一种基于CPU和GPU协作的分子动力学加速方法技术

本发明专利技术公开了一种基于CPU和GPU协作的分子动力学加速方法，目的是提出一种通过协同使用CPU和GPU的加速方法，在较低成本的情况下实现分子动力学的加速。技术方案是使用配置有多核CPU和GPU的计算机，对待模拟的分子系统建立“网格-单元”结构存储分子信息，使用CPU和GPU动态申请和处理网格，在处理网格时，CPU以单元为单位处理网格，GPU则直接处理整个网格，实现CPU和GPU高效协作地完成分子动力学模拟。采用本发明专利技术可使得CPU核之间负载均衡，避免静态分配计算任务时CPU和GPU可能出现闲置等待的情况，CPU和GPU都能充分发挥自己的计算性能，提高了整个计算机系统的利用率，以低成本实现了分子动力学的加速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种分子动力学加速方法，尤指基于CPU和GPU协作的分子动力学加速方法。
技术介绍
分子动力学方法是一种依靠牛顿力学定律来模拟分子体系的运动，从而计算分子体系宏观性质的方法。它是研究纳米尺度物理现象的重要手段，广泛应用于材料科学、生物物理和药物设计等领域。随着模拟精度的提高和模拟规模的增大，分子动力学模拟时间也随之增长，从而对其实际应用产生了很大影响。目前通常的做法有以下几种1、通过组建集群系统来并行的进行模拟。但这种方法硬件成本较高，同时也需要开发人员不断改进并行算法来挖掘集群系统性能。因此在考虑硬件、人力成本时，不适宜采用该方法。2、通过定制专用计算机来加速模拟。针对分子动力学模拟的不同阶段定制相应的专用硬件进行计算，从而达到很高的模拟速度。但是这种机器硬件成本很高，目前该方法很少采用。3、利用通用加速单元GPU (Graphics Processing Unit，图形处理单元)来协作普通计算机进行模拟。目前GPU厂商为用户提供了通用编程模型如CUDA(统一计算架构模型)等对GPU进行编程，利用GPU浮点计算能力比CPU强的特点，使用GPU完成分子动力学中计算任务本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖湘科，杨灿群，吴强，陈娟，李春江，杜云飞，彭林，左克，石志才，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：