New parallel computing algorithm of molecular dynamics for extremely huge scale biological systems.
New parallel computing algorithm of molecular dynamics for extremely huge scale biological systems.
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DOI：
10.1002/jcc.26450
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发表时间：
2021-02-05
影响因子：
3
通讯作者：
Sugita Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jung J;Kobayashi C;Kasahara K;Tan C;Kuroda A;Minami K;Ishiduki S;Nishiki T;Inoue H;Ishikawa Y;Feig M;Sugita Y
在本文中，我们在GENESIS软件中解决了高性能极端尺度分子动力学（MD）算法，以执行超过100,000个CPU内核的细胞尺度分子动力学（MD）模拟。它包括(1)在ARM CPU架构上最大化性能的实空间非绑定交互的新算法，(2)最大限度地降低通信成本的互空间非绑定交互，(3)允许大时间步长的精确温度/压力评估，以及(4)用于超大系统MD模拟的有效并行文件输入/输出（I/O）。在Fugaku超级计算机上，使用性能为8.30 ns/day的MD模拟了包含16亿个原子的最大系统。它扩展了MD模拟的可用尺寸和时间，以回答活细胞中生物大分子的未解决问题。
In this paper, we address high performance extreme-scale molecular dynamics (MD) algorithm in the GENESIS software to perform cellular-scale molecular dynamics (MD) simulations with more than 100,000 CPU cores. It includes (1) the new algorithm of real-space non-bonded interactions maximizing the performance on ARM CPU architecture, (2) reciprocal-space non-bonded interactions minimizing communicational cost, (3) accurate temperature/pressure evaluations that allows a large time step, and (4) effective parallel file inputs/outputs (I/O) for MD simulations of extremely huge systems. The largest system that contains 1.6 billion atoms was simulated using MD with a performance of 8.30 ns/day on Fugaku supercomputer. It extends the available size and time of MD simulations to answer unresolved questions of biomacromolecules in a living cell.
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作者：
Jung, Jaewoon;Kobayashi, Chigusa;Sugita, Yuji
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Sugita, Yuji
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作者：
Jung, Jaewoon;Sugita, Yuji
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