计算物理 ›› 2017, Vol. 34 ›› Issue (4): 461-467.

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结构材料辐照损伤的分子动力学程序GPU并行化及优化

祁美玲, 杨琼, 王苍龙, 田园, 杨磊   

  1. 中国科学院近代物理研究所, 兰州 730000
  • 收稿日期:2016-11-10 修回日期:2016-12-16 出版日期:2017-07-25 发布日期:2017-07-25
  • 通讯作者: 王苍龙,E-mail:clwang@impcas.ac.cn
  • 作者简介:祁美玲(1986-),女,硕士,助理研究员,从事高性能计算研究;E-mail:qimeiling@impcas.ac.cn
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(11304324)及中国科学院战略性先导科技专项(XDA03030100)资助项目

Parallel Algorithm on GPU and Optimization for Molecular Dynamics Simulation of Irradiation Damage of Structure Materials

QI Meiling, YANG Qiong, WANG Canglong, TIAN Yuan, YANG Lei   

  1. Institute of Modern Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China
  • Received:2016-11-10 Revised:2016-12-16 Online:2017-07-25 Published:2017-07-25

摘要: 基于NIVIDIA公司的CUDA架构对结构材料辐照损伤的分子动力学程序在单个GPU上进行并行化,并对影响程序运行效率的相关因素进行分析和测试.经过一系列优化,当粒子数为两百万时,对比单CPU的执行时间,优化后的GPU程序其双精度加速比可达112倍,单精度加速比达到了三百倍,为后续扩展多GPU结构材料辐照损伤的分子动力学程序奠定基础.

关键词: 辐照效应, 分子动力学模拟, GPU, 并行算法

Abstract: We implemented parallel algorithms on single GPU for molecular dynamics simulation of irradiation damage of structure materials based on CUDA framework of NIVIDIA. The program was effectively optimized with analyzing related factors. Compared with a single CPU implementation, GPU implementation achieved 112 speedup in double precision, 300 speedup in single precision as number of particle is 2 000 000. The implementation is helpful for development on parallel algorithm on multi-GPU.

Key words: irradiation effects, molecular dynamics simulation, GPU, parallel algorithms

中图分类号: