在之前的“Tesla个人超级计算工作站解决方案”、“Tesla-CUDA高性能计算行业应用案例”两篇文章中,我们曾经介绍过CUDA技术的相关行业应用,以及Tesla高性能计算处理器在化学、电磁学和电磁力学、金融、流体动力学、分子动力学,天气、大气和海洋建模与空间科学计算中起到的加速作用。今天,我们再补充一下最近流行的“MATLAB计算、生物信息学以及生命科学和医疗成像”这3个领域中的成功案例。
1.MATLAB加速
诸如 MATLAB、Mathematica 和 LabView 等数学计算软件应用程序,将可以极大地受益于基于 CUDA 的 GPU使用。除了为主要内核编写 CUDA 函数外,这些高级脚本编写和语言软件应用程序还可以使用 CUDA FFT 和 BLAS 函数库。
使用基于 CUDA 的 GPU加速 MATLAB 运行性能
· 适用于 MATLAB 的 Jacket 引擎
· 使用 MEX 文件的 MATLAB 插件
o 技术说明阐述了如何使用插件
· GPULib:适用于 IDL 和 MATLAB 的数学函数
· 使用 MEX 文件的 MATLAB CUDA 插件
· 使用 CUDA 的 Canny 边缘检测
· CUDA MATLAB 教程
· 基于 CUDA 的 2D 双线性外推法
2.生物信息学以及生命科学
排序以及蛋白质对接等极其密集型计算任务能够在支持CUDA的GPU上实现巨大性能提升。当前,利用GPU(图形处理器)来处理各种生物信息学以及生命科学代码的工作正如火如荼地进行着。
使用CUDA的生物信息学软件
· GPU HMMER:CUDA GPU上的HMMER
· MUMmerGPU:利用CUDA进行高吞吐量DNA序列比对
· 使用支持CUDA的GPU执行Folding @ home
· LISSOM:使用CUDA处理人体新大脑皮层模型
· Silicon Informatics所开发的基于CUDA的AutoDock
有关利用CUDA处理生物信息学的技术报告
· 序列比对
o MUMmerGPU:使用GPU(图形处理器)进行高吞吐量DNA序列比对
o 利用CUDA处理Smith-Waterman序列比对
o Infernal-GPU:CUDA加速的RNA比对, Infernal(RNA比对的推断)
o SWAMP序列比对
o CMatch:快速蛋白质与基因序列串匹配
· 对接
o 3D蛋白质对接
o 利用CUDA加速PIPER:
o 威斯康星大学蛋白质对接工作以及对David Dynerman的电视采访
o 国家癌症研究所的Jack Collins谈GPU计算
· 用于生物系统的随机仿真算法(SSA)
· 人体视觉皮层的自组织计算模型
· 通过在GPU上成对地计算欧几里德距离来分析基因表达的DNA微阵列工具
3.医疗成像
医疗成像是最早利用 GPU(图形处理器)计算加快性能的应用之一。GPU(图形处理器)在这一领域的应用日趋成熟,当前有多款医疗设备均配备了NVIDIA®(英伟达™)的 Tesla GPU。
采用基于CUDA 的GPU医疗成像软件/设备
· GPULib: IDL 加速
· Digisens SnapCT 体层重建软件
· 针对微 CT 扫描图像重建的 Acceleware AxeRecon library
· MATLAB 加速
· Techniscan 全乳超声波成像系统: 成功案例
使用 CUDA 的医疗成像技术报告
· 东京大学立体医疗成像系统
· 基于 CUDA 的 ITK
· 计算体层论文
o 比利时安特卫普大学,数字体层小组
o 通用电气医疗集团 CT 成像论文: 锥形束反投影与透视 CT 重建
o 西门子医疗 CT 重建
o Klaus Mueller 关于基于 GPU(图形处理器)进行医疗成像的研究
o 三维图像配准
o 快速小波变化配准
o 锥形束 CT 东芝中风研究中心和纽约州立大学水牛城分校
· 基于 CUDA 的 MRI
o 加速 MRI 中的 GRAPPA 自动校准
o 快速 MRI 网格化
o 高级 MRI 重建
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