Heterogeneous parallelization and acceleration of molecular dynamics simulations in GROMACS

作者
Szilárd Páll,Artem Zhmurov,Paul Bauer,Mark Abraham,Magnus Lundborg,Alan Gray,Berk Hess,Erik Lindahl,Szilárd Páll,Artem Zhmurov,Paul Bauer,Mark Abraham,Magnus Lundborg,Alan Gray,Berk Hess,Erik Lindahl
出处
期刊:Journal of Chemical Physics [American Institute of Physics]
卷期号:153 (13): 134110-134110 被引量:707
标识
DOI:10.1063/5.0018516
摘要

The introduction of accelerator devices such as graphics processing units (GPUs) has had profound impact on molecular dynamics simulations and has enabled order-of-magnitude performance advances using commodity hardware. To fully reap these benefits, it has been necessary to reformulate some of the most fundamental algorithms, including the Verlet list, pair searching, and cutoffs. Here, we present the heterogeneous parallelization and acceleration design of molecular dynamics implemented in the GROMACS codebase over the last decade. The setup involves a general cluster-based approach to pair lists and non-bonded pair interactions that utilizes both GPU and central processing unit (CPU) single instruction, multiple data acceleration efficiently, including the ability to load-balance tasks between CPUs and GPUs. The algorithm work efficiency is tuned for each type of hardware, and to use accelerators more efficiently, we introduce dual pair lists with rolling pruning updates. Combined with new direct GPU–GPU communication and GPU integration, this enables excellent performance from single GPU simulations through strong scaling across multiple GPUs and efficient multi-node parallelization.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yznfly举报shuxue求助涉嫌违规
刚刚
木易北北完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
Jasper应助d邓军伟采纳,获得10
1秒前
上官若男应助无事东风采纳,获得10
1秒前
yae发布了新的文献求助10
1秒前
1111发布了新的文献求助10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
顾矜应助nnnnnn采纳,获得10
2秒前
2秒前
科研通AI6.1应助农艳宁采纳,获得10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
所所应助可耐的以冬采纳,获得10
4秒前
lianghua应助All_fly采纳,获得10
4秒前
5秒前
lin发布了新的文献求助10
5秒前
充电宝应助panpan采纳,获得10
5秒前
郭嘉仪发布了新的文献求助10
5秒前
科研通AI6.1应助心肌细胞采纳,获得10
6秒前
7秒前
zhang发布了新的文献求助20
8秒前
8秒前
完美的tuzi发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
李健应助uzumay采纳,获得10
9秒前
10秒前
明天见发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
舍予完成签到,获得积分10
11秒前
科目三应助cxy采纳,获得10
11秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
sci发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
xing完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
the Oxford Guide to the Bantu Languages 3000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5761931
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5533128
关于积分的说明 15401477
捐赠科研通 4898183
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2634740
邀请新用户注册赠送积分活动 1582897
关于科研通互助平台的介绍 1538134