Использование графических процессоров в молекулярно-динамическом моделировании

Авторы

Семенов С. А.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Волоколамское шоссе, 4, Москва, A-80, ГСП-3, 125993, Россия

e-mail: stdx@inbox.ru

Аннотация

Первоначально графические процессоры создавались для выполнения графических эффектов и обработки визуальных сцен. Сейчас производители предоставляют средства разработчиков для выполнения задач общего назначения. В этой статье рассматривается возможность использования вычислительной мощности видеокарт в молекулярной динамике. Показано, что использование графических процессоров сокращает время моделирования с нескольких дней до нескольких минут, при этом потребляя меньшую мощность.

Ключевые слова

графические процессоры, видеокарты nVidia, молекулярно-динамическое моделирование, наноматериалы, фуллерены

Библиографический список

1. NVIDIA CUDA programming guide, version 4.2, http://www.nvidia.com, 2012.
2. S. Plimpton, Fast parallel algorithms for short-range molecular dynamics, J. Comp. Phys. 117 (1995) 1–19.
3. NanoHive http://www.nanohive-1.org/
4. H.J.C. Berendsen, D. van der Spoel, R. van Drunen, GROMACS: a message-passing parallel molecular dynamics implementation, Comp. Phys. Commun. 91 (1995) 43–56.
5. J.C. Phillips, R. Braun, W. Wang, J. Gumbart, E. Tajkhorshid, E. Villa, C. Chipot, R.D. Skeel, L. Kale´, K. Schulten, Scalable molecular dynamics with NAMD, J. Comp. Chem. 26 (2005) 1781–1802.
6. Michael P. Allen. Introduction to Molecular Dynamics Simulation Computational Soft Matter: From Synthetic Polymers to Proteins, Lecture Notes, John von Neumann Institute for Computing, NIC Series, Vol. 23, pp. 1-28, 2004.
7. Kovalev V.L., Yakunchikov A.N. Fuhuo L. Tangential momentum and thermal accommodation coefficients for hydrogen molecules on graphite surface. Acta Astronautica, 2011,v. 69 (7-8), pp. 744-746.
8. В.Е. Зализняк. Основы вычислительной физики. Часть 2. Введение в методы частиц. – Москва – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика»; Институт компьютерных исследований, 2006. – 156 с.
9. Kai Nordlund, “Basics of md,initialization,time step choice,speedup methods,” http://beam.acclab.helsinki.fi/~knordlun/atomistiset/.
10. Brenner D. W., Shenderova O. A., Harrison J.A “A second-generation reactive empirical bond order (REBO) potential energy expression for hydrocarbons” – J. Phys.: Condens. Matter. 2002. V. 14. P. 783. – 2002.
11. Yin M.T., Cohen M.L. Will Diamond Transform under Megabar Pressures? //Physical Review Letters. 1983. Vol. 50.№25. P.2006
12. Yin M.T., Cohen M.L. Structural theory of graphite and graphitic silicon. //Physical Review B. 1983. Vol. 29.№12. P.6996

Скачать статью