JPH05274277A - 分子動力学計算装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、並列計算機を用いて分子動力学計算
による物理現象シミュレーションを高速に実行する。 【構成】シュミレーション空間内に分布する粒子に対し
粒子割当て演算部１３により各粒子を同数に割当てるよ
うに分割しシュミレーション空間における粒子間の近傍
関係とＰＥ間接続の近傍関係を対応させ、この粒子割当
て演算部１３で割当てられた各ＰＥの担当する粒子の近
傍粒子データにより近傍粒子テーブル１４１を生成する
とともに、該近傍粒子テーブル１４１より所定距離内に
ある粒子を選択しブックキーピングテーブル１４２を生
成し、このブックキーピングテーブル１４２により粒子
間力計算部１６で自分の粒子に働く粒子間力を計算する
ようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数のプロセッサを結
合して構成される並列計算機を用いて多数の粒子の運動
をシュミレートする分子動力学計算装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】古典力学的分子動力学計算は、多数の粒
子から成る集合体に対して、個々の粒子の運動を運動方
程式に従って追跡することにより、集合体のマクロ的な
特徴を解析するシミュレーション手法として知られてい
る。

【０００３】ところで、分子動力学計算の実行には莫大
な計算量が必要であり、このために現在（１９９１年）
のところその利用は限られているが、分子動力学計算に
よる物理現象の解析を実用的なものにして広く利用した
いという強い要求がある。分子動力学計算は従来より逐
次型計算機の上で実行されており、計算量削減のための
工夫は種々考えられている。その一つがブックキーピン
グテーブルを用いる方法である。

【０００４】短距離相互作用の分子動力学計算では粒子
間力はカットオフ距離より遠方には到達しないため、粒
子間力の計算にはカットオフ距離 Rcut より遠方にある
粒子を考慮する必要がない。そこで、各粒子に、粒子か
らカットオフ距離 Rcut 内にある粒子の番号のテーブル
（ブックキーピングテーブル）を持たせ、このブックキ
ーピングテーブルに従って各粒子間力の計算を行うよう
にしている。

【０００５】この場合、各粒子はタイムステップごとに
位置座標を変化させるので、例えば２０タイムステップ
の間に移動する最大距離 Rmov を見積もっておく。そし
て、ブックキーピング距離を距離 Rmov だけ大きくし、
Rbkp = Rcut + Rmov としてブックキーピングテーブル
を作ることで、ブックキーピングテーブルの作り直しも
２０タイムステップに１回で済むようにしている。

【０００６】図８は逐次型計算機による分子動力学計算
プログラムの概略的フローチャートを示すもので、この
場合、最初に粒子の初期座標と初期速度などの初期状態
を生成し（ステップ８１）、タイムステップｉを０にす
る（ステップ８２）。この時点ではタイムステップｉが
０でＹＥＳとなり（ステップ８３）、すべての粒子につ
いてのブックキーピングテーブルを生成する（ステップ
８４）。そして、これらすべての粒子について粒子間力
を計算するとともに、粒子を１タイムステップだけ進め
る（ステップ８５、８６）。すると、今度はステップ８
３でＮＯとなり、直接ステップ８５ですべての粒子につ
いて粒子間力を計算する。以下、同様な動作が繰り返え
す。そして、タイムステップｉが２０タイムステップに
達しステップ７３でＹＥＳとなると、再びすべての粒子
についてのブックキーピングテーブルの作り直しが行わ
れ（ステップ８４）、さらに上述の動作が繰り返される
ようになる。ところが、このような逐次型計算機による
分子動力学計算では、ブックキーピングテーブルなどの
工夫にもかかわらず、その性能は不十分であった。

【０００７】そこで、最近になって並列計算機を用いる
ことにより、劇的な性能向上を図ることが考えられてい
る。これは分子動力学計算における各時間ステップの計
算は原理的には粒子毎の並列性があることから、高並列
計算機に適した問題といえることでかなり有望視されて
いる。例えば１万個の粒子の運動を１万台のプロセッサ
（以下ＰＥと略記する）でシミュレートしようと考える
のは自然である。

【０００８】このような並列計算機では物理的な実装の
制約からＰＥ間の接続が隣接接続になる。すなわち、物
理的に近くに配置されたＰＥ間は通信路で直接に接続さ
れ、遠方のＰＥとは途中幾つかのＰＥを介して接続さ
れ、これらＰＥを経由して通信が行われるようになる。

