The complexity of biomolecular simulations has substantially increased the demand for High-Performance Computing (HPC) infrastructures, particularly in molecular dynamics and coarse-grained modeling. This work presents a systematic performance and scalability analysis of the LAMMPS simulator for coarse-grained biomolecular simulations, using the antimicrobial peptide Tritrpticin (PDB ID: 1D6X) as the experimental workload. Pure MPI and hybrid MPI+OpenMP executions were evaluated in HPC environments comprising up to 8 compute nodes and 1024 simultaneous cores. Metrics of execution time, speedup, parallel efficiency, statistical variability, and internal time decomposition were investigated. Results showed that pure MPI executions deliver excellent performance in single-node environments but suffer scalability degradation in multi-node executions due to communication overhead and inter-process synchronization. Hybrid MPI+OpenMP configurations proved more efficient at large scale, reducing communication costs and better exploiting the NUMA memory hierarchy. The computational breakdown revealed that communication and electrostatic interaction routines accounted for the largest fraction of execution time at the largest pure-MPI scales. These results reinforce that performance of biomolecular HPC applications depends directly on the balance among parallelization granularity, spatial decomposition, and distributed communication costs. Hybrid MPI+OpenMP strategies represent a more sustainable alternative for coarse-grained biomolecular simulations on modern many-core architectures.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

空地异构无人系统侦察任务规划方法
专知会员服务
86+阅读 · 2024年2月26日
【泡泡图灵智库】Detect-SLAM:目标检测和SLAM相互收益
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
深度学习中Attention Mechanism详细介绍:原理、分类及应用
深度学习与NLP
10+阅读 · 2019年2月18日
ICLR 2019论文解读:深度学习应用于复杂系统控制
机器之心
11+阅读 · 2019年1月10日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【CPS】社会物理信息系统(CPSS)及其典型应用
产业智能官
16+阅读 · 2018年9月18日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
2+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
3+阅读 · 6月23日
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
空地异构无人系统侦察任务规划方法
专知会员服务
86+阅读 · 2024年2月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员