基于神威太湖之光上NAMD软件的移植与优化

摘要

NAMD(Nanoscale Molecular Dynamics,纳米级粒度分子动力学)是基于Charm++并行编程模型的开源免费分子动力学模拟软件,能够在大规模并行计算机上快速模拟百万原子级别的大分子体系.太湖之光为中国自主研发的超级计算机,峰值性能为125.4Pflop/s,共有1000多万个核心,整机Linpack效率不低于70％.NAMD在空间上对原子进行划分,在计算上对力进行划分,充分曝露出单步模拟的并行度,并通过CHARM++对负载平衡进行调控.针对NAMD进行模拟计算时的特点,本文移植并优化了NAMD的核心计算代码,让其能够更好地运行在超级计算机神威太湖之光上,优化后性能提高了近20倍,单个核组的性能较Intel Xeon E5-2650v2提高2倍.扩展性方面目前至多可达到180多万核的并行度,突破百万核大关。