Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Untitled Prezi

No description
by

Andreea-Ioana Nitescu

on 5 February 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Untitled Prezi

Bibliografie Simularea accelerata a dinamicii moleculare folosind varianta paralela a algoritmului fast multipole (FMA - Fast Multipole Algorithm) Metoda Fast Multipole este o tehnica matematica care a fost inventata pentru a creste viteaza de calcul a fortelor ce au loc in cazul unei probleme in care este implicat un grup de obiecte care interactioneaza unul cu celalalt si care sunt supuse gravitatiei. Metoda Fast Multipole Simularea dinamicii moleculare este o tehnica des folosita pentru a exploata proprietatile sistemelor atomice cu ajutorul dinamicii particulelor moleculare. Intr-un sistem complex cum ar fi o proteina cu milioane de atomi incorporati in apa sau intr-un mediu membrana, multe tipuri de forte au loc in atomul constituent, cum ar fi Coulomb, van der Waals si alte forte ce tin de procese chimice. Dintre aceste forte, forta Coulomb dureaza cel mai mult pentru a fi calculata, pentru ca fiecare atom din sistem interactioneaza electrostatic cu ceilalti atomi. Evaluarea efectiva a fortei lui Coulomb pentru un sistem cu n atomi se realizeaza prin adunarea tuturor perechilor de particule care interactioneaza de-a lungul unui timestep. Aceasta este de fapt problema n-body cu o complexitate mare.
n-body problem necesita predictia miscarii acestui grup in conditiile date (corupurile sunt supuse gravitatiei si interactioneaza intre ele).
In cazul nostru, grupul este format din perechile de particule care sunt supuse fortei electrostatice si interactioneaza astfel intre ele.
https://www-s.ks.uiuc.edu/Publications/Papers/PDF/BOAR92/BOAR92.pdf In cazul acestei probleme (predictia miscarii acestui grup de particule) este clara nevoia unei eficientizari. De-a lungul timpului s-a simtit nevoia crearii unor procesoare paralelel customizate pentru solutii rapide pentru aceasta problema. Appel, Barnes si Hut au dezvoltat tree codes care incorporeaza regiunea de calcul intr-o ierarhie de forma unei arborescente. Aceste programe exploateaza faptul ca particulele interactioneaza cu un grup distant de particule ca si cum ar interactiona cu o singura particula in centrul de greutate al grupului de la distanta. Implementarea secventiala
Algoritmul fast multipole a fost implementat ca un program portabil si bine structurat utilizand programarea in C. Pentru varianta secventiala a acestui program, a fost incorporat FMA in programul dinamicii moleculare. Acest program implementeaza acelasi camp de forta pentru a descrie fortele intermoleculare.
Doua modificari au fost facute asupra acestui algoritm: codul a fost modificat atfel incat sa calculete fortele vad der Waals pentru toate perechile de atomi pentru care interactiunea este calculata direct. A doua modificare are legatura cu fortele ce tin de interactiuni chimice intre elemente. In programul nou dezvoltat aceste forte ar fi excluse, ceea ce nu ar fi real pentru intreg procesul de simulare, asa ca acestea sunt calculate folosind calculul fortelor excluse. Rezultatele benchmarkingului acestui rezultat obtinute pe un workstation 4D/420 sunt ilustrate in figura urmatoare. Timpul de calcul poate fi redus cu o mica sacrificare a acuratetei. Aceasta imbunatatire va deveni mai pronuntata si chiar necesara pentru a obtine o traiectorie valida a dinamicii moleculare. Implementarea paralela
Implementarea secventiala permite simulari pe calculatoare normale care pana acum erau posibile doar pe supercomputere . Cele mai puternice masini de lucru sunt calculatoarele paralele, cele mai multe dintre ele de tipul Multiple Instructions Multiple Data (MIMD).
Baza care sta la implementarea paralela a problemei este separarea simularii volumului, adica volumul care este acoperit de gridul ierarhic ce se foloseste in algoritmul FMA, in numarul de regiuni. Un calcul de tipul FMA este facut pentru fiecare regiune separat, omitand toate calculele care nu afecteaza fortele atomilor din regiunea respectiva. Se pare ca paralelizare in acest fel este foarte eficienta cand FMA lucreza in regim multipole, adica in regiunea in care calculul portiunilor multipole domina calculul interactiunii intre perechi.
In tabelul de mai jos se poate observa eficienta pe mai multe sisteme . Implementarea paralela este bazata pe un sistem master-slave, in care se asigura ca procedura este potrivita pentru retele heterogene, adica retele in care unele procesoare sunt capabile de a face mai multa munca decat altele.
Un proces master care ruleaza pe un procesor separa calculul FMA in taskuri pe care le trimite catre alte procesoare. Fiecare procesor primeste un task. Taskurile care raman sunt apoi asignate procesoarelor care si-au terminat taskurile, asigurandu-se ca taskurile sunt impartite cat de cat eficient. Acest lucru functioneaza bine daca numarul de taskuri este cel putin de doua ori cat numar de procesoare.
Programul MD cu PFMA si Linda a fost testat pe o retea IBM RS600 .
Eficienta cu 4 procesoare este aprox 85%. Nitescu Andreea
406
Full transcript