分子模拟中的长程相互作用与并行可扩展性
软凝聚态物质
2007-05-23 v2
摘要
典型的生物分子系统，如细胞膜、DNA 和蛋白质复合物，是高度带电的。因此，对此类系统进行计算建模时，高效且精确地处理静电相互作用至关重要。我们采用 GROMACS 模拟软件包，在一系列计算机架构（Pentium-4、IBM Power 4 和 Apple/IBM G5）上，对不同的常用静电计算方案进行了广泛的基准测试，涵盖了单处理器性能以及多达 8 个节点的并行性能——我们还测试了在四种不同网络上的可扩展性，即 Infiniband、千兆以太网、快速以太网和近均匀内存架构（即 CPU 之间可通过直接读取或写入其他 CPU 的本地内存进行通信）。结果表明，粒子网格 Ewald 方法（PME）表现出奇地好，并提供了有竞争力的性能，除非需要在具有较旧网络基础设施的 PC 硬件上进行并行运算。我们使用包含 128、512 和 2048 个脂质分子的脂质双层作为测试系统，它们代表了生物分子模拟中遇到的典型案例。我们的结果能够准确预测当前大多数计算系统上的串行和并行运算速度。这些结果应有助于，例如，为一个小型部门计算机集群选择最合适的配置。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0410210,
title = {Long-range interactions & parallel scalability in molecular simulations},
author = {Michael Patra and Marja T. Hyvonen and Emma Falck and Mohsen Sabouri-Ghomi and Ilpo Vattulainen and Mikko Karttunen},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0410210},
year = {2007}
}