GROMACS在鲲鹏920平台的性能分析及运行优化

【应用背景】ARM众核架构处理器以其高性能、高并行性及低功耗的特点,在分子动力学、流体及天气模拟等领域扮演着越来越重要的作用。【局限】然而,分子动力学模拟软件运行时不同维度的任务分解策略(如粒子作用、时空域分解等)、多样化的并行策略导致负载特征多样而与众核处理器基于高度并行的计算资源所产生的算力这一特点难以很好地匹配,进而导致各计算单元运行时效率低的问题已成为了限制运行时性能提升的重要瓶颈之一。【方法】针对这一问题,以华为技术有限公司自主研发ARM架构鲲鹏920处理器和GROMACS软件为研究对象,通过对鲲鹏920处理器结构特点和算力特征、GROMACS软件任务分解、并行执行过程进行深入分析,提出运行时并行参数优化策略,以更好地适配软件的算力需求和硬件的算力特点,提升了软件计算性能。【结果】通过系统分析性能瓶颈并实践优化策略,相比优化前取得了16.9%的加速效果。【结论】此研究成果可为分子动力学模拟在众核计算环境下的性能优化、国产高性能计算系统及分子动力学模拟专用机等的研发提供一定的参考依据。

GI-920炸药的热分解动力学研究

根据PETN和GI-920炸药在升温速率分别为5,10,20 K.min-1的DSC-TG曲线,对PETN和GI-920炸药的热分解过程进行了研究,用Ozawa法和非线性等转化率积分法获得PETN和GI-920炸药热分解动力学参数和机理函数。结果表明,PETN与GI-920炸药的热分解机理属随机成核和随后生长。在不同升温速率的TG曲线上,GI-920炸药热失重开始温度大致相同。GI-920炸药DSC曲线呈现一个吸热熔化峰和一个放热分解峰,130℃以下有良好的热稳定性。GI-920炸药热分解的活化能、指前因子和机理函数分别为156.02 kJ.mol-1、1.934×1017s-1、f(α)=4/3(1-α)[-ln(1-α)]14,热分解动力学方程为:dα/dt=2.579×1017×(1-α)[-ln(1-α)]41exp(-(1.876×104)/T)。

东营凹陷永921-920区块沙四上亚段砂砾岩体沉积特征

砂砾岩体是断陷盆地陡坡带主要的油气储集体。结合地震、测井、录井、岩心、镜下薄片、粒度分析、孔渗化验等资料,对山东省东营市盐家油田永921-920区块沙四上亚段砂砾岩体的沉积特征、成因机制及储层特征进行了研究。结果表明,该区块砂砾岩体受控于北部边界断裂控制的近岸水下扇,岩石结构成熟度与成分成熟度均低,粒度概率曲线发育缓慢上拱形与低斜两段式以及块状层理、反粒序层理、鲍马序列(Ta,Tb,Td段)、截切构造、泥岩撕裂屑、滑塌揉皱变形层理等均反映了重力流沉积特点,同时也可见槽状交错层理、平行层理、沙纹层理及水平层理等反映牵引流的沉积构造;识别出4期砂砾岩扇体,早期叠置连片,晚期孤立分散,呈退积型沉积复合体,第Ⅰ、Ⅱ及Ⅲ期上部砂砾岩体储层质量较好,其中扇中辫状水道物性最好,扇中前缘与内扇主水道物性相对较差。

GI-920炸药加速老化模拟

为了解老化对GI-920炸药爆轰性能的影响,分析了GI-920炸药加速老化的机理和效应,根据推导的热分解动力学方程计算了GI-920炸药在70℃和75℃加速老化至不同反应深度时的密度、组成和生成热,进而通过VLWR爆轰程序计算GI-920炸药加速老化后的爆轰参数。结果表明,经过加速老化后,GI-920炸药的密度、爆速和爆压均有所降低。

植物生长调节剂920对雨生红球藻中虾青素积累的影响

在对数生长期的藻液中分别加入不同浓度的植物生长调节剂920后,进入胁迫培养(25℃,5000 lx,24 h连续光照+营养盐饥饿),诱导藻细胞合成并积累虾青素。通过显微观察和定期取样并测定虾青素含量。试验结果表明,添加10.0 mg/L植物生长调节剂920处理组的细胞比对照组提前9 d完全变红,虾青素产量比对照组提高29.9%,达9.98 mg/L。

基于ARM920T微处理器的IDE硬盘接口设计与实现

为了在嵌入式系统中实现对IDE 硬盘的读写, 介绍了基于ARM920T 处理器的嵌入式系统结构,设计了系统与IDE硬盘的接口电路,分析并改造了Linux操作系统下的硬盘驱动,最终在S3C2410 开发板上实现了对硬盘的稳定快速的读写。

基于ARM920T的薄膜厚度在线测量系统设计

为解决薄膜生产过程中厚度在线检测问题,以提高产品质量和生产效率,对薄膜厚度在线测量系统进行了研究。基于光学三角法测量原理,以ARM920T为核心处理器、嵌入式Linux为操作系统,构造了系统的软硬件平台,并介绍了系统的硬件组成和软件设计方法。实际生产过程应用表明,该系统能够实现薄膜厚度的在线动态检测和非接触测量,具有高速度、高精度、人机界面友好等特点,在微小厚度变化量的检测领域具有广阔的应用前景。

