[發明專利]分子動力學計算的實現方法和裝置

在審

• 申請號: 201110403579.2
• 申請日: 2011-12-06
• 公開（公告）號: CN103150463A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 何牧君;何滄平;馬少杰;陳偉;占杰;李斌;吳宏文;顧小寶;曹征
• 申請（專利權）人: 曙光信息產業股份有限公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京德恒律師事務所 11306
• 代理人: 陸鑫;房嶺梅

技術領域

本發明涉及計算機領域，并且特別地，涉及一種分子動力學計算的實現方法和裝置。

背景技術

目前，分子動力學(簡稱為MD)計算需求非常巨大，在TOP500排行中的高性能計算機很多都從事分子動力學相關的計算。分子動力學模擬計算可以解決生物、物理、化學等基礎學科在理論研究時所遇到的各種問題，可以代替傳統的實驗方法，使研究人員更加高效、準確的了解研究對象的本質信息。隨著計算復雜性的不斷提高，人們尋找了很多可以提升計算性能的方法，其中就包括采用各種加速器進行加速的方法。

在目前的分子動力學應用系統中，有的系統運算速度不夠快，有的系統可操作性較差，因此，目前所提供的分子動力學計算方案并不夠完善，但是，對此，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中分子動力學計算方案不夠完善的問題，本發明提出一種分子動力學計算的實現方法和裝置，能夠方便用戶的操作，并且提高計算的速度。

本發明的技術方案是這樣實現的：

根據本發明的一個方面，提供了一種分子動力學計算的實現方法。

該方法包括：接收用戶通過圖形化界面輸入的計算任務；將計算任務中需要計算的數據分配給圖形處理器GPU和中央處理器CPU；GPU和CPU根據分子動力學的計算方法，對各自分配到的需要計算的數據進行分子動力學計算。

并且，將需要計算的數據分配給GPU和CPU包括：根據GPU和CPU的處理能力，對GPU和CPU分別分配需要處理的數據。

并且，將需要計算的數據分配給GPU和CPU包括：

將需要計算的數據分批次分配給GPU和CPU。

該方法可進一步包括：在GPU和CPU進行分子動力學計算的過程中，根據GPU和CPU的處理能力的變化情況，動態調整每批次對GPU和CPU分配的需要計算的數據量。

并且，在首次分配需要計算的數據給GPU和CPU的情況下，該方法進一步包括：通過應用程序編程接口API獲取GPU的標稱處理能力。

此外，CPU的數量為至少一個；GPU的數量為至少一個。

根據本發明的另一方面，提供了一種分子動力學計算的實現裝置。

該裝置包括：至少一個CPU；至少一個GPU；界面提供模塊，用于提供圖形化界面，并接收用戶通過圖形化界面輸入的計算任務；分配模塊，用于將計算任務中需要計算的數據分配給GPU和CPU；并且，GPU和CPU用于根據分子動力學的計算方法，對各自分配到的需要計算的數據進行分子動力學計算。

并且，分配模塊進一步用于根據GPU和CPU的處理能力，對GPU和CPU分別分配需要處理的數據。

并且，分配模塊進一步用于將需要計算的數據分批次分配給GPU和CPU。

進一步地，分配模塊進一步用于在GPU和CPU進行分子動力學計算的過程中，根據GPU和CPU的處理能力的變化情況，動態調整每批次對GPU和CPU分配的需要計算的數據量。

本發明通過提供可視化界面方便用戶輸入任務，并將分配的任務交由CPU和GPU共同完成，實現了計算系統的異構，并且能夠有效提高計算的速度，使分子動力學的計算方案得到有效完善。

附圖說明

圖1是根據本發明實施例的分子動力學計算的實現方法的流程圖；

圖2是根據本發明實施例的分子動力學計算的實現裝置的框圖。

具體實施方式

根據本發明的實施例，提供了一種分子動力學計算的實現方法。

如圖1所示，根據本發明實施例的分子動力學計算的實現方法包括：

步驟S101，接收用戶通過圖形化界面輸入的計算任務；

步驟S103，將計算任務中需要計算的數據分配給圖形處理器(Graphic?Processing?Unit，簡稱為GPU)和中央處理器(簡稱為CPU)；

步驟S105，GPU和CPU根據分子動力學的計算方法，對各自分配到的需要計算的數據進行分子動力學計算。

其中，在將需要計算的數據分配給GPU和CPU時，可以根據GPU和CPU的處理能力，對GPU和CPU分別分配需要處理的數據。由于分子動力學計算中通常需要計算的數據量較大，因此可以將需要計算的數據分批次分配給GPU和CPU。

優選地，由于處理器在運行過程中，其性能會出現一定的波動，因此，在GPU和CPU進行分子動力學計算的過程中，可以根據GPU和CPU的處理能力的變化情況，動態調整每批次對GPU和CPU分配的需要計算的數據量。這樣就能夠保證在各個時間都對GPU和CPU分配合理的任務量。