RTX 3090加速冷凍電鏡計算,我們讓您洞見微觀世界
冷凍電鏡三維重構技術是解析大分子晶體結構、研究生命本質的有力手段,為達到原子級別的分辨率,往往需要處理數(shù)十萬張圖片,因此需要有高性能的計算能力,利用了GPU強大的浮點運算能力和并行處理能力可實現(xiàn)對基于GPU加速的冷凍電鏡三維重構軟件的大幅提速。隨著RTX 3090的誕生,在冷凍電鏡計算領域,2080Ti已不再是眾多實驗室的首選。

▲寬泛科技為合作大學冷凍電鏡中心構建的GPU計算工作集群
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冷凍電鏡及背后的GPU計算
2013年冷凍電鏡的技術突破,使傳統(tǒng)X射線、傳統(tǒng)晶體學長期無法解決的許多重要大型復合體及膜蛋白的原子分辨率結構,一個個被迅速解決,一時間備受全球實驗室矚目。究其原因,主要由于冷凍電鏡不需要結晶且需要樣品量極少,即可迅速解析大型蛋白復合體原子分辨率三維結構。

然而三維重構是冷凍電鏡的核心優(yōu)勢,亦是最大的技術難點。首先三維重構需要采集大量的圖像數(shù)據(jù),其次三維重構計算需要花費極其漫長的時間。正是得益于近年來GPU計算的全面化普及,上述技術難點早已突破。

▲Relion-基于GPU加速的三維重構軟件
GPU憑借著其得天獨厚的并行計算優(yōu)勢,對大規(guī)模數(shù)據(jù)處理能力尤為突出。在直接電子相機對樣本進行圖像采集之后,能夠快速地對圖像進行保存,并且憑借著高速的計算能力,可以迅速地對圖像進行優(yōu)化,大大提高了后期三維重構的質量。并且在重構的過程中,GPU的加速效果尤為明顯,將漫長的重構計算時間進行了大量的壓縮,為科研人員爭取了大量最為寶貴的科研時間。
RTX 3090快、準、穩(wěn)
成為冷凍電鏡計算新寵
在冷凍電鏡領域,GPU的超高運算速度早在2016年初就在流行的cryo-EM軟件Relion中有所體現(xiàn),當時的寵兒是RTX 2080Ti。如今RTX 3090擁有雙倍于2080Ti的CUDA核心數(shù),其表現(xiàn)如何呢?

以下為國外研究機構的Relion benchmark性能測試(來自外網(wǎng)翻譯),很好的說明了RTX 3090對于冷凍電鏡計算具有優(yōu)異的適配性。

測試結果
RTX3090與NVDIA其他系列顯卡對比 在2D分類計算中,RTX 3090的GPU Time約140mins
比GTX 1080Ti 提升了約--82% 比 RTX 2080Ti 提升了約--69% 比RTX 5000也提升了約-- 47% 在3D分類計算中, RTX 3090的GPU Time約32mins
比GTX 1080Ti 提升了約--81% 比 RTX 2080Ti 提升了約--34% 與RTX 5000 的運行時長接近
RTX3090在數(shù)量不超過4張卡的時,會隨著數(shù)量增加其性能呈現(xiàn)幾乎翻倍式的提升;超過4張RTX3090后,運行速度呈非線性提升;
優(yōu)化參數(shù)后,在2D和3D分類時,運行時長相對有明顯減少。在2D分類計算中,RTX3090對比 RTX2080Ti加速效果明顯,達到超過80%的加速效果;在3D分類中,RTX3090對比RTX2080Ti,運行時長有約34%的提升;
RTX3090運行穩(wěn)定,長時間運行中未發(fā)生死機、卡頓等情況
專業(yè)構筑高性能計算平臺
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強大的異構計算能力:
整機設計采用CPU+GPU異構設計方案,支持搭載雙片Intel Xeon處理器和最高8路RTX3080/3090 GPU,為用戶各項應用提供最佳性能,輕松完成專業(yè)繁復的計算任務。
優(yōu)秀的產(chǎn)品設計:
通過定制高質量液冷系統(tǒng)使GPU和處理器可超頻工作,進而獲得更強性能。每個服務器機架的硬件包裝密度可最大化,即使在連續(xù)負載下,也可調出硬件的最佳性能而無需擔心任何散熱問題。廣泛應用于3D渲染、深度學習、科學計算等領域。
摒除噪音污染:
液冷散熱,解決機器發(fā)熱量大、噪音刺耳等問題,即使身處其側,亦覺平風靜浪。

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