【０００９】従って、並列計算機で、その性能を上げる
ためにはＰＥ間通信が局所的になることが重要であり、
遠方のＰＥとの間で大きなメッセージデータの通信が多
発することは全体の性能を大きく低下させる。さて、分
子動力学計算の並列化による高速化方法として、従来か
ら粒子分割による方法と空間分割による方法とが知られ
ている。粒子分割による並列化は、粒子をその空間座標
とは無関係にＰＥに固定的に割り当てるようにしてい
る。

【００１０】ところが、このような粒子分割による方法
では、各粒子はブックピーピング距離内にある近傍粒子
の最新の座標値を知るために、タイムステップ毎に他の
全てのＰＥから粒子データを集める必要があり、ＰＥ間
の通信量が非常に大きくなる欠点がある。また、ＰＥ数
が非常に多い場合には、粒子数に比例する多量のメッセ
ージデータが各ＰＥ間の結合路全体を走り回ることにな
り、計算速度を著しく低下させる。しかし、この半面で
ＰＥ１個が粒子１個に対応するため、負荷分散の点から
は優れ、また、クーロン相互作用のような遠距離分子間
力にも対応できるという利点もある。

【００１１】一方、空間分割による並列化は、シミュレ
ーション空間を均等に分割してＰＥに固定的に割り当
て、各ＰＥは自分の領域内にある粒子についてのみ計算
を行うようにしている。

【００１２】この場合、各粒子は運動によって空間座標
を変化するが、この時に自分の領域から外に出た粒子は
その領域を担当するＰＥに転送し、また他のＰＥから転
送されてきた粒子は自分の領域内の粒子に追加するよう
になる。そして、空間分割の分割サイズをカットオフ距
離と同じにすると、隣接ＰＥと通信するだけで粒子間力
を計算できることから、ＰＥ間通信が局所的になること
は並列計算にとって大きな利点である。

【００１３】ところが、このような空間分割による方法
では、空間分割の分割サイズをカットオフ距離と同じに
したのでは分割サイズが荒すぎてＰＥ数を多く取れず、
計算速度の大きな向上は期待できない。そして、仮に空
間分割の分割サイズをもっと細かくするなら、ＰＥが担
当する粒子数のばらつきが大きくなる可能性も生じる。
例えば、あるタイムステップで、多くのＰＥは１個の粒
子を持つが、あるＰＥは０個の粒子を持ち、別のＰＥは
３個の粒子を持つことがあり、このような場合には、全
体の計算速度は最大負荷のＰＥによって決まるので、計
算速度の低下も著しくなるという欠点がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の粒
子分割方法によると、各粒子はブックピーピング距離内
にある近傍粒子の最新の座標値を知るため、タイムステ
ップ毎に他の全てのＰＥから粒子データを集める必要が
あることから、ＰＥ間の通信量が大きくなり、また、Ｐ
Ｅ数が非常に多い場合には、粒子数に比例する多量のメ
ッセージデータが各ＰＥ間の結合路全体を走り回ること
になり、計算速度を著しく低下する欠点がある。また、
空間分割方法によると、空間分割の分割サイズをカット
オフ距離と同じにすると分割サイズが荒すぎてＰＥ数を
多く取れず、計算速度の大きな向上は期待できず、仮に
空間分割の分割サイズをもっと細かくするなら、ＰＥが
担当する粒子数のばらつきが大きくなる可能性も生じ、
計算速度の低下も招く欠点がある。

【００１５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、大規模並列計算に適する高速計算を正確に実行する
ことができる分子動力学計算装置を提供することを目的
としている。 ［発明の構成］

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のプロセ
ッサを接続して構成される並列計算機を用いて多数の粒
子の運動をシュミレートする分子動力学計算装置であっ
て、シュミレーション空間内に分布する粒子を同数に割
当てるように分割し該シュミレーション空間における粒
子間の近傍関係と前記プロセッサ間接続の近傍関係を対
応させる分割割当て手段、この分割割当て手段で割当て
られた各プロセッサの担当する粒子の近傍粒子データに
基づいて所定距離内にある粒子を選択しブックキーピン
グテーブルに生成するテーブル生成手段、このテーブル
生成手段により生成されたブックキーピングテーブルの
内容により自分の粒子に働く粒子間力を計算する計算手
段とにより構成されている。また、分割割当て手段での
同数分割およびテーブル生成手段でのブックキーピング
テーブルの生成を所定のタイムステップ毎に更新するよ
うにもしている。

