徐顺
- 作品数：16 被引量：22H指数：3
- 供职机构：中国科学院计算机网络信息中心更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国科学院战略性先导科技专项更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术理学更多>>
- 格点量子色动力学Grid数值模拟软件的并行计算特征分析被引量：3
- 2020年
- 格点量子色动力学(QCD)是从第一原理出发求解QCD的非微扰方法,通过在超立方格子上模拟胶子场和费米子场相互作用,其计算结果被认为是对强相互作用现象的可靠描述,格点计算对QCD理论研究意义重大.但是,格点QCD计算具有非常大的计算自由度导致计算效率难以提升,通常对格子体系采用区域分解的方法实现并行计算的可扩展性,但如何提升数据并行计算效率仍然是核心问题.本文以格点QCD典型软件Grid为例,研究格点QCD计算中的数据并行计算模式,围绕格点QCD中的复杂张量计算和提升大规模并行计算效率的问题,开展格点QCD方法中数据并行计算特征的理论分析,之后针对Grid软件的SIMD和OpenMP等具体数据并行计算方式进行性能测试分析,最后阐述数据并行计算模式对格点QCD计算应用的重要意义.
- 毕玉江周超吴郁非黎睿翔刘朝峰陈建海陈建海
- 关键词：数据并行SIMD并行计算格点QCD
- 小分子配体模仿结合位点水分子:相同配体与不同蛋白靶点之间作用模式的计算研究
- 2016年
- 在计算化学和药物设计领域中,精确预测小分子配体的蛋白质靶标是一件极具挑战性工作,特别是那些与相同小分子配体相互作用,但蛋白间并不具有显著序列或结构相似性的靶标蛋白。为了研究相同小分子配体与不相关的蛋白质靶标之间的结合特性,我们使用蛋白水合效应分析(SPA)程序研究了33对药物靶蛋白结合位点水分子的结构特性。每个蛋白对中的两个蛋白质,均由可与相同配体小分子相结合的两个不相关的蛋白质组成。通过计算两蛋白质间的水化位点替代重叠率,我们发现共有高达73%的蛋白对中有着显著的水分子替代重叠率值。特别是我们发现相同小分子与不同蛋白相互作用时,或许存在一种特别的"识别代码",即小分子配体的功能基团与结合位点的水分子之间存在着较好的几何构型相似性。在无法确定小分子与蛋白相互作用模式时,可以依靠活性结合腔穴中水分子的结合构型特征,进行粗略估算与预测,对蛋白-配体相互作用模式研究有重要的实用价值。
- 户忠哲徐顺张宝花房森彪金钟
- 关键词：分子模拟
- 广义等温等压系综-分子动力学模拟全原子水的气液共存形貌被引量：1
- 2017年
- 探测相变过程中瞬时共存相的形貌等特征对理解其微观机制十分重要.本文应用广义等温等压系综-分子动力学模拟方法,研究全原子水模型的气液两相平衡及相变的中间过程.研究发现,此广义系综方法能够通过持续降温,连续地历经从气态、气液共存到液态的整个相变过程,通过持续升温历经其相反过程,而不会发生标准正则系综中的过饱和热滞现象.该方法不需要使用副本交换等增强抽样方法,因此可以用于较大体系的研究,多个独立的模拟即能获得整个气态液态区的平衡性质及共存相特征.本文还提出了计算气液共存界面面积的新方法,给出了水的气液共存界面形状随温度、压强的变化规律.结果表明,低压时水的气液共存界面因其较大的表面张力而接近球面,符合经典成核理论的描述,但随着压强升高接近其临界压强时,气态和液态的差别减小,界面的表面张力变小,界面形状变为无规则的枝杈结构,表现为二阶相变特征.
- 尹灵康徐顺Seongmin JeongYongseok Jho王健君周昕
- 关键词：分子动力学
- 基于Intel MIC平台大规模耗散粒子动力学模拟的设计与优化
- 2017年
- 耗散粒子动力学(DPD)模拟是一种重要的研究流体动力学特性的计算模拟方法,基于Intel MIC平台设计实现了面向大规模耗散粒子动力学模拟,充分结合了DPD模拟本身的特性和MIC平台的特征。对DPD模拟中的近邻列表构建和短程作用力关键代码实现了向量化优化,在CPU和MIC协处理器之间采用任务计算负载平衡机制,支持MPI进程内线程数量负载平衡控制。分别在原型程序上和LAMMPS集成中做了性能对比分析,实验结果显示了引入相关优化技术的有效性,为进一步研究面向MIC众核平台的分子动力学相关工作奠定了基础。
- 徐顺刘倩张宝花何连花金钟
- 关键词：耗散粒子动力学图像处理单元分子动力学
- 格点量子色动力学组态产生和胶球测量的大规模并行及性能优化被引量：3
- 2019年
- 格点量子色动力学(Lattice Quantum Chromo Dynamics,LQCD)是目前已知能系统研究夸克及胶子间低能强相互作用的非微扰计算方法.计算结果的统计和系统误差原则上都是可控的,并能逐步减少.基于格点QCD的基本原理,更大的格子体积意味着可以计算更大空间的物理过程,并且可以对空间进行更加精细的划分,从而得到更加精确的结果.因而大体系的格点计算对QCD理论研究有着重要意义,但对程序计算性能提出了更高要求.本文针对格点QCD组态生成和胶球测量的基本程序,进行了其大规模并行分析和性能优化的研究.基于格点QCD模拟采用的blocking和even-odd算法,我们设计了基于MPI和OpenMP的并行化算法,同时设计优化数据通信模块:针对复矩阵的矩阵乘等数值计算,提出了向量化的计算优化方法:针对组态文件输出瓶颈,提出了并行输出组态文件的实施方法.模拟程序分别在Intel KNL和“天河2号”超级计算机x86_64队列进行了测试分析,证实了相应的优化措施的有效性,并进行了相应的并行计算效率分析,最大测试规模达到了1728个节点(即41472 CPU核).
