| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第13-23页 |
| 1.1 研究背景 | 第13-18页 |
| 1.1.1 神威·太湖之光简介 | 第13-14页 |
| 1.1.2 申威处理器介绍 | 第14-17页 |
| 1.1.3 超级计算机对生物技术发展的影响 | 第17-18页 |
| 1.2 分子动力学软件在神威·太湖之光上实现与优化面临的挑战 | 第18-20页 |
| 1.2.1 软件实现面临的挑战 | 第18-19页 |
| 1.2.2 芯片级优化面临的挑战 | 第19-20页 |
| 1.2.3 系统级优化面临的挑战 | 第20页 |
| 1.3 论文研究目标和主要工作 | 第20-22页 |
| 1.3.1 分子动力学软件NAMD在神威·太湖之光上的实现 | 第21页 |
| 1.3.2 分子动力学软件NAMD在神威·太湖之光上的优化 | 第21-22页 |
| 1.4 论文结构 | 第22-23页 |
| 第2章 相关工作 | 第23-31页 |
| 2.1 NAMD软件简介 | 第23-26页 |
| 2.1.1 软件简介 | 第23-24页 |
| 2.1.2 版本历史介绍 | 第24页 |
| 2.1.3 主要功能和应用场景 | 第24-25页 |
| 2.1.4 Charm++介绍 | 第25-26页 |
| 2.2 软件设计思想 | 第26-27页 |
| 2.3 NAMD软件在GPU和MIC平台上的移植与优化 | 第27-28页 |
| 2.3.1 GPU上NAMD软件的移植与优化技术 | 第28页 |
| 2.3.2 Xeon Phi上NAMD软件的移植与优化技术 | 第28页 |
| 2.4 超级计算机上的优化 | 第28-29页 |
| 2.5 本章小结 | 第29-31页 |
| 第3章 NAMD软件结构和行为特征分析 | 第31-43页 |
| 3.1 软件组成结构分析 | 第31-34页 |
| 3.1.1 软件核心计算流程 | 第31-32页 |
| 3.1.2 软件接口 | 第32-33页 |
| 3.1.3 核心代码 | 第33页 |
| 3.1.4 输入输出文件数据分析 | 第33-34页 |
| 3.2 软件执行流程分析 | 第34-35页 |
| 3.3 程序运行时行为特征分析 | 第35-41页 |
| 3.3.1 性能分析工具介绍 | 第35页 |
| 3.3.2 实验平台 | 第35-36页 |
| 3.3.3 计算,通信,访存以及I/O特征分析 | 第36-41页 |
| 3.4 本章小结 | 第41-43页 |
| 第4章 NAMD软件在神威·太湖之光上的实现 | 第43-51页 |
| 4.1 第三方库的移植 | 第43-45页 |
| 4.1.1 TCL移植 | 第43-44页 |
| 4.1.2 FFTW移植 | 第44页 |
| 4.1.3 CHARM++移植 | 第44-45页 |
| 4.2 NAMD移植 | 第45-47页 |
| 4.3 NAMD核心代码在申威处理器上的重新实现 | 第47-48页 |
| 4.4 正确性验证 | 第48-49页 |
| 4.5 本章小结 | 第49-51页 |
| 第5章 NAMD软件在神威·太湖之光上的优化 | 第51-69页 |
| 5.1 优化前基准性能测试 | 第51-54页 |
| 5.1.1 测试环境 | 第51-53页 |
| 5.1.2 测试算例 | 第53-54页 |
| 5.2 数据访存优化 | 第54-56页 |
| 5.2.1 利用从核内存减少从核频繁访问主核内存 | 第54-55页 |
| 5.2.2 通过DMA方式来降低主从核之间数据交换时间 | 第55页 |
| 5.2.3 数据重构 | 第55-56页 |
| 5.3 硬件特性优化 | 第56-58页 |
| 5.3.1 SIMD优化 | 第56-57页 |
| 5.3.2 寄存器通信优化 | 第57-58页 |
| 5.4 工作模式优化 | 第58-61页 |
| 5.4.1 主从核协同工作模式 | 第58页 |
| 5.4.2 计算存储分离工作模式 | 第58-61页 |
| 5.5 任务分发和负载平衡控制新模型 | 第61-63页 |
| 5.5.1 整机并行下存在的问题 | 第61-62页 |
| 5.5.2 任务拥塞解决策略 | 第62-63页 |
| 5.6 优化后性能分析 | 第63-67页 |
| 5.6.1 申威处理器上的分析 | 第63-66页 |
| 5.6.2 整机系统性能分析 | 第66-67页 |
| 5.7 本章小结 | 第67-69页 |
| 第6章 全文总结 | 第69-72页 |
| 6.1 研究工作总结 | 第69-70页 |
| 6.2 本文创新点 | 第70-71页 |
| 6.3 未来工作展望 | 第71-72页 |
| 参考文献 | 第72-77页 |
| 致谢 | 第77-78页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第78-79页 |
| 在读期间参与的科研项目 | 第79页 |
