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GPU集群BLAST并行调度教程

共计 30 章节
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01
BLAST简介
BLAST算法原理 · 序列比对基础 · BLAST家族（blastn
BLAST简介
02
BLAST使用方法
命令行操作 · 参数详解 · 输入输出格式
BLAST使用方法
03
并行计算基础
并行计算概念 · Flynn分类法 · 共享内存与分布式内存
并行计算基础并行计算概念
04
GPU编程入门
GPU架构简介（CUDA核心 · SM · 显存层次）
GPU编程入门
05
CUDA核心语法
核函数定义 · 线程层次（grid · block
CUDA核心语法
06
CUDA优化基础
内存合并 · 共享内存使用 · 线程束发散
CUDA优化基础
07
BLAST并行化思路
序列分割法 · 数据库分割法 · 查询与数据库混合分割
BLAST并行化思路
08
基于CUDA的BLAST实现
使用CUDA加速Smith-Wate…
CUDABLAST
09
GPU内存优化在BLAST中的应用
合理分配显存 · 使用纹理内存/常量内存加速查询
GPUBLAST
10
多GPU编程
CUDA Stream与并发 · 多GPU间通信（P2P） · 负载均衡策略
GPU编程
11
集群计算基础
集群架构 · 消息传递接口（MPI）简介 · MPI点对点通信
集群计算基础集群架构
12
MPI集体通信
广播 · 散射 · 聚集
MPI集体通信
13
混合并行模型
MPI+OpenMP+CUDA三层并…
混合并行模型MPI+OpenMP+C…
14
作业调度系统
Slurm架构 · 作业提交（sbatch） · 资源分配（--gres=gpu）
作业调度系统Slurm
15
Slurm高级调度
节点独占/共享 · GPU任务绑定 · 作业优先级与分区
Slurm高级调度
16
BLAST数据分片策略
基于序列ID的哈希分片 · 基于长度分布的分片 · 动态分片
BLAST数据分片策略
17
分布式BLAST数据库索引
索引构建（makeblastdb）的… · 分布式索引存储
BLAST分布式
18
BLAST任务分解与调度
主从模式 · 对等模式 · 任务队列（Work Queue）实现
BLAST任务分解
19
负载均衡技术
静态负载均衡（按序列长度排序） · 动态负载均衡（窃取任务）
负载均衡技术静态负载均衡
20
容错与检查点
BLAST任务的检查点保存 · 失败重传机制 · Slurm作业重启
容错检查点
21
性能监控与 profiling
使用NVIDIA Nsight · Intel VTune · Slurm sacct分析BLAST…
profiling性能监控
22
BLAST I/O优化
高速文件系统（Lustre） · 数据预处理（格式化FASTA） · 结果合并
BLASTI/O
23
GPU集群BLAST部署实战
环境配置（CUDA · MPI · BLAST源码编译）
GPUBLAST
24
多节点GPU BLAST案例
输入10万条序列在16节点GPU集群…
GPUBLAST
25
结果验证与正确性
确保GPU加速BLAST结果与单机C… · 调试常见错误
结果验证正确性
26
进阶优化
使用NCCL加速多GPU间通信 · 利用CUDA Graphs减少内核启…
进阶优化NCCL
27
BLAST参数调优
不同数据库大小下的线程数 · 块大小 · 查询长度自适应调整
BLAST参数调优
28
与其他工具集成
将GPU BLAST集成到生物信息… · Nextflow）
其他工具集成GPU
29
成本与能效分析
GPU集群BLAST与CPU集群的功… · 资源利用率优化建议
成本能效分析
30
未来趋势与扩展
GPU集群上的BLAST加速新方向（… · FPGA加速）
未来趋势扩展