在HPC集群上将GROMACS分子动力学代码扩展到65k CPU核心
Carsten Kutzner1, Vedran Miletić2, Karen Palacio Rodríguez3
1Theoretical and Computational Biophysics, Max Planck Institute for Multidisciplinary Sciences, Göttingen, Germany.
GROMACS 2024分子动力学 (MD) 代码在现代HPC集群上实现了卓越的性能. 这种模拟软件有效地扩展,使得大尺度生物分子系统的研究成为可能,并为模拟小细胞铺平了道路.
科学领域:
- 计算化学是一种计算化学.
- 生物物理学的生物物理.
- 高性能计算的高性能计算.
背景情况:
- 分子动力学 (MD) 模拟对于理解生物分子系统至关重要.
- 高性能计算 (HPC) 的进步对于处理更大,更复杂的模拟是必不可少的.
- 高效的软件性能是最大限度地利用HPC资源的关键.
研究的目的:
- 在大型HPC集群上对GROMACS 2024 MD代码的性能进行基准测试.
- 评估GROMACS 2024的可扩展性和能源效率,使用不同的系统大小和消息传递接口 (MPI) 库.
- 评估当前HPC基础设施对模拟中大尺度生物系统的潜力.
主要方法:
- 在HPC集群上对GROMACS 2024进行基准测试,AMD CPU可达65,536个核心.
- 使用五个MD系统,从8.2万到2.4亿个原子.
- 使用Intel-MPI和Open-MPI库进行性能比较.
主要成果:
- 在最大的系统 (204M原子) 中观察到近乎完美的强度缩放,可达65,536个核心,并行效率> 0.9.9.
- 能源效率与平行效率相当或优于平行效率.
- 达到687 ns/d (82k原子),116 ns/d (53M原子) 和35 ns/d (204M原子) 的峰值性能.
结论:
- 在现代HPC系统上,GROMACS 2024展示了卓越的可扩展性和性能.
- 结果证实了最先进的HPC能够模拟像病毒和有机体这样的中层生物分子系统的能力.
- 未来的模拟可能会扩展到包括小细胞结构,从而推动生物研究.
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