Optimização de uma aplicação paralela para simulações de dinâmica molecular

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Hoje em dia é possível encontrar pacotes de software em código aberto para resolução de problemas computacionalmente exigentes (HPC) que podem ser instalados com alguma simplicidade, até por utilizadores não-informáticos. Os desenvolvedores desses pacotes privilegiam,como seria de esperar, a portabilidade do seu software em detrimento de aspectos tais como "ter uma interface utilizador muito cuidada" ou "obter o máximo desempenho". É neste último aspecto que focamos a nossa atenção: propomo-nos desenvolver uma metodologia simples que permita obter ganhos de desempenho satisfatórios em aplicações para as quais o código fonte está disponível, mas é de grande complexidade, não está documentado, não sendo, por isso, possível e/ou desejável modi cá-lo. O presente trabalho é o primeiro passo para veri car a viabilidade de tal propósito; exploram-se as possibilidades de optimização em três dimensões: arquitectura computacional,rede de interligação e software. Como \Caso de Estudo" aplicacional adopta-se o AMBER, um pacote de aplicações de Dinâmica Molecular, não deixando contudo de ensaiar uma outra aplicação similar, o NAMD. Exploram-se as três arquitecturas computacionais representativas do estado-da-arte dos sistemas ao alcance de uma pequena/média instituição de C&T: um cluster, um servidor cc-NUMA e, apenas para uma rápida comparação com as restantes, uma plataforma GPGPU.