? ? ? ? 單顆粒冷凍電鏡是結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究的重要手段之一，冷凍電鏡的模型重構(gòu)通常需要對(duì)幾萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)張投影圖片進(jìn)行分析、組裝和優(yōu)化，計(jì)算量巨大，這需要先進(jìn)的計(jì)算架構(gòu)配合有效的算法才能實(shí)現(xiàn)徙融。
? ? ? ?Relion是專門為低溫電子顯微鏡（cryo-EM）設(shè)計(jì)的圖像處理軟件。由MRC分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Sjors Scheres組開(kāi)發(fā)的Relion框架正在革新冷凍電磁領(lǐng)域瑰谜。該軟件在通過(guò)電子冷凍顯微鏡數(shù)據(jù)的單顆粒分析來(lái)優(yōu)化大分子結(jié)構(gòu)欺冀。Relion采用經(jīng)驗(yàn)貝葉斯方法對(duì)多個(gè)3D重建或2D類平均值進(jìn)行細(xì)化。借助GPU CUDA并行計(jì)算架構(gòu)萨脑，改進(jìn)了算法隐轩，GPU解決了Cryo-EM中計(jì)算量最大的過(guò)程，例如粒子自動(dòng)選取渤早，2D和3D圖像分類以及高分辨率圖像細(xì)化职车。
Relion硬件配置要求:
?GPU：Relion經(jīng)過(guò)優(yōu)化，選用單精度的游戲卡就可以勝任超算鹊杖，另外GPU顯存容量隨著圖片分辨率提升悴灵，目前單卡可提供顯存8GB、11GB骂蓖、24GB积瞒、32GB、48GB 登下。
CPU：承擔(dān)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備茫孔、預(yù)處理叮喳、圖像優(yōu)化，CPU頻率高加速整個(gè)計(jì)算過(guò)程
內(nèi)存: 圖片分辨率和內(nèi)存容量配備參考：
數(shù)據(jù)盤：幾十萬(wàn)張供成像的圖片缰贝，需要一個(gè)海量存儲(chǔ)系統(tǒng)
高速緩存盤：為了加速圖像轉(zhuǎn)換處理嘲更，重構(gòu)，配備一個(gè)高速ssd盤揩瞪，大幅降低硬盤io延遲
Relion圖像處理工作站硬件配置推薦：
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
? ? ? ?基于GPU的RELION實(shí)現(xiàn)可以獲得良好的性能李破，相比于單CPU，整個(gè)應(yīng)用的加速比超過(guò)36倍壹将，計(jì)算密集型算法的加速比達(dá)到75倍以上.在多GPU上的測(cè)試結(jié)果表明基于GPU的RELION具有很好的可擴(kuò)展性嗤攻。
