分子动力学模拟LINCS约束算法的GPU并行化

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	分子动力学模拟LINCS约束算法的GPU并行化
	刘忠亮 ; 李晓霞 ; 石静 ; 郭力 ; 孔滨 ; 杨小震
刊名	计算机与应用化学
	2012
期号	08 页码:907-912
关键词	分子动力学(MD) LINCS约束算法 GPU CUDA GROMACS
中文摘要	分子动力学模拟(Molecular Dynamics,MD)是计算化学和生物模拟领域一种重要的计算手段,由于计算强度大,目前MD可模拟的时空尺度还不能满足真实物理过程的需要,计算速度是其主要瓶颈之一。2007年以来,比CPU具有更强大的存储器带宽和计算能力的GPU(Graphics Processing Units)的可编程能力获得了显著提升,为数值计算的并行加速提供了一种新的选择。除了使用并行技术加速MD,合理地使用约束算法可增大模拟的时间步长以降低MD计算量。本文首次建立了GPU加速的LINCS(Linear Constraint Solver)约束算法GMD_LINCS,使用线程组织、合并访问、全局同步等对其进行了优化。GMD_LINCS是基于GPU的MD程序(GMD)的约束算法部分。采用GROMACS官网提供的基准算例二氢叶酸还原酶(DHFR)对GMD_LINCS的测试结果表明,GMD_LINCS程序和GROMACS4.5.3CPU版本的计算精度吻合较好。对含有19万个粒子(27条链)的聚丙烯腈(PAN)算例的测试结果表明,GMD_LINCS程序的计算性能获得明显提升,比GROMACS4.5.3相应的LINCS约束算法的单核CPU性能可加速约17倍、是其八核CPU性能的4.5倍左右。
公开日期	2014-08-27
内容类型	期刊论文
版本	出版稿
源URL	[http://ir.ipe.ac.cn/handle/122111/10219]
专题	过程工程研究所_研究所（批量导入）
推荐引用方式 GB/T 7714	刘忠亮,李晓霞,石静,等. 分子动力学模拟LINCS约束算法的GPU并行化[J]. 计算机与应用化学,2012(08):907-912.
APA	刘忠亮,李晓霞,石静,郭力,孔滨,&杨小震.(2012).分子动力学模拟LINCS约束算法的GPU并行化.计算机与应用化学(08),907-912.
MLA	刘忠亮,et al."分子动力学模拟LINCS约束算法的GPU并行化".计算机与应用化学 .08(2012):907-912.