科研成果

基于Intel MIC平臺大規模耗散粒子動力學模擬設計與優化

時間:2015-11-05  來源: 文本大小:【 |  | 】  【打印

  耗散粒子動力學(Dissipative particle dynamics: DPD)模擬是一種粗粒化的流體動力學模擬方法,屬于介觀尺度模擬,還可以結合原子尺度的分子動力學進行多尺度建模。DPD模擬被廣泛應用在微通道、薄膜演化、表面活性劑自組織、聚合物的結構和流變、血紅細胞變形等軟物質研究領域。大規模DPD模擬促進了該方法的深入應用與研究,同時也對高性能計算提出了更大的需求。

  高性能計算架構Intel集成眾核(MIC)為高度并行計算需求提供了一個優秀的解決方案。x86架構下的CPU+MIC異構協同計算完美結合,支持多種并行編程模型,并提供豐富的工具鏈支持,這為大規模DPD模擬的實現提供了良好基礎平臺。

  中科院超算中心聯合Intel組建了中國大陸的首個并行計算中心(Intel Parallel Computing Center,IPCC),當前正著手基于Intel MIC平臺對大規模耗散粒子動力學模擬進行實現與優化。該研究課題分兩個階段:第一階段面向MIC平臺實現DPD模擬的原型程序,并進行相關性能測試;第二階段將集成相關實現到當前普遍使用的大規模分子動力學模擬軟件LAMMPS中,進一步設計與優化,最后做到相關軟件實現的推廣使用。從軟件實現的MIC平臺上性能測試來看,通過各種優化手段獲得了顯著提升的加速比。該課題的研究主要針對DPD模擬的設計優化及其大規模模擬的兩大難題,將促進DPD模擬在其研究領域的深入應用,并發揮其巨大的現實價值。

 

  native_dpd_mic_notitle.pdf  atoms4000_t2.0_steps5e6.tif 

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