A parallel implementation of an off-lattice individual-based model of multicellular populations

به عنوان مدل های محاسباتی جمعیت های چند سلولی شامل توصیف دقیق تر فرآیندهای بیوفیزیکی و بیوشیمیایی، هزینه محاسبات شبیه سازی چنین مدل ها، توانایی آنها در تولید پیش فرض های علمی جدید و پیش بینی های قابل آزمون را محدود می کند. در حالی که پیشرفت در تکنولوژی میکرو تراشه ادامه می دهد قدرت پردازنده های فردی را افزایش می دهد، محاسبات موازی باعث افزایش فوری در قدرت پردازش در دسترس می شود. برای استفاده کامل از تکنولوژی محاسبات موازی، لازم است الگوریتم های تخصصی را توسعه دهیم. برای این منظور، ما یک الگوریتم موازی برای یک کلاس از مدل های مبتنی بر فرد مبتنی بر جمعیت چند سلولی ارائه می دهیم. الگوریتم دامنه فضایی را بین فرآیندهای کامپیوتری تقسیم می کند و شامل روال های ارتباطی است که اطمینان می دهد که مدل در چند پردازنده به طور صحیح شبیه سازی شده است. الگوریتم موازی نشان داده شده است که به طور دقیق نتایج یک شبیه سازی قطعی را که با استفاده از یک پیاده سازی سری قبل از آن موجود است، تولید می کند. ما مقیاس زمان محاسبه، استفاده از حافظه و تعادل بار را تست می کنیم، زیرا پردازش های بیشتر برای شبیه سازی جمعیت سلولی از اندازه ثابت استفاده می شود. ما مقیاس خطی تقریبی هر دو سرعت و مصرف حافظه را تا 32 هسته پردازنده پیدا می کنیم. نشان داده شده است که تعادل بار پویا برای سرعت بخشیدن به توزیع فضایی غیر منظم سلول در مورد جمعیت رو به رشد ارائه شده است.