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本课程属于：039-单细胞空间整合批次质控 生物信息学与 AI 制药工程 · 共 20 门相关课程，组合学习更完整。
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GPU加速空间单细胞分析计算优化指南

共计 30 章节
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01
GPU加速概览
GPU在单细胞分析中的作用 · GPU架构简介 · CUDA基础概念
GPU加速概览
02
开发环境搭建
GPU驱动安装 · CUDA Toolkit配置 · cuDNN与NCCL安装
开发环境搭建GPU
03
CUDA编程入门
核函数编写 · 线程层次结构 · 内存管理基础
CUDA编程入门
04
内存优化策略
全局内存合并访问 · 共享内存使用 · 寄存器与本地内存
内存优化策略全局内存合并访问
05
并行规约与扫描
树形归约 · 并行前缀和 · 在单细胞聚类中的应用
并行规约扫描
06
空间转录组数据格式
10X Visium · Slide-seq · MERFISH数据处理流程
空间转录组数据格…Visium
07
数据预处理加速
GPU加速的归一化 · 对数变换 · 高变基因筛选
数据预处理加速GPU
08
PCA与矩阵分解
cuSOLVER与cuBLAS加速主…
PCA矩阵分解
09
t-SNE与UMAP降维
GPU加速高维可视化算法的实现
t-SNEUMAP
10
K-means与谱聚类
GPU并行聚类算法设计与调优
K-means谱聚类
11
空间邻近图构建
GPU加速的KNN与半径邻居搜索
空间邻近图构建GPU
12
SpatialDE与SpatialDM
GPU加速空间可变基因检测
SpatialDESpatialDM
13
Cell-Cell通信分析
GPU加速配体-受体相互作用计算
Cell-Cell通信分析
14
GNN在空间分析中的应用
PyTorch Geometric集…
GNN空间分析
15
混合精度训练
FP16与BF16在深度学习模型中的…
混合精度训练FP16
16
多GPU并行
数据并行 · 模型并行 · 流水线并行策略
GPU并行
17
分布式计算框架
RAPIDS cuDF · cuML · cuGraph在单细胞分析中的应用
分布式计算框架RAPIDS
18
性能分析工具
NVIDIA Nsight Syst… · Nsight Compute · nvprof使用
性能分析工具NVIDIA
19
CUDA流与异步并发
重叠数据传输与计算
CUDA异步并发
20
内存带宽瓶颈
减少内存拷贝 · 统一虚拟内存 · 零拷贝主机内存
内存带宽瓶颈减少内存拷贝
21
稀疏矩阵计算
cuSPARSE加速空间邻接矩阵和基…
稀疏矩阵计算cuSPARSE
22
自定义CUDA扩展
为单细胞分析编写高效自定义算子
CUDA自定义
23
GPU内核融合
减少核函数启动开销的融合技术
GPU内核融合
24
批量处理与数据加载
GPU加速的DataLoader与预…
批量处理数据加载
25
可视化加速
GPU渲染大规模空间散点图与热图
可视化加速GPU
26
容器化部署
Docker与NVIDIA Cont…
容器化部署Docker
27
性能基准测试
设计GPU加速单细胞分析管线的Ben…
性能基准测试GPU
28
常见错误与调试
CUDA错误处理 · 内核崩坏 · 死锁与竞争条件
常见错误调试
29
案例研究
人类乳腺癌空间转录组数据分析实战
案例研究人类乳腺癌空间转…
30
前沿展望
GPU加速与GPU互连 · NVLink · 多节点分布式分析趋势
前沿展望GPU