在同质溶解理论计算中,MPI-平行化网格
Daniel R Roe1, Bernard R Brooks1
1Laboratory of Computational Biology, National Heart Lung and Blood Institute, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA.
Journal of computational chemistry
|December 10, 2023
概括
网格不均溶解理论 (GIST) 方法的速度通过与MPI并行计算来提高. 这种方法有效地加速了分子动力学模拟的溶解能量和计算.
科学领域:
- 计算化学计算化学
- 分子动力学模拟模型
- 生物物理学的生物物理.
背景情况:
- 网格不均溶解理论 (GIST) 方法对于计算分子模拟中的溶解能量至关重要.
- 在电网上涉及水-水和水-溶液相互作用的GIST计算是计算密集的.
- 之前对GIST的优化包括OpenMP,GPU和粒子网格Ewald方法.
研究的目的:
- 为了提高GIST方法的计算速度.
- 为GIST计算实施并行化策略.
- 为了提高溶解能量和计算的效率.
主要方法:
- 使用消息传递接口 (MPI) 进行GIST计算并行.
- 在多个处理器中分布轨迹,用于并行处理.
- 在MPI的基础上对轨迹后计算进行并行.
- 将并行GIST方法集成到CPPTRAJ分析软件中.
主要成果:
- 通过MPI并行实现,在GIST溶解能量计算中实现了显著的加速.
- 通过最小的进程间通信,计算的有效扩展随着处理器数量的增加.
- 成功并行计算,这取决于所有轨迹框架.
- 平行化GIST方法现在可以在开源软件CPPTRAJ中使用.
结论:
- 基于MPI的并行化有效地加快了GIST计算,包括能量和成分.
- 并行GIST方法表现出极好的可扩展性,使其适合大规模的分子动力学研究.
- 在CPPTRAJ中的实现为研究人员提供了一个更快,更容易使用的解决分析工具.
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