Prefetching Paralelo para Simulaciones de Montecarlo en Conjunto Canónico

Para permitir simulaciones moleculares a gran escala, los algoritmos deben utilizar eficientemente procesadores multinúcleo que continúen aumentando en el recuento total de núcleos a lo largo del tiempo con velocidades de reloj relativamente estancadas. Aunque el software de dinámica molecular paralelizada (MD) ha aprovechado esta tendencia en el hardware informático, las perturbaciones de una sola partícula con Monte Carlo (MC) son más difíciles de paralelizar que las actualizaciones de todo el sistema en MD usando descomposición de dominio. En su lugar, la precolocación reconstruye la cadena de Markov en serie después de calcular múltiples ensayos de MC en paralelo. Las simulaciones de MC de conjunto canónico de un fluido Lennard-Jones con prefetching dieron como resultado hasta un factor de aceleración de 1,7 usando 2 hilos, y un factor de aceleración de 3 usando 4 hilos. Se discuten estrategias para maximizar la eficiencia de las simulaciones de preajuste, incluido el beneficio potencialmente contraintuitivo de la reducción de las probabilidades de aceptación. La determinación de la probabilidad de aceptación óptima para una simulación paralela se simplifica mediante la predicción teórica a partir de datos de simulación en serie. Finalmente, se puso a disposición el código completo de fuente abierta para simulaciones de prefetch paralelo en el Kit de Herramientas de Simulación de Energía y Muestreo Avanzado (FEASST).

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