GROMACS 分子动力学仿真软件包在 SYCL 与 CUDA 编程模型下的性能比较
分布式、并行与集群计算
2024-06-18 v1 性能
摘要
多年来，基于 Nvidia GPU 架构的系统一直主导异构超级计算机格局。然而，近期由 Intel 和 AMD 制造的 GPU 芯片切入市场，如今也能在一些世界最快的超级计算机中找到它们。2023 年 6 月的 TOP500 超级计算机列表将田纳西奥尔茨的 Frontier 超级计算机列为全球第 1 位系统。该系统配备 AMD Instinct 250 X GPU，是目前唯一真正意义上的 Exascale 级计算机。在 2009 年首次支持跨多个硬件供应商异构平台的框架是 OpenCL。此后，开发了许多支持供应商中立异构环境的框架，包括 OpenMP、OpenCL、Kokkos 和 SYCL。SYCL 将 OpenCL 的概念与单源 C++ 的灵活性相结合，是支持异构计算设备的前景更好的编程模型之一。其关键优势在于提供更高级的编程接口，抽象掉了其他框架许多硬件细节。这使得 SYCL 更容易学习和在多个架构和供应商之间保持一致。近年来，人们对使用异构计算架构加速分子动力学仿真越来越感兴趣。一些较流行的分子动力学仿真包括 Amber、NAMD 和 GROMACS。然而，据我们所知，仅 GROMACS 已成功移植到 SYCL。本文比较了使用 SYCL 和 CUDA 框架编译的 GROMACS 在各种标准 GROMACS 基准测试中的性能。此外，我们比较了其在三个不同 Nvidia GPU 芯片组（P100、V100 和 A100）上的性能。
引用
@article{arxiv.2406.10362,
title = {A Comparison of the Performance of the Molecular Dynamics Simulation Package GROMACS Implemented in the SYCL and CUDA Programming Models},
author = {L. Apanasevich and Yogesh Kale and Himanshu Sharma and Ana Marija Sokovic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.10362},
year = {2024}
}