- 田英齐毕玉江贺雨晴马运恒刘朝峰徐顺
- 关键词：格点量子色动力学并行计算
- 格点量子色动力学蒸馏算法中关联函数的计算优化
- 2021年
- 格点量子色动力学(格点QCD)是一种以量子色动力学为基础,被广泛应用于强相互作用相关计算的理论,作为一种可以给出精确可靠理论结果的研究方法,近年来随着计算机能力的提升,正在发挥着越来越重要的作用.蒸馏算法是格点QCD中计算强子关联函数的一种重要数值方法,可以提高所计算物理量的信噪比.但用它来构造关联函数时,同样面临着数据量大和数据维数多的问题,需要进一步提升计算效率.本文开发了一套利用蒸馏算法产生夸克双线性算符的关联函数的程序,利用MPI(message passing interface,消息传递接口,https://www.open-mpi.org),OpenMP(open multi-processing,共享存储并行)和SIMD(single instruction multiple data,单指令多数据流)多级别优化技术解决其中计算性能瓶颈问题.对程序进行了多方面的测试,结果表明本文的设计方案能够支持大规模的计算,在强扩展性测试下512个进程并行计算仍能达到70%左右的效率,大大提升了计算关联函数的能力.
- 张仁强蒋翔宇俞炯弛曾充宫明徐顺
- 关键词：格点量子色动力学关联函数并行计算
- eMD:基于异构计算的大规模分子动力学模拟软件
- 2024年
- 【目的】异构计算已经成为高性能计算的重要组成部分,GPU异构计算可显著提速计算密集型的分子动力学模拟应用,本文介绍自研分子动力学模拟软件eMD的系统设计及其异构计算应用。【方法】首先介绍eMD软件的目标定位,包括应用功能和计算性能两方面;然后介绍软件概要设计,包括框架、模块和接口等组成部分;重点围绕面向异构计算的软件架构设计和移植优化技术进行阐述。【结果】eMD软件系统基于GPU异构计算可实现大规模体系模拟,同时提供特色的分子动力学模拟算法和模型。【结论】eMD将充分发挥GPU异构计算算力,以提升分子动力学模拟应用效率,助力分子建模理论方法的创新应用和分子科学问题的研究。
- 徐顺张宝花刘倩金钟
- 关键词：分子动力学并行计算
- 一种软件动态库调试的编译链接方法及系统
- 本发明属于软件动态库调试的编译、链接技术领域，其涉及一种软件动态库调试的编译链接方法及系统，其中，该方法包括以下步骤：从第一组源代码文件中获取需要反复修改的源代码文件，形成第二组源代码文件；将第一组源代码文件进行编译、链...
- 徐顺刘倩金钟
- 文献传递
- LQCD Dslash在神威·太湖之光上的研究分析与MPI实现被引量：3
- 2019年
- “神威·太湖之光”是我国全自主研发的千万核超级计算机,目前已有很多大型应用程序在此先进架构上进行了移植优化。然而,高能物理领域的格点量子色动力学(LQCD)数值模拟软件在神威平台上尚未进行过移植优化,这引起了科学工作者们的关注。针对LQCD在神威平台上的移植优化问题展开研究。首先,论述了国内外对LQCD在不同硬件架构上进行并行优化的发展历程。其次,通过对其热点模块Dslash的重构,实现了在神威平台上的成功移植。再次,针对申威26010芯片异构众核的架构和并行模式,实现了从核阵列异构并行、从核本地设备存储器(LDM)与主存之间的直接存储访问(DMA)通讯、主核之间的消息传递接口(MPI)通讯及全局归约等操作。最后,经过实验测试,单核组优化程序与16核组优化程序相比单主核程序分别获得了165倍和25倍的加速比,并发现了一些重要的性能瓶颈问题,为进一步优化提升整体效率奠定重要基础。同时,对国产超算平台的推广使用具有积极意义。
- 张淼周宇陈建海何钦铭徐顺宫明
- 一种软件计算性能机器学习预测的样本生成方法及装置
- 实施例提供的一种软件计算性能机器学习预测的样本生成方法及装置，具有通用性，它不依赖于具体的应用软件和算法形式，只要程序设计时包含了一定数量的函数；该样本生成方法可自动化，基于函数的插桩在编译阶段或运行阶段自动完成，不会修...
- 徐顺游舒婕刘倩金钟
