As advances in Next-Generation Sequencing have made genome sequence data generation faster and cheaper, the acceleration of genome sequence mapping to the reference genome becomes an increasingly important problem. Much effort has been made to improve the performance of the sequence mapping process. In this paper, we propose BWA-MEM-SCALE which offers software-based acceleration techniques that fully utilize system resources to speed up genome sequence mapping. BWA-MEM-SCALE has two optimization mechanisms that exploit the system memory resource; Exact Match Filter (EMF) finds the input reads that match in full-length to the reference genome so that the expensive mapping process is bypassed for those reads. FM-index Accelerator (FMA) skips the prefix of sequences in seed matching with pre-assembled data. Moreover, we fully utilize the CPU cores in the system by carefully pipelining the mapping process and using in-memory index store. We implement the proposed mechanisms on BWA-MEM2 which is the state-of-the-art sequence mapping software. The evaluation shows that BWA-MEM-SCALE achieves substantial speedup compared to BWA-MEM2 when the system has a sufficient amount of resources. For example, with additional 104GB of memory, BWA-MEM-SCALE gives up to 3.32X speedup over BWA-MEM2. Because we support partially deploying the acceleration techniques, BWA-MEM-SCALE speeds up the mapping performance in proportion to the available system resource. Source-code: https://github.com/etri/bwa-mem-scale
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<출처표시방법 안내> 작성자, 저작물명, 출처, 권호, 출판년도, 이용조건 [예시1] 김진미 외, "매니코어 기반 고성능 컴퓨팅을 지원하는 경량커널 동향", 전자통신동향분석, 32권 4호, 2017, 공공누리 제4유형 [예시2] 심진보 외, "제4차 산업 혁명과 ICT - 제4차 산업 혁명 선도를 위한 IDX 추진 전략", ETRI Insight, 2017, 공공누리 제 4유형
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