SHAKE法に着目した分子動力学ソフトウェアmyPresto／OmegageneのCPU·GPU混在環境における高速化

摘要

近年，タンパク質やDNA，脂質などの解析を行うために，分子動力学シミュレーションが広く用いられており，このようなシミュレーションを行うソフトウェアに，我が国で開発されているmyPresto／Omegagene がある．このソフトウェアは部分的にGPU実装が行われている一方，シミュレーション中の拘束系の運動方程式を解くSHAKE法の並列化は行われていなかった．SHAKE法はCPUによる計算時間のうち1／3を占めており，これを並列化することによる速度向上の寄与は大きいことが期待される．本研究ではSHAKE法について，CPUのみ，GPUのみ，CPU·GPU併用の3通りの並列化実装を行い，最大4.28 倍の高速化率を得た．また，SHAKE法の計算でボトルネックになっている部分の解析を行い，高速化率が向上する条件について検討した．