Σχεδίαση Αρχιτεκτονικής SoC για τον NRM-SSA

Abstract

Στο Παραδοτέο 1.1 έχει περιγραφεί η σχεδίαση και υλοποίηση συστήματος στοχαστικής προσομοίωσης βασιζόμενο στον αλγόριθμο First Reaction Method (FRM) του Gillespie. Η παράλληλη και πολυπύρηνη αρχιτεκτονική που ενσωματώνει, η δυνατότητα παραμετροποίησης των πυρήνων, καθώς και η άκρως ικανοποιητική απόδοσή τους, ανέδειξαν τα πλεονεκτήματα και τη σπουδαιότητα της χρήσης υλικού ειδικού σκοπού για εφαρμογές στοχαστικής προσομοίωσης βιολογικών δικτύων με τη χρήση FPGAs. Το παρόν παραδοτέο επικεντρώνεται στην ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου υπολογιστικού συστήματος στοχαστικής προσομοίωσης βασιζόμενο στον αλγόριθμο Next Reaction Method (NRM) των Gibson και Bruck [17]. Σκοπός μας ήταν να επαναχρησιμοποιήσουμε μέρος του συστήματος που έχει ήδη σχεδιαστεί για τον FRM–SSA, ώστε να ελαχιστοποιηθεί ο χρόνος σχεδίασης, και να οδηγηθούμε σε μια αποδοτική λύση εφαρμόζοντας τεχνικές πλήρους σωλήνωσης (pipeline), παράλληλης επεξεργασίας (parallel processing) και απόκρυψης της καθυστέρησης (latency hiding) σε επίπεδο υλικού. Εν τέλει, μετά την ολοκλήρωση και την επικύρωση των δύο συστημάτων, σκοπεύουμε να συγκρίνουμε τις δύο αρχιτεκτονικές υλοποιήσεις τόσο ως προς την αποδοτικότητα, επιδόσεις και απαιτήσεις υλικού, όσο και ως προς τον βαθμό στατιστικής ομοιότητας που παρουσιάζουν τα αποτελέσματά τους εκτελώντας τα ίδια πειράματα κάτω από τις ίδιες συνθήκες (Παραδοτέο 1.3).