[發明專利]分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法及系統

在審

• 申請號: 202010213790.7
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111444134A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發明（設計）人: 劉衛國;邵奇;張庭堅
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F15/173
• 分類號: G06F15/173;G06F15/80;G06F13/28;G16C10/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

1.一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法，其特征是：包括：

將計算任務拆分成多份，分配至超級計算平臺的各個從核上，利用從核進行計算；

在計算過程中的快速傅里葉變換中，利用數據分塊，從核完成矩陣轉置的數據復制；

主核使用DMA的方式獲取各從核的計算結果，并將各計算結果合并及向量化，主核使用RDMA技術代替傳統的MPI技術來獲取其他主核的數據。

2.如權利要求1所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法，其特征是：各步驟為并行的。

3.如權利要求1所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法，其特征是：根據從核的數量N，將計算數據拆分為N份，并將每一份分配到一個從核上。

4.如權利要求1所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法，其特征是：將原始數據分塊，每個從核使用DMA方式在主存中讀取指定塊的數據，將這些數據進行轉置并拼接成轉置后的連續內存數據，并最后將這些連續數據以DMA的方式寫回主存。

5.如權利要求1所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法，其特征是：數據分塊時，讀取和寫回粒度均控制在180B-200B之間。

6.如權利要求1所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法，其特征是：利用加法操作合并各個從核的計算結果，使用單指令多數據流的方法，優化所述加法操作過程。

7.如權利要求1所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法，其特征是：引入局部數據存儲器，用作保存從核所需要的數據的存儲器，使用局部數據存儲器，用以保存從核所需要的數據，每個從核擁有各自的局部數據存儲器，原始計算數據直接創建在局部數據存儲器中。

8.一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化系統，其特征是：包括：

從核優化模塊，被配置為將計算任務拆分成多份，分配至超級計算平臺的各個從核上，利用從核進行計算；

數據復制優化模塊，被配置為在計算過程中的快速傅里葉變換中，利用數據分塊，從核完成矩陣轉置的數據復制；

通訊優化模塊，主核使用DMA的方式獲取各從核的計算結果，并將各計算結果合并及向量化，主核使用RDMA技術獲取其他主核的數據。

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征是：其中存儲有多條指令，所述指令適于由終端設備的處理器加載并執行權利要求1-7中任一項所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法。

10.一種終端設備，其特征是：包括處理器和計算機可讀存儲介質，處理器用于實現各指令；計算機可讀存儲介質用于存儲多條指令，所述指令適于由處理器加載并執行權利要求1-7中任一項所述的一種分子動力學模擬軟件的并行PME的加速優化方法。