V 2018

Acceleration of Mean Square Distance Calculations with Floating Close Structure in Metadynamics Simulations

PAZÚRIKOVÁ, Jana, Jaroslav OĽHA, Aleš KŘENEK and Vojtěch SPIWOK

Basic information

Original name

Acceleration of Mean Square Distance Calculations with Floating Close Structure in Metadynamics Simulations

Name in Czech

Zrychlení výpočtů průměrných čtvercových vzdáleností s pohyblivou blízkou strukturou v metydynamických simulacích

Authors

Edition

arXiv, 22 pp. arXiv:1801.02362, 2018

Other information

Type of outcome

Výzkumná zpráva

Confidentiality degree

není předmětem státního či obchodního tajemství

References:

Keywords (in Czech)

aproximace, urýchlení, simulace molekulové dynamiky, metadynamika

Keywords in English

approximation, acceleration, molecular dynamics simulation, metadynamics

Tags

International impact
Změněno: 28/1/2019 09:55, Ing. Jana Hozzová, Ph.D.

Abstract

V originále

Molecular dynamics simulates the movements of atoms. Due to its high cost, many methods have been developed to “push the simulation forward”. One of them, metadynamics, can hasten the molecular dynamics with the help of variables describing the simulated process. However, the evaluation of these variables can include numerous mean square distance calculations that introduce substantial computational demands, thus jeopardize the benefit of the approach. Recently, we proposed an approximative method that signifi- cantly reduces the number of these distance calculations. Here we evaluate the performance and the scalability on two molecular systems. We assess the maximal theoretical speed-up based on the reduction of distance compu- tations and Ahmdal’s law and compare it to the practical speed-up achieved with our implementation.

In Czech

Molekulární dynamika simuluje pohyby atomů. Vzhledem k jejím vysokým výpočetním nákladům bylo vyvinuto mnoho metod pro "posouvání simulace dopředu". Jedna z nich, metadynamika, může zrychlit molekulární dynamiku s pomocí proměnných popisujících simulovaný proces. Avšak vyhodnocení těchto proměnných mohou zahrnovat četné výpočty průměrných čtverečních vzdáleností. Tyto zavádějí vysoké výpočetní požadavky, čímž ohrožují přínos metadynamiky. Nedávno jsme navrhli aproximativní metodu, která výrazně snižuje počet výpočtů vzdálenosti. Zde vyhodnocujeme výkonnost a škálovatelnost na testech se dvěma molekulárními systémy. Posuzujeme maximální teoretické zrychlení a porovnáváme je s praktickým dosažením rychlosti s naší implementací.

Links

LM2015085, research and development project
Name: CERIT Scientific Cloud (Acronym: CERIT-SC)
Investor: Ministry of Education, Youth and Sports of the CR, CERIT Scientific Cloud
MUNI/A/0854/2017, interní kód MU
Name: Rozsáhlé výpočetní systémy: modely, aplikace a verifikace VII.
Investor: Masaryk University, Category A