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分子动力学邻接表构建优化方法、系统及超级计算机平台技术方案

技术编号:45948892 阅读:10 留言:0更新日期:2025-07-29 17:51
本发明专利技术属于分子动力学领域,为解决传统邻接表构建时缓存命中率下降等问题,提供了分子动力学邻接表构建优化方法、系统及超级计算机平台。分子动力学邻接表构建优化方法包括将各个物理空间内的原子坐标映射到三维整数网格坐标;对所有原子的三维整数网格坐标进行一维映射编码并对所有原子进行排序;聚簇排序后的所有原子,得到若干个原子簇并初始化其内的共享状态;基于初始化的每个原子簇内的共享状态,构建每个原子簇的候选邻居区域;根据向量化指令统一遍历各个原子簇的候选邻居区域,构建各个原子簇各原子的邻接表并写入全局邻接表中,实现了更大规模、更高效率的分子模拟。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于分子动力学领域,尤其涉及一种分子动力学邻接表构建优化方法、系统及超级计算机平台


技术介绍

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息,不必然构成在先技术。

2、在大规模分子动力学模拟中,在每一个时间步中快速构建每个原子的邻接表(neighbor list),以筛选出所有可能进入截断距离的邻居原子对,这样能够高效计算原子间的相互作用力。随着模拟系统的规模迅速扩大至上亿原子级别,同时在现代高性能计算平台上部署,如异构计算平台、numa(non uniform memory access,非内存一致性访问结构)多节点架构、大规模多核/多线程系统,传统的邻接表构建方法存在如下挑战:

3、(1)原子在存储中的排列方式不连续,邻居搜索过程中频繁跳跃访问内存,尤其在空间划分不均匀时更加明显,极大降低了l1/l2缓存命中率。

4、(2)在并行版本中,邻接表构建通常采用基于原子id的静态划分,导致高密度区域线程负载过重,而低密度区域线程空闲,出现负载不均问题;原子分布的不均匀性使得某些线程需要处理的原子远多本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,在遍历相应候选邻居区域的过程中,针对候选邻居区域的每个候选原子构建一个集群邻居条目的数据结构,其由相应候选原子及当前原子簇的掩码构成。

3.如权利要求2所述的分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,在某候选原子的集群邻居条目的数据结构中,与相应候选原子满足邻居条件的当前原子簇的原子的掩码设为1。

4.如权利要求2所述的分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,根据某候选原子的集群邻居条目的数据结构中的掩码,去除全局邻接表中的当前候...

【技术特征摘要】

1.一种分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,在遍历相应候选邻居区域的过程中,针对候选邻居区域的每个候选原子构建一个集群邻居条目的数据结构,其由相应候选原子及当前原子簇的掩码构成。

3.如权利要求2所述的分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,在某候选原子的集群邻居条目的数据结构中,与相应候选原子满足邻居条件的当前原子簇的原子的掩码设为1。

4.如权利要求2所述的分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,根据某候选原子的集群邻居条目的数据结构中的掩码,去除全局邻接表中的当前候选原子的冗余存储。

5.如权利要求1所述的分子动力学邻接表构建优化方法,其特征在于,针对各个原子簇内的每个原子,逐个判断每个原子与其对应候选邻居区域内的候选原子是否满足邻...

【专利技术属性】
技术研发人员:段晓辉安会海高萍刘卫国
申请(专利权)人:山东大学
类型:发明
国别省市:

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