[發明專利]在多處理器系統上進行分子動力學模擬的方法和裝置

有效

• 申請號: 200910003257.1
• 申請日: 2009-01-21
• 公開（公告）號: CN101782930A
• 公開（公告）日: 2010-07-21
• 發明（設計）人: 李廣磊;王佰玲;鐘忻;汪文俊
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 于靜;周春燕

1.一種在多處理器系統上進行分子動力學模擬的方法，其中該多處理 器系統包括至少一個核心處理器以及多個加速器，該方法包括：

將需要進行分子動力學模擬的物質空間劃分為多個小盒子；

以每一個小盒子的分子數據連續存儲在與該小盒子對應的存儲區域中 的方式，將上述多個小盒子的分子數據存儲在該多處理器系統的主存儲器 中；以及

以在一次DMA操作中獲取至少一個小盒子的分子數據的方式，使上 述多個加速器并行地從上述主存儲器中重復獲取上述多個小盒子的分子數 據，并進行分子動力學模擬計算。

2.根據權利要求1所述的方法，其中所述小盒子為立方體或者長方體。

3.根據權利要求1所述的方法，其中將上述多個小盒子的分子數據存 儲在該多處理器系統的主存儲器中的步驟進一步包括：

在上述多處理器系統的主存儲器中，設置與上述多個小盒子的數量對 應的多個存儲區域；

確定上述多個小盒子與上述多個存儲區域的對應關系；以及

按照上述多個小盒子與上述多個存儲區域的對應關系，將該多個小盒 子的分子數據分別存儲到上述多個存儲區域中。

4.根據權利要求3所述的方法，其中上述多個存儲區域在上述主存儲 器中是連續地設置的。

5.根據權利要求3所述的方法，其中確定上述多個小盒子與上述多個 存儲區域的對應關系的步驟進一步包括：

為上述多個小盒子設置在空間坐標系中的相對位置坐標；以及

通過相對位置坐標的計算，確定該多個小盒子與上述多個存儲區域的 對應關系。

6.根據權利要求2～5中的任意一項所述的方法，其中使上述多個加速 器并行地從上述主存儲器中重復獲取上述多個小盒子的分子數據，并進行 分子動力學模擬計算的步驟進一步包括：

根據上述多個加速器的數量，將上述多個小盒子劃分為相應的多個部 分，其中每一個部分包括多層小盒子；

將上述多個部分分配給上述多個加速器，以使每一個加速器處理其中 的一個部分；以及

使上述多個加速器并行地對于各自的部分，逐層獲取分子數據并進行 分子動力學模擬計算，其中上述多個加速器在并行處理中相互之間始終隔 著多層小盒子。

7.根據權利要求6所述的方法，其中將上述多個小盒子劃分為相應的 多個部分的步驟進一步包括：

沿空間坐標系的坐標軸方向將上述多個小盒子劃分為相應的多個部 分。

8.根據權利要求6所述的方法，其中使上述多個加速器并行地對于各 自的部分，逐層獲取分子數據并進行分子動力學模擬計算的步驟進一步包 括：

使上述多個加速器并行地對于各自的部分，逐個層中的逐個條帶地獲 取分子數據并進行分子動力學模擬計算，其中一個條帶包含多個小盒子。

9.根據權利要求8所述的方法，其中使上述多個加速器并行地對于各 自的部分，逐個層中的逐個條帶地獲取分子數據并進行分子動力學模擬計 算的步驟進一步包括：

使上述多個加速器并行地對于各自的部分，從第一層開始逐層地進行 如下處理：

對于當前層中的各個當前條帶，獲取與該當前條帶的分子動力學模擬 計算有關的多個條帶的分子數據到本地存儲器中，并利用該多個條帶的分 子數據進行該當前條帶的分子動力學模擬計算。

10.根據權利要求8所述的方法，其中使上述多個加速器并行地對于 各自的部分，逐個層中的逐個條帶地獲取分子數據并進行分子動力學模擬 計算的步驟進一步包括：

使上述多個加速器并行地對于各自的部分，從第一層開始逐層地進行 如下處理：

根據上述多個加速器的本地存儲器容量以及上述多個小盒子中的分子 數目，將當前層劃分為多欄；以及

對于該多欄的每一個中的各個當前條帶，獲取與該當前條帶的分子動 力學模擬計算有關的多個條帶的分子數據到本地存儲器中，并利用該多個 條帶的分子數據進行該當前條帶的分子動力學模擬計算。