【００１７】

【作用】この結果、本発明によれば、同数分割によって
粒子が全てのプロセッサに均等に割り当てられ、空間距
離の近い粒子は接続距離においても近いプロセッサに割
り当てられ、各プロセッサの負荷割り当てを均一にでき
る。これにより各プロセッサが担当する粒子の近傍粒子
データを自分の近くのプロセッサとの通信によって集め
ることができ、これにより生成されるブックキーピング
テーブルによる粒子間力を計算するためのプロセッサ間
通信も局所的となり高速に得られる。

【００１８】また、本発明では計算の進行によって粒子
の空間座標が変化したとき、必要に応じて同数分割によ
る粒子のプロセッサへの再割り当てをおこなうので、計
算の間、常に粒子のプロセッサへの割り当てを均等にで
き、しかも粒子の空間距離とプロセッサの接続距離の近
似的な一致を保つこともできる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に従い説明す
る。

【００２０】図１は同実施例における並列計算機の概略
構成を示している。この場合、計算機は、複数のＰＥか
ら構成し、各ＰＥは２次元格子点に配置し、Ｘ方向、及
びＹ方向が各々通信路によって隣接ＰＥと結合するよう
にしている。

【００２１】この実施例では３次元空間の分子動力学計
算を２次元空間にマッピングして２次元並列計算機の上
で実行するようにしている。また、すべての計算は各Ｐ
Ｅで分散的に行い、ホスト計算機や共有メモリの存在は
仮定しない。

【００２２】図２はＰＥ単体の概略構成を示している。
図において、１１は通信部で、この通信部１１は他のＰ
Ｅとの通信を行うものである。この通信部１１には近傍
粒子データ収集部１２と粒子割当て演算部１３を接続し
ている。

【００２３】近傍粒子データ収集部１２は、通信部１１
を介して他のＰＥより移動粒子データと近傍粒子データ
を収集するようにしている。そして、近傍粒子データ収
集部１２で収集した近傍粒子データは、メモリ１４の近
傍粒子テーブル１４１に記憶するようにしている。この
近傍粒子テーブル１４１は、図３に示すように自分を中
心として近傍半径 Nnbr 内にあるＰＥの持つ粒子の位置
座標テーブルからなるもので、例えば、近傍半径 Nnbr
= 3 とすると、近傍粒子テーブル１４１としては７×７
の大きさを持つようになる。粒子割当て演算部１３は、
通信部１１を介して集められた移動粒子データにより同
数分割による粒子のＰＥへの割当てを演算するものであ
る。

【００２４】近傍粒子テーブル１４１の内容は、ブック
キーピングテーブル生成部１５と粒子間力計算部１６に
与えるようにしている。ブックキーピングテーブル生成
部１５は、近傍粒子テーブル１４１の内容と粒子割当て
演算部１３での演算結果からブックキーピングテーブル
を生成し、これをメモリ１４のブックキーピングテーブ
ル１４２に格納するようにしている。また、粒子間力計
算部１６は、近傍粒子テーブル１４１とブックキーピン
グテーブル１４２の内容に基づいて粒子に働く力の計算
し、この結果を粒子データ格納部１４３に格納するとと
もに、粒子データの更新を行うようになっている。

【００２５】ここで、ブックキーピングテーブル１４２
は、近傍粒子テーブル１４１のエントリーへのポインタ
のテーブルであり、ＰＥが担当する粒子に働く粒子間力
を計算するのに考慮すべき近傍粒子を表している。ここ
では、ブックキーピングテーブル１４２の生成にあたっ
て、例えば粒子が２０タイムステップの間に移動する最
大距離 Rmov を見込んでブックキーピングの距離を定め
るようにしており、これにより、２０タイムステップに
一回ブックキーピングテーブルの作り直しを行うように
している。また、粒子データ格納部１４３は、ＰＥが担
当する粒子の状態を表す、粒子番号、粒子質量、位置座
標、速度、その他内部状態などのデータを格納してい
る。次に、このように構成した実施例の動作を説明す
る。図４は本実施例における分子動力学計算の手順を示
すフローチャートを示している。

【００２６】最初に初期設定として、ＰＥは自分の担当
する粒子の初期座標と初期速度を生成する（ステップ４
１）。そして、タイムステップｉを０にする（ステップ
４２）。