基于ARM920T的嵌入式GPS接口设计与实现

本文讨论了基于ARM920T的嵌入式GPS系统实现方法,分析并改进了Linux操作系统下GPS定位模块、原始报文解析方法以及驱动程序的设计方法;设计并实现了基于ARM920T处理器的嵌入式GPS接口模块,在基于S3C2410AL-20开发板上实现了星型状态转换的基带信号处理方法;通过解析状态的数据-信息标志的依赖关系,实现了星型状态转换,从而减少了GPS模块的响应时间,最终实现快速、准确的定位。

基于ARM920T的嵌入式静力测量系统设计

介绍了基于ARM920T内核的嵌入式Linux平台在静力测量系统中的应用方法。针对以前单片机静力测量系统存在的一些不足,给出了采用三星公司S3CFS2410作为核心处理器来研制功能强大且实用的嵌入式静力测量系统平台的具体设计方案。

赤霉素920对几种牧草种子发芽的影响

用赤霉素 92 0对紫花苜蓿、箭舌豌豆、柠条、无芒雀麦、披碱草、羊茅种子进行了发芽试验 结果表明 ,用10mg/L赤霉素 92 0溶液浸泡牧草种子 ,可提高牧草种子的发芽率 ,并且可促进种子早期萌发和牧草根芽生长 。

基于ARM920T的织机电控系统CAN总线接口模块设计

为实现喷气织机对电控系统通讯实时性、可靠性的要求,设计出一种用于连接织机各子控制系统的CAN总线接口模块。其中,硬件平台主要由三星公司的基于ARM920T内核的嵌入式微处理器s3c2440A及Microchip公司的CAN总线控制器MCP2515进行搭建;软件设计部分包括了WinCE操作系统下驱动选型、流接口函数实现、中断处理等内容。实验结果表明,该设计可以满足系统对数据传输的快速性和可靠性的要求。

基于ARM920T的红外通信系统的设计

提出了采用以基于内核ARM920T的嵌入式微处理器S3C2440A为核心,以基于嵌入式Linux的ZHX1403为红外收发器的红外通信系统的设计方案。设计了红外收发器在嵌入式Linux操作系统下的驱动程序,并给出了红外通信系统应用的设计编程方法。

川府920对肉鸡增重效果的观察

试验以艾维茵商品代肉鸡为观察对象，研究了川府９２０对肉用仔鸡的增重效果。在整个饲养期，川府９２０对母鸡的增重效果优于公鸡，４３日龄公母鸡平均体重可达２ｋｇ以上，饲料转化比提高８．３７％。对４周龄以前的公鸡还有提高其整齐度的作用。

GI-920炸药的爆轰性能计算

根据“JANAF Thermochemical Table”,在2000～6000K温度范围,对含硅元素的GI-920炸药爆轰产物SiO2和SiH4的热力学函数系数进行了标定,然后用VLWR爆轰程序计算GI-920炸药的爆轰性能参数,理论计算值和实验值比较接近。

基于C8051F920 MCU的远程温度采集系统设计

应用C8051F920微控制器、7512B调制解调器和HT9032电话来电识别芯片实现远程建筑物内温度的采集和传输,从而为供热企业提供了一种方便可行的监测供热效果的技术,为科学合理供热提供必要的技术手段。文中简要介绍了C8051F920 MCU、7512B和HD9032电路的特点,给出了系统组成结构和软件实现框图。

基于C8051F920的太阳能金卤灯控制器设计

设计一种利用C8051F920单片机的控制器,同时实现了用太阳能对蓄电池充电和金卤灯电子镇流器的功能。该控制器利用UBA2032驱动全桥电路,在金卤灯发生故障时具有自动关断的功能,同时具有过压、过流保护电路,可有效确保控制器的安全运行。该控制器避免了各单一功能装置、器件重叠设计所造成的浪费,简化和缩小了产品体积,并且安装维护简单,使用方便,使太阳能金卤灯的可靠性提高,应用成本大为降低。

基于P89LPC920FDH的温湿度控制器

设计了一种温湿度控制器,该控制器采用P89LPC920FDH单片机为核心。P89LPC920FDH微控制器内部集成有比较器、看门狗定时器、复位电路等功能模块。主控电路板采用微控制器内部的比较器来检测交流市电的过零点,用内部定时器延迟一段时间后向可控硅发触发脉冲来控制交流电的导通角,从而控制加热功率电路等工作达到控制环境温湿度的目的。

基于ARM920T的嵌入式系统eCos移植分析及应用

为了将嵌入式实时操作系统eCos,在以ARM920T处理器S3C2410为核心的开发板上运行,对eCos的一般性移植方法进行了研究,提出了将eCos向目标板移植的具体方法。在将硬件抽象层HAL针对目标板做了修改和移植后,生成最小配置的redboot镜像,用以在目标板上引导eCos。在此基础上针对目标板增加eCos的配置选项和包,结合C代码和eCos库文件编写了eCos应用程序,结果表明eCos以及应用程序在目标板可以正常运行。

基于ARM920T核的电磁流量仪表的开发

本文针对用户对高端电磁流量仪表的需求,提出了一种将ARM920T内核应用在电磁流量测量仪表的硬件与软件设计方案。系统选用S3C2410A微处理器作为硬件核心,并围绕其进行硬件系统的设计;以嵌入式Linux为操作系统来实现开发环境的建立,在此基础上进行应用程序的研发。