Multithreaded Stochastic PDES for Reactions and Diffusions in Neurons
Notice bibliographique
Résumé
Cells exhibit stochastic behavior when the number of molecules is small. Hence a stochastic reaction-diffusion simulator capable of working at scale can provide a more accurate view of molecular dynamics within the cell. This paper describes a parallel discrete event simulator, Neuron Time Warp-Multi Thread (NTW-MT), developed for the simulation of reaction diffusion models of neurons. To the best of our knowledge, this is the first parallel discrete event simulator oriented towards stochastic simulation of chemical reactions in a neuron. The simulator was developed as part of the NEURON project. NTW-MT is optimistic and thread-based, which attempts to capitalize on multi-core architectures used in high performance machines. It makes use of a multi-level queue for the pending event set and a single roll-back message in place of individual anti-messages to disperse contention and decrease the overhead of processing rollbacks. Global Virtual Time is computed asynchronously both within and among processes to get rid of the overhead for synchronizing threads. Memory usage is managed in order to avoid locking and unlocking when allocating and de-allocating memory and to maximize cache locality. We verified our simulator on a calcium buffer model. We examined its performance on a calcium wave model, comparing it to the performance of a process based optimistic simulator and a threaded simulator which uses a single priority queue for each thread. Our multi-threaded simulator is shown to achieve superior performance to these simulators. Finally, we demonstrated the scalability of our simulator on a larger CICR model and a more detailed CICR model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».