【００２７】この時点ではタイムステップｉが０でＹＥ
Ｓとなり（ステップ４３）、移動粒子データの収集が行
われる。ここでは通信部１１によるＰＥ間通信によって
自分を中心として半径 Nmov の各ＰＥの持つ粒子の位置
座標を集め移動粒子テーブルを生成する（ステップ４
４）。この場合、移動粒子半径 Nmov はブックキーピン
グ半径 nbkp より小さいものであり、従って、この移動
粒子テーブルは上述の近傍粒子テーブル１４１内部に含
まれるようになる。

【００２８】次に、同数分割による粒子のＰＥへの割り
当て処理を行う（ステップ４５）。ここでの処理の詳細
は後で説明するが、ＰＥ割り当ては移動粒子テーブルに
基づく粒子のＰＥ間移動を含んでいる。

【００２９】次は、近傍粒子データの収集であり（ステ
ップ４６）、通信部１１によるＰＥ間通信によって自分
を中心として半径 Nbkp 内のＰＥの持つ粒子の位置座標
を近傍粒子データ収集部１２で集めて近傍粒子テーブル
１４１に近傍粒子テーブルを生成する。

【００３０】次いで、ブックキーピングテーブルを作成
する（ステップ４７）。この場合、ブックキーピングテ
ーブル生成部１５は、近傍粒子テーブル１４１を参照し
て現在自分が担当している粒子から距離 Rbkp 内にある
粒子を選び出し、ブックキーピングテーブルに生成しブ
ックキーピングテーブル１４２に格納する。

【００３１】次いで、粒子間力の計算を行う（ステップ
４８）。この場合、ブックキーピングテーブル１４２の
内容により自分の粒子に働く粒子間力を求め、この計算
結果を粒子データ格納部１４２に格納する。また、粒子
データを１タイムステップだけ更新する。

【００３２】そして、タイムステップｉを１だけカウン
トアップし（ステップ４９）、再びステップ４３に戻
る。すると、今度はステップ７３ではＮＯとなるので、
ステップ５０に進み、ステップ４６と同様に近傍粒子デ
ータの収集を行い、ステップ４８で粒子間力の計算を行
うとともに、粒子データの１タイムステップの更新を行
う。

【００３３】以下、同様な動作が繰り返えす。そして、
タイムステップｉが２０タイムステップに達しステップ
４３で再びＹＥＳとなると、ステップ４４以降に進み、
再びすべての粒子についてのブックキーピングテーブル
の作り直しが行われ（ステップ４７）、さらに上述の動
作が繰り返されるようになる。次に、同数分割による粒
子のＰＥへの割当て処理について説明する。

【００３４】図５は同数分割の概要を説明するためのも
ので、同図（ａ）はシミュレーション空間内に粒子が分
布する様子を示している。この場合、１６個の粒子と図
１に示した４×４に配置された１６個のＰＥを仮定して
いる。

【００３５】まず、同数分割の第１段階はシミュレーシ
ョン領域を同数の粒子を含む２つの小領域に分割するＹ
軸に平行な１本の分割線を決定することである。このよ
うな分割の結果、シミュレーション領域は同図（ｂ）の
ように２分割される。

【００３６】次に、同数分割の第２段階は分割された２
つの小領域の各々に於いて、Ｘ軸に平行な分割線を決定
することである。このような第２段階の結果は同図
（ｃ）によって示される。

【００３７】そして、同数分割の第３段階は第１段階お
よび第２段階の処理を各々の小領域で反復することによ
って、最終的に１個のＰＥに１個の粒子を対応させるよ
うになる。最終結果は同図（ｄ）によって示される。図
６は、このような同数分割のアルゴリズムを示すフロー
チャートである。

【００３８】この場合、図はシミュレーション空間をＹ
軸に平行な分割線によって２分割する手順を示している
が、Ｘ軸に平行な分割線によって２分割する手順につい
ても同図に準ずるものである。

【００３９】まず、シミュレーション空間のＸ方向の長
さをxL 、シミュレーション空間に含まれる全粒子数を
N とし、分割線の初期値として領域を２等分する直線を
選ぶ（ステップ６１）。

【００４０】次いで、分割線ｘを計算する（ステップ６
２）。そして、各ＰＥは自分の粒子が分割線の左側にあ
るか右側にあるかを判断する（ステップ６３）。この場
合、分割線の左側にある粒子を負、右側にある粒子を正
として、領域内の全てのＰＥについて粒子数を並列加算
する。並列加算結果ｎは計算に関わった全てのＰＥと同
じ値となる。

