作者：禅与计算机程序设计艺术
随着近年来生物信息学领域的发展，人们越来越关注复杂系统的模式构建、网络分析、数据挖掘等问题。由于生物信息学领域涉及的数据规模、计算量、分布式、实时性要求高，传统CPU计算资源难以满足需求，同时还有对成本的限制。因此，采用了基于FPGA的加速技术进行加速处理。
FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑门阵列，它具有高可编程性、低功耗、集成度高、可靠性好等优点。目前，FPGA已经成为数十亿美元的市场主流设备，并且以其低成本、高性能和灵活性而广受欢迎。
FPGA已经被证明可以提升各种不同类型计算机处理任务的速度。如图1展示了一个FPGA加速生物信息学应用流程。
其中，绿色模块是FPGA加速器，主要负责运行基于核酸序列的多线程并行处理算法；黄色模块是硬件加速仪表，能够将生物信息学任务的运行时间、内存占用率等指标测量出来，并且通过可视化的方式呈现出来；蓝色虚线框内是生物信息学算法流程，包含了读取核酸序列、预处理、建模、搜索、过滤等步骤，都是由FPGA进行运算加速的；橙色圆圈框内是数据存储模块，用来保存输出结果，比如搜索结果或者异常点检测结果等；紫色箭头指向的是数据库接口，用户可以将数据导入到数据库中，提供后续分析、建模服务；最后，底部的温度监控模块则能够帮助用户了解FPGA是否正常工作。
总之，FPGA加速的生物信息学应用方案将生物信息学的各项算法转换为一个个具体的计算任务，利用FPGA进行软硬协同，将算法的计算任务映射到实际可用的硬件上。从此处获得极大的便利和效益。
