分子動力学法プログラムAMBERとBarnes - Hut tree codeの並列化による高速化

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タイトル別名
  • ブンシ ドウリキガクホウ プログラム AMBER ト Barnes-Hut tree code ノ ヘイレツカ ニ ヨル コウソクカ
  • Parallelization and Performance Evaluation of MD Program AMBER and Barnes - Hut Tree Code
  • 並列処理応用

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抄録

分子動力学シミュレーションのプログラムAMBERとBarnes-Hutのtree codeとを 分散メモリ型並列計算機SR2201上でMPI通信ライブラリを使って並列化し実行スピードの評価を行った. まず AMBERについては 我々が作成した通信関数を使うことによって台数効果が改善され AMBERのホームページ(1998年2月)で公表されている速度に比べて24倍のスピードに加速することができた(256PUsで75倍). また Barnes-Hut tree codeの実行速度は 木構造の構築を独自の手法によって並列化することによって 目覚ましい台数効果(256PUsで189倍)を達成することができた. さらに この並列化Barnes-Hut tree codeを利用することによって AMBERの電荷分布に対するクーロン力を 高速に計算できることを実証した. また 並列化したAMBERとBarnes-Hut tree codeは 技術研究組合新情報処理開発機構で開発されたPCクラスタ(Pentium Pro 200 MHz 64PUs NetBSD)上でも 良好な加速性能を示した(それぞれ 64PUsで16倍と30倍).

We parallelized molecular dynamics (MD) simulation program AMBER and Barnes-Hut tree code using the MPI library and evaluated those performance on SR2201. The speed of AMBER was remarkably increased by our improvements compared with the performance data of AMBER home page. On the other hand, the speed of Barnes-Hut tree code was also accelerated by our parallelization approach on SR2201 (189 times faster for 256PUs). We demonstrated that Coulomb interactions of a protein in water were efficiently calculated by the parallelized Barnes-Hut tree code. In addition, the parallelized AMBER and Barnes-Hut tree code showed the good acceleration on our PC cluster (Pentium Pro 200 MHz, 64 PUs, NetBSD) (16 and 30 times faster than 1 PU for 64 PUs, respectively).

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