用于控制 HPC 分子对接 Mini-App 求解时间的可调近似方法
分布式、并行与集群计算
2019-01-21 v1
摘要
药物发现过程涉及在体内、体外和计算机上执行的若干任务。分子对接是一项通常在计算机上执行的任务，旨在寻找给定分子与靶蛋白结合位点相互作用时的三维构象。此任务通常用于对海量分子集合进行虚拟筛选，以寻找最有前景的分子并送入药物发现流程的后续阶段。鉴于该问题的巨大复杂性，分子对接无法通过穷尽探索配体构象的整个空间来求解。现有最先进的方法通过采样配体构象空间以在合理的时限内生成结果。在本工作中，我们通过引入可调近似方法改进了分子对接的几何方法。具体而言，我们分析并利用可调软件旋钮丰富了原始实现，以探索并控制性能与精度的权衡。我们将虚拟筛选任务的求解时间建模为软件旋钮、输入数据特征和可用计算资源的函数。因此，应用程序可根据用户定义的时限自调优其配置。我们使用由 LiGenDock（一种最先进的分子对接应用）导出的 Mini-App 来验证所提出的方法。我们在 HPC 系统上运行了增强后的 Mini-App，并使用了一个包含大量口袋和配体的数据库。所提出的方法展现出了跨越一个数量级以上的求解时间区间，精度下降最高达 30%，更一般地，可根据虚拟筛选活动的需求提供不同的精度级别。
引用
@article{arxiv.1901.06363,
title = {Tunable Approximations to Control Time-to-Solution in an HPC Molecular Docking Mini-App},
author = {Davide Gadioli and Gianluca Palermo and Stefano Cherubin and Emanuele Vitali and Giovanni Agosta and Candida Manelfi and Andrea R. Beccari and Carlo Cavazzoni and Nico Sanna and Cristina Silvano},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.06363},
year = {2019}
}