾核平臺。本文首先分析了將傳統(tǒng)的并行遺傳算法映射到一個基于網(wǎng)狀拓?fù)?Mesh)的眾核平臺上的瓶頸。隨后針對于這一問題從硬件和軟件協(xié)同設(shè)計(jì)的角度進(jìn)行了解決。具體來說，本文首先提出了一種層次化的片上網(wǎng)絡(luò)的眾核平臺，將處理器核劃分成多個獨(dú)立的島嶼，通過定制的島間和島內(nèi)通訊結(jié)構(gòu)組織起來。得益于該平臺的高擴(kuò)展性，本文實(shí)現(xiàn)了100核到1200核的集成仿真，并且完成了一個100核的FPGA的物理實(shí)現(xiàn)并評估了其硬件開銷和功耗。同時本文還提出了一種遺傳