MinION Mk1B的IT配置要求
Requirements
MinION Mk1B的IT配置要求
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MinION Mk1B的IT配置要求
概览
MinION™ 是一款功能强大的手持便携式纳米孔测序仪。它可直接插入USB Type-A端口，或通过推荐的5 Gbps 适配器连接USB Type-C端口。
MinKNOW™ 软件负责控制MinION测序仪。
MinKNOW负责执行多项核心任务，涵盖数据采集、实时分析与反馈、碱基识别、数据传输、仪器控制（含实验参数设定）、样本鉴定和追踪，并确保为待测样本提供适配的测序脚本。
尽管MinION Mk1B只有口袋尺寸大小，却能支持千兆级碱基读长的实时测序。因此，我们建议用户为其匹配高功能的计算机，以充分享用MinION的各种技术功能。
以下为MinION测序仪的默认数据分析工作流程：
主机规格
自 MinKNOW 23.07 版起，我们已将新的碱基识别工具 Dorado 与 MinKNOW 整合，以加速在 NVIDIA GPU 和 Apple Silicon 上的碱基识别。如果您希望保持碱基识别与数据产出速度同步，我们强烈建议您使用 NVIDIA GPU 或 Apple Silicon Mac。
| 组成 | 所需规格：GPU高精准碱基识别 | 所需规格：数据采集/CPU碱基识别 （注意：基于 CPU 的碱基识别性能有限 - 我们强烈推荐您使用 GPU） |
|---|---|---|
| 操作系统 | Windows – 11 和 10 macOS – Sonoma (14)、Ventura (13)、Monterey (12) Linux – Ubuntu 22.04 和 20.04 | Windows – 11 和 10 macOS – Sonoma (14)、Ventura (13)、Monterey (12) Linux – Ubuntu 22.04 和 20.04 |
| 内存/RAM | 16 GB及以上内存 | 16 GB及以上内存 |
| CPU | Intel i7、i9、志强（Xeon） 或更高性能的处理器，至少具有4核/8线程 Ryzen 5、7或更高性能的处理器，至少具有4核/8线程 Apple silicon 芯片（M1、M2） | Intel i7、i9、志强（Xeon） 或更高性能的处理器，至少具有4核/8线程 Ryzen 5、7或更高性能的处理器，至少具有4核/8线程 Apple silicon 芯片（M1、M2） |
| GPU | NVIDIA RTX 2060 SUPER或更高规格的显卡，且内存不少于 8 GB。 您可在多个网站上找到相关技术信息，如https://www.techpowerup.com/gpu-specs/。常见用例包括RTX 2060 SUPER、RTX 2070、RTX 3060、和RTX 3070。我们特别推荐选择基于Ampere架构的GPU（例如3000系列、A系列等），以达到最佳性能。 Apple silicon 芯片（M1、M2） 我们使用上述型号的GPU进行Guppy软件的开发和测试。如用户选择使用其它型号的GPU进行碱基识别，请确保其CUDA计算能力在6.1之上（请参阅 英伟达网站获取更多有关使用CUDA进行GPU计算的信息）。 | - |
| 存储 | 不小于1TB的内置固态硬盘 | 不小于1TB的内置固态硬盘 |
| 接口 | USB3.0 | USB3.0 |
我们建议您在安装MinKNOW及进行数据输出/采集时使用内置固态存储。固态硬盘速度更快，能够有效处理测序过程中产生的大量数据流。
计算机推荐
下文列举了一些可能符合/或可以配置为符合MinION Mk1B推荐规格的笔记本电脑型号/工作站。我们尚未对这些计算机进行全面测试，因此购买时存在一定风险，您需自行承担。请确保您的计算机配置与上述列表中的规格相匹配。此外，其他制造商也提供类似选择，建议您在本地市场查询供应情况。
| 性能区间 | 示例笔记本电脑 |
|---|---|
| 低： 适配快速碱基识别 | M1 MacBook Air (2023) |
| 中： 适配高精准碱基识别 | M2 Max 16” MacBook Pro (2023) / MacStudio |
将MinION Mk1B连接至没有USB Type-A端口的计算机
如您的笔记本电脑没有USB Type-A端口，我们建议您使用USB Type-A转USB Type-C适配器（母头转公头，5 Gbps）。以下列举了一些适配器，但此列表并非详尽。我们尚未对所有型号进行全面测试，因此购买时存在一定风险，您需自行承担。
