Molekulární modelování na GPU - Molecular modeling on GPUs
Simulace iontové kapaliny na GPU (Ušeň )
Molekulární modelování na GPU je technika použití a grafická jednotka (GPU) pro molekulární simulace.[1]
V roce 2007 NVIDIA představila grafické karty, které lze použít nejen k zobrazení grafiky, ale také k vědeckým výpočtům. Tyto karty obsahují mnoho aritmetických jednotek (od roku 2016[Aktualizace], až 3 584 v Tesle P100) pracující paralelně. Dlouho před touto událostí byla výpočetní síla grafických karet čistě použita k urychlení grafických výpočtů. Novinkou bylo, že NVIDIA umožnila vyvinout paralelní programy na vysoké úrovni aplikační programovací rozhraní (API) s názvem CUDA. Tato technologie podstatně zjednodušila programování tím, že umožnila zápis programů C /C ++. Poslední dobou, OpenCL umožňuje napříč platformami Zrychlení GPU.
Kvantová chemie výpočty[2][3][4][5][6][7] a molekulární mechanika simulace[8][9][10] (molekulární modelování ve smyslu klasická mechanika ) patří mezi užitečné aplikace této technologie. Grafické karty mohou výpočty zrychlit desítkykrát, takže počítač s takovou kartou má výkon podobný výkonu klastru pracovních stanic založených na běžných procesorech.
Software pro molekulární modelování zrychlený GPU
Programy
- Ušeň - Molekulární dynamika (Měřítko )
- ACEMD na GPU od 2009 Měřítko
- JANTAR na GPU verze
- Ascalaph na verzi GPU - Liquid GPU společnosti Ascalaph
- BigDFT Ab initio program založený na vlnka
- BrianQC Kvantová chemie (HF a DFT ) a molekulární mechanika
- Požár virtuální screening založený na ligandu
- CP2K Ab initio molekulární dynamika
- Desmond (software) na GPU, pracovních stanicích a klastrech
- Světluška (dříve PC GAMESS)
- FastROCS
- GOMC - GPU optimalizovaný simulační engine Monte Carlo
- GPIUTMD - Grafické procesory pro dynamiku mnoha částic
- GROMACS na GPU [11]
- HALMD - Vysoce zrychlený rozsáhlý balíček MD
- HOOMD-modrá - Vysoce optimalizovaná objektově orientovaná dynamika mnoha částic - Blue Edition
- SVÍTILNY na verzi GPU - lammps pro akcelerátory
- LIO Kód optimalizovaný pro GPU na základě DFT - [1]
- Chobotnice má podporu OpenCL.
- oxDNA - Hrubozrnné simulace DNA a RNA na GPU
- PWmat - Simulace funkční teorie hustoty rovinných vln
- TeraChem - Kvantová chemie a ab initio Molekulární dynamika
- DRÁTENÍK na GPU.[12]
- VMD & NAMD na GPU verze
- YASARA spouští MD simulace na všech GPU pomocí OpenCL.
API
- BrianQC - má otevřené API na úrovni C pro simulace kvantové chemie na GPU, poskytuje GPU akcelerovanou verzi Q-Chem
- OpenMM - API pro zrychlení molekulární dynamiky na GPU, v1.0 poskytuje GPM akcelerovanou verzi GROMACS
- mdcore - an open-source knihovna nezávislá na platformě pro simulace molekulární dynamiky v moderním prostředí sdílená paměť paralelní architektury.
Distribuované počítačové projekty
- GPUGRID distribuovaná superpočítačová infrastruktura
- Skládací @ home projekt distribuovaných výpočtů
Viz také
Reference
- ^ John E. Stone, James C. Phillips, Peter L. Freddolino, David J. Hardy 1, Leonardo G. Trabuco, Klaus Schulten (2007). "Zrychlení aplikací molekulárního modelování pomocí grafických procesorů". Journal of Computational Chemistry. 28 (16): 2618–2640. CiteSeerX 10.1.1.466.3823. doi:10.1002 / jcc.20829. PMID 17894371.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)
- ^ Koji Yasuda (2008). "Zrychlení funkčních výpočtů hustoty s jednotkou grafického zpracování". J. Chem. Theory Comput. 4 (8): 1230–1236. doi:10.1021 / ct8001046. PMID 26631699.
