УСКОРЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-ДИНАМИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕПОЛЯРНЫХ МОЛЕКУЛ ПРИ ПОМОЩИ GPU |
| 3 | |
| 2014 |
| научная статья | 004.021+519.6 | ||
| 126-133 | молекулярная динамика, структура данных, GPU |
| Описывается применение структуры данных в молекулярно-динамическом моделировании неполярных молекул. Взаимодействие между атомами описывается потенциалом Леннарда-Джонса. Разработанная структура данных позволяет уменьшить вычислительную сложность алгоритма с квадратичной до линейной. Приведена схема реализации алгоритма для гетерогенной архитектуры, состоящей из CPU и GPU. Использование GPU позволяет достичь значительного ускорения вычислений. Показано, что описанная методика может быть использована для моделирования динамики неполярных молекул в области с характерными размерами в десятки нанометров на персональных суперкомпьютерах, оборудованных несколькими GPU. |
 |
| 1 . Allen M.P., Tildesley D.J. Computer Simulation of Liquids. Oxford: Clarendon Press, 1987. 385 p. 2 . Gumerov N.A., Ramani Duraiswami. Fast multipole methods on graphics processors // J. Computational Physics. 2008. V. 227. P. 8290-8313. 3 . Марьин Д.Ф., Малышев В.Л., Моисеева Е.Ф. и др. Ускорение молекулярно-динамических расчетов с помощью Быстрого Метода Мультиполей и графических процессоров // Журнал «Вычислительные методы и программирование». М.: МГУ. 2013. Т. 14. С. 483-495. 4 . Plimpton Steve. Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics // J. Computational Physics. 1995. V. 117. № 1. P. 1-19. 5 . Forester T.R., Smith W. DL POLY 2.0: A general-purpose parallel molecular dynamics simulation package // J. Mol. Graph. 1996. V. 14. № 3. P. 136-141. 6 . Phillips James C., Braun R., Wang Wei, et al. Scalable molecular dynamics with namd // J. Computational Chemistry. 2005. V. 26. № 16. P. 1781-1802. 7 . Berendsen H.J.C., Van Der Spoel D., Van Duren R. Gromacs: A message-passing parallel molecular dynamics implementation // Comp. Phys. Comm. 1995. V. 91. P. 43-56. 8 . Limbach H.J., Arnold A., Mann D.A., Holm C. Espresso - an extensible simulation package for research on soft matter systems // Comp. Phys. Comm. 2006. V. 174. № 9. P. 704-727. 9 . Yang Juekuan, Wang Yujuan, Chen Yunfei. GPU accelerated molecular dynamics simulation of thermal conductivities // J. Computational Physics. 2007. V. 221. № 2. P. 799-804. 10 . Che Shuai, Boyer Michael, Meng Jiayuan, et al. A performance study of general-purpose applications on graphics processors using CUDA // J. Parallel and Distributed Computing. 2008. V. 68. № 10. P. 1370-1380. 11 . Liu Weiguo, Schmidt Bertil, Voss Gerrit, Muller-Wittig Wolfgang. Accelerating molecular dynamics simulations using Graphics Processing Units with CUDA // Comp. Phys. Comm. 2008. V. 179. № 9. P. 634-641. 12 . Anderson Joshua A., Lorenz Chris D., Travesser A. General purpose molecular dynamics simulations fully implemented on graphics processing units // J. Computational Physics. 2008. V. 227. P. 5342-5359. 13 . van Meel J.A., Arnold A., Frenkel D., et al. Harvesting graphics power for md simulation // Molecular Simulation. 2008. V. 34. № 3. P. 259-266. 14 . Trott Christian R., Winterfeld Lars, Crozier Paul S. General-purpose molecular dynamics simulations on GPU-based clusters. 2011. URL:~http://arxiv.org/abs/ 1009.4330v2. 15 . Jones J.E. On the Determination of Molecular Fields. II. From the Equation of State of a Gas // Royal Society of London. Proc. Series A. 1924. V. 106. P. 463-477. 16 . Berendsen H.J.C., Postma J.P.M., van Gunsteren W.F., et al. Molecular-Dynamics with Coupling to an External Bath // J. Chemical Physics. 1984. V. 81. № 8. P. 3684-3690. 17 . Кормен Томас Х., Лейзерсон Чарльз И., Ривест Рональд Л., Штайн Клиффорд. Алгоритмы. Построение и анализ. М.: Вильямс, 2012. 1296 c. 18 . Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 721 c. |