Ιδρυματικό Αποθετήριο [SANDBOX]
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN  |  EL

Αναζήτηση

Πλοήγηση

Ο Χώρος μου

Υλοποίηση αλγορίθμου μοριακής δυναμικής (molecular dynamics) σε αναδιατασσόμενη λογική

Malavazos Konstantinos

Απλή Εγγραφή


URIhttp://purl.tuc.gr/dl/dias/40830D64-3D2D-44A8-8BAE-782DE527A485-
Αναγνωριστικόhttps://doi.org/10.26233/heallink.tuc.66419-
Γλώσσαel-
Μέγεθος1,7 megabytesen
ΤίτλοςΥλοποίηση αλγορίθμου μοριακής δυναμικής (molecular dynamics) σε αναδιατασσόμενη λογικήel
ΤίτλοςImplementation of a molecular dynamics algorithm in reconfigurable logicen
ΔημιουργόςMalavazos Konstantinosen
ΔημιουργόςΜαλαβαζος Κωνσταντινοςel
Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής]Papaefstathiou Ioannisen
Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής]Παπαευσταθιου Ιωαννηςel
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Dollas Apostolosen
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Δολλας Αποστολοςel
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Pnevmatikatos Dionysiosen
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Πνευματικατος Διονυσιοςel
ΕκδότηςΠολυτεχνείο Κρήτηςel
ΕκδότηςTechnical University of Creteen
Ακαδημαϊκή ΜονάδαTechnical University of Crete::School of Electrical and Computer Engineeringen
Ακαδημαϊκή ΜονάδαΠολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστώνel
ΠεριγραφήΠροπτυχιακή Διπλωματική Εργασία που υποβλήθηκε στην σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών του Πολυτεχνείου Κρήτης για την πλήρωση προϋποθέσεων λήψης του Προπτυχιακού Διπλώματος.el
ΠερίληψηΗ συνεχής ανάπτυξη της επιστήμης των υπολογιστών τα τελευταία χρόνια έχει αλλάξει ριζικά τον τρόπο προσέγγισης των επιστημονικών προβλημάτων. Οι προσομοιώσεις σε υπολογιστή έχουν εξελιχθεί ως τον τρίτο πυλώνα της επιστήμης, γεφυρώνοντας το χάσμα ανάμεσα στην παραδοσιακές δύο διαδικασίες, θεωρία και πείραμα. Ένα τέτοιο παράδειγμα αποτελούν οι προσομοιώσεις Μοριακής Δυναμικής. Η προσομοίωση Μοριακής Δυναμικής βασίζεται στον υπολογισμό διαφόρων δυνάμεων. Οι σημαντικότερες και πιο χρονοβόρες για τον υπολογισμό τους είναι οι long-ranged non-bonded forces. Στο παρελθόν έχουν γίνει διάφορες προσπάθειες επιτάχυνσης αυτού του κομματιού της προσομοίωσης. Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει να επιταχύνει την προσομοίωση Μοριακής Δυναμικής που προσφέρει το πακέτο NAMD 2.10 με την βοήθεια της τεχνολογίας των FPGAs. Το πακέτο αυτό προσφέρει από μόνο του ποικίλους τρόπους επιτάχυνσης της διαδικασίας, όπως με την βοήθεια του CHARM++ ή και μέσω GPU χρησιμοποιώντας CUDA. Για την επίτευξη του στόχου της διπλωματικής εργασίας αυτής χρειάστηκε η μετατροπή του κώδικα από CUDA σε C και έπειτα με την βοήθεια του εργαλείου Vivado HLS 2015.4 να δημιουργηθεί κώδικας περιγραφής υλικού κατάλληλος για την εκάστοτε επιθυμητή FPGA. Πιο συγκεκριμένα, ο πολυνηματικός κώδικας CUDA που υλοποιούσε τις δυνάμεις αυτές μετατράπηκε σε ένα μονονηματικό κώδικα C ώστε το εργαλείο Vivado HLS να τον δεχτεί. Έπειτα στο Vivado HLS 2015.4 υλοποιήθηκαν μια σειρά από διαφορετικές σχεδιάσεις πάνω σε συγκεκριμένη FPGA και χρησιμοποιήθηκαν μια σειρά από directives που παρέχει το εργαλείο και δημιουργούν βέλτιστο κώδικα περιγραφής υλικού. Τέλος, οι σχεδιάσεις δεν κατέβηκαν ποτέ πραγματικά σε FPGA αλλά έγιναν πάρα πολλές προσομοιώσεις του κώδικα με το εργαλείο. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως το I/O δημιουργεί ιδιαίτερα προβλήματα και χωρίς αυτό το σύστημα μπορεί να πάρει μέχρι και 6,18x speedup σε σχέση με το Software με χρήση CHARM++, που εκτελέστηκε σε ένα σύστημα με CPU Intel Core i5-4690Κ (4 cores – 4 threads) στα 3.9 GHz και 8 GB RAM και λειτουργικό σύστημα Linux Ubuntu 15.04 64bit.el
ΤύποςΔιπλωματική Εργασίαel
ΤύποςDiploma Worken
Άδεια Χρήσηςhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/en
Ημερομηνία2016-09-21-
Ημερομηνία Δημοσίευσης2016-
Θεματική ΚατηγορίαHardwareen
Θεματική ΚατηγορίαCHARM++en
Θεματική ΚατηγορίαCUDAen
Θεματική ΚατηγορίαΑναδιατασσόμενη λογικήel
Θεματική ΚατηγορίαΜοριακή δυναμικήel
Θεματική ΚατηγορίαMolecular dynamicsen
Θεματική ΚατηγορίαFPGAen
Βιβλιογραφική ΑναφοράΚωνσταντίνος Μαλαβάζος, "Υλοποίηση αλγορίθμου μοριακής δυναμικής (molecular dynamics) σε αναδιατασσόμενη λογική", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2016el
Βιβλιογραφική ΑναφοράKonstantinos Malavazos, "Implementation of a molecular dynamics algorithm in reconfigurable logic", Diploma Work, School of Electrical and Computer Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2016en

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες

Στατιστικά