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Molecular dynamics methodologies comprise a vital research tool for structural biology. Molecular dynamics has benefited from technological advances in computing, such as multi-core CPUs and graphics processing units (GPUs), but harnessing the full power of hybrid GPU/CPU computers remains difficult. The generalized Born/solvent-accessible surface area implicit solvent model (GB/SA) stands to benefit from hybrid GPU/CPU computers, employing the GPU for the GB calculation and the CPU for the SA calculation. Here, we explore the computational challenges facing GB/SA calculations on hybrid GPU/CPU computers and demonstrate how NAMD, a parallel molecular dynamics program, is able to efficiently utilize GPUs and CPUs simultaneously for fast GB/SA simulations. The hybrid computation principles demonstrated here are generally applicable to parallel applications employing hybrid GPU/CPU calculations.

Titel:	GPU/CPU Algorithm for Generalized Born/Solvent-Accessible Surface Area Implicit Solvent Calculations.
Autor/in / Beteiligte Person:	Tanner, DE ; Phillips, JC ; Schulten, K
Zeitschrift:	Journal of chemical theory and computation, Jg. 8 (2012-07-10), Heft 7, S. 2521-2530
Veröffentlichung:	Washington, D.C. : American Chemical Society, c2005-, 2012
Medientyp:	academicJournal
ISSN:	1549-9626 (electronic)
DOI:	10.1021/ct3003089
Sonstiges:	Nachgewiesen in: MEDLINE Sprachen: English Publication Type: Journal Article Language: English [J Chem Theory Comput] 2012 Jul 10; Vol. 8 (7), pp. 2521-2530. <i>Date of Electronic Publication: </i>2012 Jun 15. References: Biophys J. 2007 Mar 1;92(5):1673-81. (PMID: 17158575) ; J Comput Chem. 2010 Apr 30;31(6):1268-72. (PMID: 19847780) ; J Comput Chem. 2009 Apr 30;30(6):864-72. (PMID: 19191337) ; J Comput Chem. 2009 Jul 30;30(10):1545-614. (PMID: 19444816) ; Mol Inform. 2011 Jun;30(6-7):498-504. (PMID: 27467151) ; Thromb Res. 2008;122 Suppl 1:S23-6. (PMID: 18691494) ; J Phys Chem B. 2010 Jul 29;114(29):9516-24. (PMID: 20593892) ; Biomed Microdevices. 2011 Aug;13(4):671-82. (PMID: 21487665) ; J Chem Theory Comput. 2011 Nov 8;7(11):3635-3642. (PMID: 22121340) ; Proteins. 2002 Apr 1;47(1):45-61. (PMID: 11870864) ; Proteins. 2004 May 1;55(2):383-94. (PMID: 15048829) ; Structure. 2008 Mar;16(3):449-59. (PMID: 18294856) ; J Comput Chem. 2005 Dec;26(16):1668-88. (PMID: 16200636) ; J Chem Theory Comput. 2009 Apr 14;5(4):919-30. (PMID: 26609601) ; J Chem Phys. 2008 May 14;128(18):184906. (PMID: 18532847) ; J Thromb Haemost. 2010 May;8(5):1044-53. (PMID: 20180816) ; J Mol Graph. 1996 Feb;14(1):33-8, 27-8. (PMID: 8744570) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2008 Dec 30;105(52):20665-70. (PMID: 19098107) ; Structure. 2006 Dec;14(12):1767-77. (PMID: 17161367) ; Proteins. 2003 Apr 1;51(1):109-25. (PMID: 12596268) ; Structure. 2006 Mar;14(3):437-49. (PMID: 16531228) ; PLoS Comput Biol. 2010 Sep 23;6(9):. (PMID: 20885781) ; J Phys Chem Lett. 2011 Jul 2;2(14):1804-1807. (PMID: 22611479) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2007 Sep 25;104(39):15230-5. (PMID: 17881585) ; PLoS Curr. 2009 Aug 27;1:RRN1015. (PMID: 20029609) ; Structure. 2009 Oct 14;17(10):1295-306. (PMID: 19836330) ; J Thromb Haemost. 2009 Jul;7 Suppl 1:169-72. (PMID: 19630793) ; J Biol Chem. 2011 Jul 1;286(26):23247-53. (PMID: 21561861) ; Nat Rev Microbiol. 2005 Nov;3(11):870-81. (PMID: 16261170) ; J Am Chem Soc. 2009 Dec 2;131(47):17430-42. (PMID: 19891427) ; J Comput Chem. 2005 Dec;26(16):1781-802. (PMID: 16222654) ; J Am Chem Soc. 2011 Mar 2;133(8):2742-8. (PMID: 21299220) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Jan 27;106(4):1069-74. (PMID: 19144924) ; Thromb Res. 2010 Apr;125 Suppl 1:S23-5. (PMID: 20129649) ; Biophys J. 2007 May 1;92(9):3032-9. (PMID: 17293399) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Aug 10;107(32):14128-33. (PMID: 20660780) ; Structure. 2008 Jan;16(1):72-81. (PMID: 18184585) ; J Mol Biol. 2007 Jul 13;370(3):574-84. (PMID: 17532338) ; Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Aug 24;107(34):15075-80. (PMID: 20689043) ; J Mol Graph Model. 2010 Sep;29(2):116-25. (PMID: 20675161) ; J Chem Theory Comput. 2009 Jun 9;5(6):1632-9. (PMID: 26609855) ; J Am Chem Soc. 2011 Mar 16;133(10):3390-400. (PMID: 21341665) ; J Med Chem. 2008 Jul 10;51(13):3878-94. (PMID: 18558668) ; J Comput Chem. 2007 Dec;28(16):2618-40. (PMID: 17894371) ; J Chem Theory Comput. 2009 Oct 13;5(10):2798-808. (PMID: 26631792) ; J Chem Phys. 2007 Sep 28;127(12):125101. (PMID: 17902937) ; Structure. 2008 May;16(5):673-83. (PMID: 18462672) ; Biochim Biophys Acta. 2011 Feb;1808(2):530-7. (PMID: 20385097) ; Annu Rev Biophys. 2011;40:187-203. (PMID: 21332356) ; Proteins. 2010 Aug 15;78(11):2506-22. (PMID: 20602356) ; J Mol Biol. 2005 Nov 4;353(4):804-21. (PMID: 16213524) Grant Information: P41 RR005969 United States RR NCRR NIH HHS; R01 GM098243 United States GM NIGMS NIH HHS Entry Date(s): Date Created: 20121011 Latest Revision: 20240321 Update Code: 20240321 PubMed Central ID: PMC3464051

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