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L'architecture RDISK est un système prototype composé d'un cluster de 48 nœuds spécialisés comprenant chacun un disque dur étroitement connecté à un composant FPGA. L'objectif est de filtrer les banques de données génomiques à la volée, c'est-à-dire sans ralentir la lecture d'information en provenance des disques. En fonction de la nature des requêtes, le système se reconfigure automatiquement.
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3. Nœud RDISK
La figure 5 représente le schéma fonctionnel d'un nœud RDISK. Le cœur du système se base sur un composant reconfigurable à bas coût, un Spartan II de chez Xilinx. Ce composant, une fois configuré, assure le contrôle des différents éléments de la carte, ainsi que le filtrage des données lors d'une requête.
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Un micro contrôleur prend en charge l'initialisation du nœud lors de la mise sous tension, ainsi que la reconfiguration du FPGA. Plus précisément, au démarrage, le micro contrôleur télécharge à partir du disque dur un bitstream assurant les fonctionnalités minimales du nœud : lectures et écritures de données via la connexion Ethernet. Une fois cette tâche accomplie, il passe le relais au FPGA et se met en « stand-by ». Lorsqu'une requête demande de télécharger un nouveau bitstream, le micro contrôleur est réactivé par le FPGA qui lui indique quel est le numéro du nouveau bitstream à prendre en considération. Le micro contrôleur redevient maître et effectue l'opération de téléchargement, avant de se remettre à nouveau en veille.
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La logique implémentée dans le Spartan II se décompose en deux parties, comme le montre la figure 6 : une partie spécifique (FILTRE) qui dépend de la nature de la requête, et une partie générique présente dans tous les cas. Cette dernière est bâtie autour d'un microprocesseur 16 bits « softcore », le Xr16 , qui gère la synchronisation des différentes interfaces et du filtre. L'ensemble est cadencé à 40 MHz.
À la mise sous tension, ou lors d'une reconfiguration, le Xr16 doit être pourvu d'un microprogramme. En fonctionnement normal, celui-ci est stocké dans la SDRAM externe. Pour acquérir ce microprogramme, le Xr16 possède une ROM dans laquelle un programme de boot réalise le transfert du disque dur vers la SDRAM d'un segment de programme. Ainsi, le disque dur stocke à la fois des données génomiques, des bitstreams, et des programmes pour le Xr16.
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BIBLIOGRAPHIE
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