神威太湖之光上万亿金属原子级联碰撞的分子动力学模拟
分布式、并行与集群计算
2021-07-19 v1
摘要
反应堆压力容器钢材料的辐射损伤是对核反应堆安全的主要威胁。其由金属原子级联碰撞引起，当原子被高能中子撞击时初始化。本文提出 MISA-MD，一种分子动力学新实现，用以采用 EAM 势模拟此类级联碰撞。MISA-MD 实现了（1）基于哈希的数据结构以高效存储原子并查找其邻居，以及（2）基于神威太湖之光超级计算机 SW26010 处理器的若干加速与优化策略，包括高效的势表存储与插值方法、避免写冲突的着色方法以及双缓冲与数据复用策略。实验结果表明，MISA-MD 具有良好的精度与可扩展性，并在 6550 亿原子系统中获得超过 79% 的并行效率。与最先进的 MD 程序 LAMMPS 相比，MISA-MD 所需内存更少且计算性能更优。
引用
@article{arxiv.2107.07866,
title = {MD Simulation of Hundred-Billion-Metal-Atom Cascade Collision on Sunway Taihulight},
author = {Genshen Chu and Yang Li and Runchu Zhao and Shuai Ren and Wen Yang and Xinfu He and Chungjun Hu and Jue Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.07866},
year = {2021}
}