Эффективное использование программируемых графических процессоров в задачах молекулярно-динамического моделирования

Использование графических процессоров (GPU) позволяет существенно расширить возможности вычислительных систем. Рассматриваются вопросы применения графических процессоров в задачах молекулярно-динамического моделирования со сложным потенциалом межчастичного взаимодействия. С целью повышения производительности вычислений на GPU реализованы следующие методы: сокращение числа запросов в глобальную память, сокращение числа ветвлений, подбор оптимальной загрузки мультипроцессоров, использование эквивалентных математических выражений для более быстрого выполнения программного кода. Параллельное исполнение программы реализуется за счет разбиения пространства моделирования на ячейки, составления и обновления списка соседних атомов с целью минимизации коллизий памяти, распределения операций по вычислительным потокам и выделения дополнительной памяти для создания копий координат взаимодействующих атомов.