【００４１】そして、並列加算結果ｎの正負を判断する
（ステップ６４）。ここでｎが負ならば、分割線の左側
の領域の方が粒子が多いことを意味し、ｎが正ならば右
側の領域の粒子が多いことを意味する。次に、この加算
結果に従って分割線ｘを適当な方向に動かし、再び粒子
数の並列加算を行なう（ステップ６５、６６）。その
後、加算結果ｎが０、＋１、または−１になったとき領
域分割を終了し、計算に関わった全てのＰＥによる分割
線ｘの値が求まることになる。

【００４２】そして、このようにして分割線を決定した
後に、各分割領域に対応して図１に示したＰＥの集合も
分割して両者を対応させ、さらに各ＰＥにおいて各領域
の座標値に関するデータも更新するようになる。また、
各ＰＥは自分の粒子が新たに定まった自分の領域内にあ
るかどうかを調べ、もし自分の持つ粒子が自分の領域に
属してなければ、この粒子は自分の領域から出ていく粒
子と判断するようにする。図７（ａ）は同数分割に伴う
粒子のＰＥ間の移動を説明する図である。

【００４３】この場合、図中７１は現在注目している小
領域に対応するＰＥの集合であるとする。また、領域外
部と粒子のやりとりをするＰＥ、即ち外部領域のＰＥと
通信を行なうＰＥは境界線７１の内側で境界線から距離
Nmov 以内にあるＰＥだけである。図面では、黒塗りの
ＰＥが上記ＰＥに相当するものとする（以下境界ＰＥと
略記する。）。

【００４４】まず、領域内の全ての境界ＰＥについて、
現在自分の持っている粒子が自分の領域内にあるかどう
かを調べる。自分の領域外ならば外に流出する粒子なの
でこの粒子をＰＥから除去する。

【００４５】各境界ＰＥには粒子を受けとることのでき
る外部領域のＰＥが定まっている。そこで各境界ＰＥは
自分の移動粒子テーブルの外部領域のＰＥに対応する特
定の位置にある粒子の位置座標を見て、自分の領域に流
れ込む粒子であるかどうかを調べる。

【００４６】例えば図７のＰＥ６４はＰＥ６５又はＰＥ
６６からのみ粒子を受けとることができる。従って、Ｐ
Ｅ６４は自分の移動粒子テーブルのＰＥ６５、ＰＥ６６
に対応する位置（図７（ｂ）の斜線が施されている部
分）にある粒子の位置座標を見て、これら粒子が自分の
領域に流れ込んだ粒子であるかどうかを検査する。もし
自分の領域に流れ込んだ粒子があれば、これを自分の受
け持つ粒子の一つに加える。

【００４７】同数分割の途中の段階では粒子のＰＥ間移
動によって１個のＰＥが複数の粒子を持つことや粒子を
持たないこともあり得るが、同数分割を最後まで遂行す
れば正確にＰＥ１個に粒子１個を対応させることができ
る。

【００４８】さて、同数分割を小領域に対して反復的に
適用して最終的に１個のＰＥに１個に粒子が対応したと
する。しかし、粒子データ格納部１４３の粒子データ
は、元のＰＥのものを持っている。そこで各ＰＥは新た
に自分が担当することになった粒子の元いたＰＥに対し
て自分のＰＥ番号を知らせるメッセージを送信し、各Ｐ
Ｅは前記メッセージを受けとったなら、前記粒子データ
本体をメッセージに書かれているＰＥに送信する。以上
により同数分割による粒子のＰＥ割り当て処理が終了す
る。

【００４９】従って、このような同数分割による粒子の
ＰＥ割り当てを実行すれば、粒子数が十分多く、各粒子
の空間分布に大きな偏りがないとすれば、シミュレーシ
ョン空間に於ける粒子間の近傍関係と、対応するＰＥの
ＰＥ間接続における近傍関係とがある誤差の範囲で一致
する。

【００５０】そこで、自分のＰＥを中心に半径 Nnbr
（＝３）内の全てのＰＥが持つ粒子の位置座標を収集し
近傍粒子テーブルとして生成し、この近傍粒子テーブル
１４１の内容を調べれば、現在自分が担当している粒子
から距離 Rbkp 内にある粒子を十分に知ることができ
る。

【００５１】そして、この距離 Rbkp 内にある粒子によ
りブックキーピングテーブルを生成することで、各ＰＥ
が担当する粒子に働く粒子間力を計算するのに考慮すべ
き近傍粒子が決定され、粒子間力計算部１６での粒子間
力の計算が実行されることになる。

