CAJ | 학술논문

GPU最初是专为图形渲染而设计的.近年来已经演化为高并行度、多线程、具有强大计算能力和极高存储器带宽的通用多核处理器,目前主流GPLJ的峰值计算能力通常可达CPU的数10倍.这提供了1种解决大计算量难题的新的可能.分子动力学模拟需要极强的计算能力.故使用GPU来进行分子动力学模拟的尝试是很自然的选择.本文基于NVIDIA的GeForceGTX295 GPU和CUDA2.3开发环境实现了范德华力计算、范德华势能计算和基于网格的邻居搜索.在邻居搜索算法实现中,对于不同计算能力的GPU给出了不同的实现策略.对36万粒子规模的高分子聚乙烯体系算例的测试表明:1个时间步的计算结果与计算性能突出的分子动力学软件GROMACS相应的计算结果一致(运行在工作站Intel Xeon E 5405上),相对于CPU单核计算性能有大幅提高,其中邻居搜索加速了17倍,范德华力计算加速了47倍;并且解决了邻居搜索时的边界问题.虽然本文是针对范德华力的计算,但是策略是通用的,其他方向的研究人员也可以参考.测试结果表明,使用 GPU来加速较大规模计算量的计算是可取的.
GPU최초시전위도형선염이설계적.근년래이경연화위고병행도、다선정、구유강대계산능력화겁고존저기대관적통용다핵처리기,목전주류GPLJ적봉치계산능력통상가체CPU적수10배.저제공료1충해결대계산량난제적신적가능.분자동역학모의수요겁강적계산능력.고사용GPU래진행분자동역학모의적상시시흔자연적선택.본문기우NVIDIA적GeForceGTX295 GPU화CUDA2.3개발배경실현료범덕화력계산、범덕화세능계산화기우망격적린거수색.재린거수색산법실현중,대우불동계산능력적GPU급출료불동적실현책략.대36만입자규모적고분자취을희체계산례적측시표명:1개시간보적계산결과여계산성능돌출적분자동역학연건GROMACS상응적계산결과일치(운행재공작참Intel Xeon E 5405상),상대우CPU단핵계산성능유대폭제고,기중린거수색가속료17배,범덕화력계산가속료47배;병차해결료린거수색시적변계문제.수연본문시침대범덕화력적계산,단시책략시통용적,기타방향적연구인원야가이삼고.측시결과표명,사용 GPU래가속교대규모계산량적계산시가취적.