为确保MinION在测序过程中正确运行，请遵循以下要求：
| 组成 | 最低要求 |
|---|---|
| 帐户权限 | 安装和更新MinKNOW需要本地管理员权限。 运行测序实验不需要本地管理员权限。 |
| 网络连接 | 需将仪器联网方可更新软件及发送遥测反馈。 可离线配置MinKNOW以开展田野实验。如您计划离线使用MinION，请联系 support@nanoporetech.com。 |
| 杀毒软件设置 | 如在测序过程中使用杀毒软件扫描整个硬盘，会占用大量资源，并可能影响测序表现。因此，我们建议用户将杀毒扫描程序设为手动（而非自动），以便掌控扫描时间（在MinION闲置时）。 |
| 操作系统更新设置 | 在测序过程中更新操作系统可能影响测序表现，因此请将操作系统更新设为手动模式。 如系统更新涉及重启，则将彻底中断测序实验。 |
| 遥测反馈 | 通过HTTPS/443端口出站访问52.17.110.146、52.31.111.95、79.125.100.3，http://docs.aws.amazon.com/general/latest/gr/aws-ip-ranges.html 或访问域名ping.oxfordnanoportal.com |
| EPI2ME 分析 | 宽带网：HTTPS/端口：443 通过TCP访问列于http://docs.aws.amazon.com/general/latest/gr/aws-ip-ranges.html 的AWS eu-west-1 IP地址范围 |
| 软件更新 | 通过HTTPS/443端口出站访问178.79.175.200 及 96.126.99.215， 或访问域名cdn.oxfordnanoportal.com |
遥测
MinKNOW会按照条款和条件中的规定，在测序运行期间收集遥测信息，以监控设备性能并远程排除故障。由于部分信息源自自由文本字段，因此请您不要填写任何个人身份信息。我们不会收集任何测序数据。
EPI2ME平台是一项由AWS托管、基于云端的数据分析服务，为多个应用程序提供基于云的分析解决方案。用户通过EPI2ME代理上传FASTQ格式的序列数据，再通过EPI2ME门户中预定义的管道进行处理。所得结果以（数据+遥测）或遥测的形式从EPI2ME下载。EPI2ME门户生成的报告基于遥测信息。
软件更新
软件更新的IP地址根据用户所处地理位置而定，为下列两个地址之一：178.79.175.200或96.126.99.215。更新请求由设备主动发起，因此需要防火墙允许出站访问。
文件类型
Nanopore测序软件 MinKNOW 可生成三种格式的测序数据：POD5、FASTQ 和 BAM。碱基识别摘要信息存储在sequencing_summary.txt 文件中：
- POD5是由Oxford Nanopore开发的一种用于储存纳米孔数据的文件格式，它易于访问，取代了传统的.fast5 格式。与.fast5 相比，POD5 格式具有以下优点：读取和写入数据的速度更快、使用的计算资源更少、且原始数据文件的大小更小。POD5 文件每10分钟批量生成一次。若启用条形码功能，文件可按条形码拆分，但该功能默认关闭。
- .fast5 是一种基于.hdf5 文件类型的传统文件格式，它含有分析纳米孔测序数据所需的一切信息及其溯源。一份.fast5文件内含多条序列（默认为4000条），文件大小为数百Mb。
- .fastq是一种基于文本的序列储存格式，它包含DNA/RNA序列及其质量值（Q值）。FASTQ文件按时间批量生成，默认每 10 分钟生成一个。该频率可调整为每 10 分钟、每小时，或在运行结束时生成单个文件。此外，还可根据序列片段数量拆分文件。
- 如果您对经过碱基识别的数据集进行比对或修饰碱基识别，则会输出BAM 文件。BAM 文件的生成方式与 FASTQ 文件类似。默认情况下不生成 BAM 文件，但在启用比对或修饰碱基识别功能时，会自动启用BAM文件选项。
sequence_summary.txt文本储存了单次测序中，与测序序列及碱基识别相关的元数据。其中包括：序列片段编号、序列长度、每条序列片段的质量值、测序时长等。该序列摘要文件的大小取决于其所包含的序列片段数目。
下表中的文件大小是基于单张测序芯片在不同通量下的估值，文件格式分别为 POD5、FASTQ 和 BAM，序列片段的N50为23kb。
| 测序芯片产出（Gbases） | POD5（Gbytes） | FASTQ.gz storage（Gbytes） | 未经比对的BAM（带修饰）（Gbytes） |