【００５２】なお、実施例では粒子が２０タイムステッ
プの間に移動する最大距離 Rmov を見込んでブックキー
ピング距離が定められており、これにともない２０タイ
ムステップに一回ブックキーピングテーブルの作り直し
が行われ、また、同数分割によるＰＥ割り当ても、２０
タイムステップに１回、ブックキーピングテーブルの作
成前に再割当てが行われる。

【００５３】従って、このようにすれば同数分割によっ
て粒子が全てのＰＥに均等に割り当てられ、空間距離の
近い粒子は接続距離においても近いＰＥに割り当てら
れ、各ＰＥの負荷割り当てを一様にできるので、各ＰＥ
が担当する粒子データを自分の近くのＰＥとの通信によ
って集めることができ、これににより生成されるブック
キーピングテーブルにより粒子間力を計算するようにな
るので、ＰＥ間通信を局所的に高速に得られ計算の高速
化を得られることになる。

【００５４】また、計算の進行によって粒子の空間座標
が変化したとき、必要に応じて同数分割による粒子のＰ
Ｅへの再割り当てを行うようにしたので、計算の間に常
に粒子のＰＥへの割り当てを均等にでき、しかも粒子の
空間距離とプロセッサの接続距離の近似的な一致を保つ
ことができ、正確な計算結果も期待することができる。

【００５５】また本実施例では同数分割による粒子のＰ
Ｅへの再割り当ては２０タイムステップに１回でよいの
で全体の実行時間に対して同数分割処理によるオーバー
ヘッドを減少できる。

【００５６】また、同数分割による粒子のＰＥへの割当
て処理では、並列加算を採用していることから、ＰＥ数
が増加しても通信データ量を一定にでき、粒子分割にお
ける全粒子データの収集に比べればはるかに高速処理が
実現できる。また、また並列加算は並列計算機における
基本的な処理としてハードウエア化することも可能であ
り、この場合の同数分割処理は非常に高速化することが
できる。

【００５７】なお、本発明は上記実施例にのみ限定され
ず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。
例えば、上述の実施例ではシミュレーション領域は一定
の大きさを持つことを仮定しているが、シミュレーショ
ン領域が時間的に変形するような場合にも適用でき、こ
の場合も上述したと同様な効果を期待することができ
る。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、同数分割によって粒子
が全てのプロセッサに均等に割り当てられ、空間距離の
近い粒子は接続距離においても近いプロセッサに割り当
てられ、各プロセッサの負荷割り当てを均一にでき、局
所的なプロセッサ間通信によって粒子間力を計算できる
ので、プロセッサ間通信を高速化でき、大規模並列計算
に適する高速計算を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に用いられる並列計算機の概略構成を示
す図。

【図２】本発明の一実施例の概略構成を示す図。

【図３】実施例に用いられる近傍テーブルを示す図。

【図４】実施例の分子動力学計算の手順を説明するため
のフローチャート

【図５】実施例の同数分割処理の経過を説明するための
図。

【図６】実施例の同数分割のアルゴリズムを示すフロー
チャート。

【図７】実施例の同数分割に伴う粒子のＰＥ間の移動を
説明するための図。

【図８】従来の逐次型計算機による分子動力学計算プロ
グラムを示すフローチャート。

【符号の説明】

１１…通信部、１２…データ収集部、１３…粒子割当て
演算部、１４…メモリ、１４１…近傍粒子テーブル、１
４２…ブックキーピングテーブル、１４３…粒子データ
格納部、１５…ブックキーピングテーブル生成部、１６
…粒子間力計算部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のプロセッサを接続して構成される
   並列計算機を用いて多数の粒子の運動をシュミレートす
   る分子動力学計算装置において、 シュミレーション空間内に分布する粒子を同数に割当て
   るように分割し該シュミレーション空間における粒子間
   の近傍関係と前記プロセッサ間接続の近傍関係を対応さ
   せる分割割当て手段と、 この分割割当て手段で割当てられた各プロセッサの担当
   する粒子の近傍粒子データに基づいて所定距離内にある
   粒子を選択しブックキーピングテーブルに生成するテー
   ブル生成手段と、 このテーブル生成手段により生成されたブックキーピン
   グテーブルにより自分の粒子に働く粒子間力を計算する
   計算手段とを具備したことを特徴とする分子動力学計算
   装置。