基于GPU的分子动力学模拟并行化及实现

摘要：

分子动力学模拟作为获得液体、固体性质的重要计算手段,广泛应用于化学、物理、生物、医药、材料等众多领域.模拟体系的复杂性和精确性的需求,使得计算量巨大,耗费时间长.并行计算是加速大规模分子动力学模拟的重要途径.GPU以几百GFlops甚至上TFlops的运算能力,为分子动力学模拟等的计算密集型应用提供了新的加速方案.提出了一种基于GPU的分子动力学模拟并行算法—oApT-AD,并在OpenCL和CUDA框架下加以实现.性能测试显示,在Tesla C1060显卡上,该算法在OpenCL框架下的实现相对于CPU的串行实现,最高达到120倍加速比.通过对比发现,该算法在CUDA上的性能与OpenCL基本相当.同时,该算法还可以扩展到两块及以上的GPU上,具有良好的可扩展性.

关键词：分子动力学、GPU、OpenCL、CUDA、原子分解法

所属期刊栏目：38

分类号：TP312(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家863计划项目2006AA01A125,2009AA01A129,2009AA01A134;国家重大专项核高基项目2009ZX01036-001-002

在线出版日期：2012-01-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：275-278,287