Acceleration of image processing algorithms for single particle analysis by electron microscopy - Střelák, David (2022)
Kryogenní elektronová mikroskopie (Cryo-EM) je v současné strukturní biologii důležitým oborem. Jedním z významných omezení Cryo-EM je však výpočetní náročnost, proto mnoho stávajících softwarových řešení využívá techniky High-Performance Computing (HPC), aby tyto výpočty přivedlo do oblasti praktické použitelnosti. Obvyklé přístupy k urychlení spočívají v paralelizaci zpracování, ale v praxi se setkáváme s mnoha komplikacemi, jako je dekompozice problému, distribuce dat, plánování zátěže, vyvažování a synchronizace. Využití různých akcelerátorů situaci dále komplikuje, protože heterogenní hardware přináší další problémy, například omezenou přenositelnost, nedostatečné využití kvůli synchronizaci a neoptimální výkon kódu kvůli chybějící specializaci. Tato disertační práce, strukturovaná jako soubor článků, si klade za cíl zlepšit algoritmy používané v Cryo-EM, zejména SPA (Single Particle Analysis). Zaměřujeme se na optimalizaci výkonu jednoho uzlu s využitím technik dostupných nebo v