|---|---|---|---|
| 10 | 70 | 6.5 | 6 |
| 15 | 105 | 9.75 | 9 |
| 30 | 210 | 19.5 | 18 |
随着实验的推进，所有的序列会以.POD5格式产出。如您希望对数据进行碱基识别，MinKNOW 软件会根据序列数据生成测序数据，并以 FASTQ 和/或 BAM 格式存储。
变更日志
| 日期 | 版本 | 变更内容 |
|---|---|---|
| 2024年12月12日 | 20 | 将14版中的日期由2022年8月4日修改为2023年8月4日。 |
| 2024 年 7 月 31 日 | 19 | 在“文件类型”一节，更新有关POD5、FASTQ 和 BAM 文件的数据生成信息。 |
| 2024 年 4 月 24 日 | 18 | - 在“主机规格”一节，更新对 Windows、macOS 和 Linux 操作系统的推荐。 - 更新 CPU 和 GPU 的推荐配置，新增对 Apple 芯片（M1 和 M2）的支持。 |
| 2024年2月20日 | 17 | - 删除“计算机推荐”一节中的高性能选项及与适应性采样相关的内容。 |
| 2023年9月28日 | 16 | - 在“文件类型”一节新增文件大小列表。 - 对文档内容进行小幅修正和补充说明。 |
| 2023年8月23日 | 15 | - 新增“计算机推荐”一节； -新增“在无 USB Type-A 接口的计算机上连接 MinION Mk1B”一节。 - 在“主机规格”一节新增介绍性段落。 - 移除下述免责声明：“MinION 测序仪经 CE 认证并兼容 USB 3 接口。用户可选择使用 USB-C 电缆，但这将使 CE 认证失效，且在使用适配器时可能引发问题。” |
| 2023年8月4日 | 14 | -在“清单”一节，调整遥测反馈、EPI2ME分析和软件更新部分的技术参数。 - 移除“网络说明”一节。 - 在“文件类型”一节，新增 POD5 文件和 BAM 文件 的相关信息，并暂时移除文件大小对比列表。 - 移除“内置软件”一节。 - 对文档内容进行了小幅修正和补充说明。 |
| 2023年6月28日 | 13 | - 新增对 Ubuntu 20.04 的支持。 - “主机规格”从“推荐配置”调整为“所需规格”。 Intel CPU 要求更新为至少 4 核 / 8 线程，GPU 推荐中新增了基于 Ampere 架构的GPU。 - 重新表述了对固态硬盘的要求。 - 更新了每 1 GB 序列数据所需的存储空间说明。 - 在“网络说明”部分，将 AWS IP 范围更新为全球 CloudFront IP 范围 。 |
| 2022年4月21日 | 12 | 在“主机规格”一节中，将访问链接由 mirror.oxfordnanoportal.com 更新为 cdn.oxfordnanoportal.com。 |
| 2021年9月10日 | 11 | 移除了关于与 Ubuntu 20.04 兼容性的错误说明。 |
| 2021年9月8日 | 10 | 将 Windows 10 添加至支持 GPU 加速碱基识别的操作系统列表中。 |
| 2021年7月22日 | 9 | 在最低要求列表中新增两个字段：“遥测反馈、EPI2ME 分析”和“软件更新”。 |
| 2021年6月30日 | 8 | - 移除文档顶部的“清单”。 - 将 IT 要求拆分为推荐配置（GPU）和最低配置（CPU）。 - 更新操作系统推荐版本，包括 Windows（10）、macOS（Mojave、Catalina）和 Linux（18.04、20.04）。 - 将 CPU 推荐规格更新为 i7、i9、Xeon 或更高型号，且至少具备 4 核。 - 更新“MinKNOW”一节 .fast5 文件的说明与使用方式。 - 更新EPI2ME代理的屏幕截图 - 新增不同测序芯片产出对应的 .fast5 和 FASTQ 文件大小列表。 |
| 2020年12月23日 | 7 | - 取消对 IP 地址 106.187.40.102 的访问要求 - 更新外置NVIDIA GPU 支持列表，包含 Tesla V100、Quadro GV100、Jetson TX2 和 Jetson Xavier |
| 2020年10月23日 | 6 | 更新OSX兼容性 |
| 2020年7月3日 | 5 | 使用MinKNOW 4.0.8版本的用户界面作为图1屏幕截图 |
| 2020年5月18日 | 4 | 删除MinIT的蓝牙兼容性 |
| 2020年2月 | 3 | 添加有关在GPU上使用Guppy进行碱基识别的更多信息 |