NVIDIA Tesla GPU 加速運算平台揭開人類基因組的神秘面紗

　　皮膚細胞、肺部細胞或是肌肉細胞裡的基因，要如何開啟它們所需的功能呢？研究人員在 NVIDIA Tesla GPU 的輔助下，使用 GPU 加速器的 Tesla 加速運算平台及相關軟體，揭開了基因組的神秘面紗。

　　每個人及地球上所有生物發展身體各項機能所需的資訊，全都蘊藏在我們的基因組裡。基因「說明書」裡約有 30 億個 DNA 基本配對，包括所有人體機能運作、成長、對抗疾病及進行各種動作所需的資訊。人體每個細胞裡的基因組雖相同，各種細胞需要同中求異，才能發揮其特長。

　　日文「折り紙」（ origami ）一字源於「折り」（折疊之意）， kami 則是「紙」的意思，而技巧高超的藝術家可以將平面的紙折成立體的鶴、花或是武士。將人類基因組進行折疊也如折紙般能開啟不同的樣貌與功能。來自貝勒醫學院、萊斯大學、麻省理工學院及哈佛大學的研究人員使用 NVIDIA GPU 首度以極為詳細的方式顯示人類基因組的折疊方式。

　　他們為整個折疊基因組建立首個高解析度 3D 立體圖，他們發現基因組僅憑著幾個基本的折疊即發揮神奇的生物魔力，其中包括所謂的「 3D 迴圈」。

　　由貝勒醫學院基因學、萊斯大學電腦科學計算機應用數學助理教授的團隊發現，人類基因組折成約 10,000 個廻圈，細胞核裡的基因組折疊起時，使得兩個距離遙遠的 DNA 會接觸在一起。這些迴圈及其它基因組折疊模式是基因調節的基礎，將基因組折疊成不同形狀就能開關基因的功能，進而讓細胞產生出多種機能。

　　研究團隊使用高性能電腦叢集與特別撰寫的演算法，以分析龐大的基因數據，而團隊很快就發現 CPU 沒有勝任工作的能力。

　　貝勒醫學院基因組架構中心研究人員 Suhas Rao 指出，一般電腦 CPU 無法用於迴圈偵測的工作，他們得使用研究人員通常用於繪製電腦圖形的 GPU 來找出迴圈。研究人員使用 GPU 就能詳細研究迴圈和基因折疊的過程，而這個精細的程度是過去所不及的。這些新的資訊讓研究人員更能掌握細胞機能，還能開發出治療癌症和其它棘手病症的嶄新方式。

　　更多有關 GPU 技術如何推動科學創新與發現的改造能力，請留意 NVIDIA 在 2015 年 3 月 17-20 日於加州聖荷西舉辦的 GTC 2015 活動，各界的研究人員將分享他們使用 GPU 進行突破性研究的心得。

醫用超聲波系統 bk3000 配備 AMD 圖像技術可加速醫療影像效能

　　AMD 正式宣佈嵌入式 AMD Radeon HD 7850 GPU 協助 Analogic 公司旗下 BK Ultrasound 醫療用超聲波產品的超聲波系統 bk3000 ，採用 AMD 次世代圖像核心架構 GCN 為基礎，於醫療用品上發揮卓越的應用效能。

　　Analogic 是專業醫療保健及安全技術解決方案的領導生產商，致力推動醫學，拯救生命。 Analogic 採用 OpenCL 標準，運用 GPU 執行通用運算（ general-purpose computing ），並透過跨平台的移動性降低系統與開發成本，即所謂的「 GPGPU 」功能。運用 AMD GPU 技術， Analogic 每張超聲波圖所包含的資訊量增加 3 倍，同時可減少擷取影像到顯示器所需的時間。

　　傳統由現場可程式化閘陣列（ FPGA ； Field-programmable gate array ）與數字信號處理器（ DSP ； Digital Signal Processor ）打造的產品，不但無法修改，還須撰寫特定硬件的自訂軟件。利用支援 OpenCL 的軟件為基礎的解決方案，不只能進一步降低開發成本，亦因軟件日後能跨產品線和多世代系統的特性，延長生命週期。

　　AMD 嵌入式 Radeon HD 7850 GPU 採用 AMD 次世代圖像核心架構（ Graphics Core Next ； GCN ）為基礎，提升各種嵌入式應用在視覺與平行處理的功能。除了超聲波外， GPGPU 的其他應用亦涵蓋多個複雜的平行處理領域，包括地型與氣象製圖、臉部與手勢辨識、生物辨識以及 DNA 分析。

　　採用 AMD 嵌入式 Radeon HD 7850 GPU 的新款 Analogic bk3000 超音波系統主要針對泌尿科、外科手術、一般醫療影像以及引導醫療過程的應用，在全球各主要市場開始銷售。

Apple iOS次世代PowerVR GPU架構將加入混合式實時Ray Tracing 3D運算

　　Imagination Technologies 20 日宣佈正為下代 iOS 設計次世代的 PowerVR GPU 架構，將應用於下代 iOS 裝置之中，為 iOS 遊戲提供實時 Rasterized 及 Ray Tracing Rendering 3D 遊戲性能，並且令 iOS 的遊戲效果帶進另一層次，但會否在下代 iPhone 6 的實現則不作回應。

　　據了解，現時 Apple iPhone 5S 所採用的 A7 處理器， GPU 架構基於 Power VR G6430 ，為滿足 Apple 對遊戲質素的需求， Imagination Technologies 正為 iOS 設計次世代 Power VR GPU 微架構，除了在運算速度與運算單元上有所提升外，同時加入了更多即時生成的渲染特效，令遊戲開發商有更佳的創作空間。

　　其中一個重大的改良是加入了 Hybrid Rendering 功能，混合 Resterized 及 Ray Tracing 技術提供實時光線及陰影，令遊戲場境更具真實感，由於 Ray Tracing 技術是以第一身主體跟踪光線而非物件主體發出光源，更符合現實反射及折射的場境效果。

　　使用了 Ray Tracing 技術能提供更準確的陰影、實時反射映像和透明效果，由於 Ray Tracing 運算量十分龐大，因此要實現完整的 Ray Tracing 在現階段仍然不可能，但次世代 PowerVR GPU 架構採用光柵化配合光線追踪的做法，在質素質運算量之間作出最佳平衡。