Paralel DNA elektroforezi simülasyonunun performansının geliştirilmesi

DNA elektroforezi farklı boyutlardaki DNA parçalarının ayrıştırılması için moleküler genetik alanında kullanılan bir yöntemdir. Biz bu çalışmamızda DNA elektroforez simülasyonu için önerilen kafes modelinin çözümünü hızlandırmak için yeni bir yaklaşım öneriyoruz. Bu yeni yaklaşımda BLR (Block Low-Rank) tekniğini kullanarak paralel hibrit bir çözücünün paralel performansını iyileştirdik. BLR lineer sistemlerin paralel çözümünde kullanılan paket MUMPS (Multifrontal Massively Parallel Solver)'a yeni eklenmiş bir tekniktir. BLR tekniği katsayı matrisinin köşegen dışında bulunan düşük sayısal değere sahip bölümleri için yaklaşık çözümler önererek hem gerekli bellek miktarını hem de çarpanlara ayırma süresini azaltmayı hedeflemektedir. Fakat bu sırada çözümün doğruluğundan taviz verir. Paralel hibrit çözücü olarak lineer sistemlerde matrisi bloklara bölerek ve bölünen blokları farklı işlemcilere çözdürerek çalışan block Cimmino algoritması kullandık. Yaptığımız deneylerde BLR tekniğinin kullanılmasıyla, hem paralel işlemcilerde daha az bellek miktarına ihtiyaç duyulması, hem de matrisin çarpanlarına ayırma sürelerinin önemli oranlarda azaltılması sağlanmıştır. Çözümün doğruluğundaki tavizler belli bir BLR eşik değerine kadar sistemin yakınsamasında bir probleme yol açmamıştır. Dört farklı simülasyon katsayı matrisi üzerinde yaptığımız deneyler, BLR tekniğinin ihtiyaç duyulan bellek kullanımını yüzde 40 ve toplam paralel zamanı yüzde 25 oranında iyileştirdiğini göstermiştir.