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Bowtie2程式效能測試比較

Bowtie2 程式是由美國約翰霍普金斯大學所研究開發的產品,他是以FM Index,Burrows-Wheeler Transform (BWT)為基礎演算法所應用的程式,其優勢在於耗用較小的記憶體。目前廣為應用在染色質免疫沉澱法,抓取與蛋白質札合的核酸片段,可被用來決定基因體上啟動子的片段,也可被用來應用在核酸表現體的分析上,其應用方式均是以對回參考序列為基礎,取得參考序列上相對應的座標。被廣為應用於如TopHat,Cufflinks 等分析套件之中。其比對功效與Smith Waterman 演算法的區域比對接近,因此也適用於長序列之比對。
       

本效能測試針對羅氏454定序儀輸出之1 GB人類基因體定序為輸入檔案,以第19版人類基因體組裝版本為參考序列,同時以BWA和Bowtie2兩種版本比較提供下述圖表已呈現兩種程式之效能之差別。

Memory
圖一、在相同輸入檔案的情況下BWA消耗記憶體略高,需使用48G的計算資源,約在五分多鐘後計算結束。Bowtie2可使用較少的計算資源的16G,但所花的時間卻較長,約12分鐘結束。

 

cputime
圖二、無論是BWA或Bowtie2,在單機情況下完成1,000工作均將較耗時。如果以分散式運算,以56個節點同時計算的情況下,BWA可於52分鐘內算完所有的工作,而單機需要96小時。Bowtie2可於34分鐘內算完,而單機則需要8天又六個小時左右。

 

根據效能比較,Bowtie2在相同工作之下,可改用16G的Queue即足以完成工作,而BWA則需要48G的Queue,但BWA在此測試之下,似乎較快完成比對工作。
不論是BWA或Bowtie在生物小組所建置的平台中,與一般大學所提供的單機環境效能較為佳。當在計算資源擁擠的時候,如果使用者希望自己的工作,能夠盡可能的快速獲得計算,在不影響計算結果的條件下,選擇適當的軟體,利用較小的資源是可能的選項。這是本次效能測試的目的,提供使用者參考。

 

 

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