- ^ Koji Yasuda (2008). "Vyhodnocení integrace dvou elektronů na jednotce grafického procesoru". Journal of Computational Chemistry. 29 (3): 334–342. CiteSeerX 10.1.1.498.364. doi:10.1002 / jcc.20779. PMID 17614340.
- ^ Leslie Vogt; Roberto Olivares-Amaya; Sean Kermes; Yihan Shao; Carlos Amador-Bedolla; Alán Aspuru-Guzik (2008). „Zrychlení výpočtů kvantové chemie Møller-Plesset druhého řádu Møller-Plesset s grafickými zpracovatelskými jednotkami“. J. Phys. Chem. A. 112 (10): 2049–2057. Bibcode:2008JPCA..112.2049V. doi:10.1021 / jp0776762. PMID 18229900.
- ^ Ivan S.Ufimtsev a Todd J. Martinez (2008). „Kvantová chemie na jednotkách grafického zpracování. 1. Strategie pro dvouelektronové integrační hodnocení“. J. Chem. Theo. Comp. 4 (2): 222–231. doi:10.1021 / ct700268q. PMID 26620654.
- ^ Ivan S.Ufimtsev a Todd J. Martinez (2008). "Jednotky grafického zpracování pro kvantovou chemii". Výpočetní technika ve vědě a inženýrství. 10 (6): 26–34. Bibcode:2008CSE .... 10f..26U. doi:10.1109 / MCSE.2008.148.
- ^ Gábor J. Tornai; István Ladjánszki; Ádám Rák; Gergely Kis a György Cserey (2019). "Výpočet kvantově chemických integrálů se dvěma elektrony pomocí technologie kompilátoru na GPU". J. Chem. Theo. Comp. 15 (10): 5319–5331. doi:10.1021 / acs.jctc.9b00560. PMID 31503475.
- ^ Joshua A. Anderson; Chris D. Lorenz; A. Travesset (2008). "Univerzální simulace molekulární dynamiky plně implementovány na jednotkách grafického zpracování". Journal of Computational Physics. 227 (10): 5342–5359. Bibcode:2008JCoPh.227.5342A. CiteSeerX 10.1.1.552.2883. doi:10.1016 / j.jcp.2008.01.047.
- ^ Christopher I. Rodrigues; David J. Hardy; John E. Stone; Klaus Schulten a Wen-Mei W. Hwu. (2008). "GPU akcelerace potenciálů mezních párů pro aplikace molekulárního modelování". In CF'08: Proceedings of the 2008 Conference on Computing Frontiers, New York, NY, USA: 273–282.
- ^ Peter H. Colberg; Felix Höfling (2011). „Vysoce zrychlené simulace skelné dynamiky pomocí GPU: Upozornění na omezenou přesnost s plovoucí desetinnou čárkou“. Comp. Phys. Comm. 182 (5): 1120–1129. arXiv:0912.3824. Bibcode:2011CoPhC.182.1120C. doi:10.1016 / j.cpc.2011.01.009.
- ^ Yousif, Ragheed Hussam (2020). „Zkoumání molekulárních interakcí mezi neokulinem a receptory lidské chuti na sladké pomocí výpočetních přístupů“ (PDF). Sains Malaysiana. 49 (3): 517–525. doi:10.17576 / jsm-2020-4903-06.
- ^ M. Harger, D. Li, Z. Wang, K. Dalby, L. Lagardère, J.-P. Piquemal, J. Ponder, P. Ren (2017). „Tinker-OpenMM: Absolutní a relativní alchymistické volné energie pomocí AMOEBA na GPU“. Journal of Computational Chemistry. 38 (23): 2047–2055. doi:10.1002 / jcc.24853. PMC 5539969. PMID 28600826.CS1 maint: více jmen: seznam autorů (odkaz)