基于GPU的序列比对算法的比对结果处理方法

摘要

本发明公开了一种基于GPU的序列比对算法的比对结果处理方法，包括：初始化GPU的块大小为Bs，并确定线程数量为N，用户输入的待查询序列Q的长度为qlen，GPU在共享内存中建立分值缓冲区score[Bs]和比对结果缓冲区val[Bs*17][2]，GPU初始化线程号为tid，score[]为零，val[][]为零，缓冲器标记p＝1，段计数器s＝0，线程号tid小于线程数量N的所有线程在纹理内存中查找相应的数据库序列，并将数据库序列的序列号sid设置为线程号tid，设置计数器i＝0，每个线程分别取出相应数据库序列中的第i个字符，设置计数器j＝s，每个线程分别取出待查询序列Q中的第j个字符。本发明能实现Smith-Waterman算法快速打分，且能高效直观地写回比对结果，从而为回溯部分获取最佳匹配片段提供分值矩阵。

主权项

一种基于GPU的序列比对算法的比对结果处理方法，包括以下步骤：初始化GPU的块大小为Bs，并确定线程数量为N，用户输入的待查询序列Q的长度为qlen；GPU在共享内存中建立分值缓冲区score[Bs]和比对结果缓冲区val[Bs*17][2]；GPU初始化线程号为tid，score[]为零，val[][]为零，缓冲器标记p＝1，段计数器s＝0；线程号tid小于线程数量N的所有线程在纹理内存中查找相应的数据库序列，并将数据库序列的序列号sid设置为线程号tid；设置计数器i＝0；每个线程分别取出相应数据库序列中的第i个字符；设置计数器j＝s；每个线程分别取出待查询序列Q中的第j个字符；每个线程根据Smith‑Waterman算法对相应数据库序列中的第i个字符和待查询序列Q中的第j个字符进行计算，以得到val[][p]；每个线程分别求score[tid]和val[][p]两者的最大值，并用最大值替换score[tid]；判断j是否大于或等于s+15或qlen；如果j大于或等于s+15或qlen，则设置计数器m＝0；线程数量N中的每16个线程将val[m*16][p]到val[m*16+15][p]的16个元素联合写回GPU显存，完成一次联合写回；判断m是否大于或等于15；如果m大于或等于15，则每个线程分别判断相应数据库序列是否已没有字符；如果线程相应数据库序列已没有字符，则判断qlen是否小于或等于16；如果qlen小于或等于16，则每个线程分别将score[tid]写回GPU显存。