山东大学高萍获国家专利权
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龙图腾网获悉山东大学申请的专利一种基于向量化计算指令集的Ewald求和加速方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121187805B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511724716.0,技术领域涉及:G06F9/50;该发明授权一种基于向量化计算指令集的Ewald求和加速方法及系统是由高萍;萨智化;段晓辉;刘卫国设计研发完成,并于2025-11-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于向量化计算指令集的Ewald求和加速方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于分子动力学模拟相关技术领域,为了解决现有Ewald求和计算效率慢的问题,提出一种基于向量化计算指令集的Ewald求和加速方法及系统,将Ewald求和的关键多维数组结构进行线性化改写拆分为单维连续数组,使数据按内存顺序通过向量化计算指令集中指令加载至向量寄存器;对复指数项通过向量化计算指令集中浮点运算指令,结合角度归一化与象限分解策略对三角函数进行向量化;将倒空间核心计算重构为向量化循环;多线程执行时可根据任务规模动态选择粗粒度或细粒度并行单元进行批量并行计算。通过多层次的优化策略,有效降低访存开销与计算冗余,实现Ewald求和倒空间计算的高效加速。
本发明授权一种基于向量化计算指令集的Ewald求和加速方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于向量化计算指令集的Ewald求和加速方法,其特征在于,包括: 将Ewald求和的关键多维数组结构进行线性化改写,拆分为单维连续数组,使数据按内存顺序通过向量化计算指令集中指令加载至向量寄存器; 对复指数项通过向量化计算指令集中浮点运算指令,结合角度归一化与象限分解策略对三角函数进行向量化; 将倒空间核心计算重构为向量化循环;其中,多线程执行时可根据任务规模动态选择粗粒度或细粒度并行单元进行批量并行计算; 其中,对复指数项通过向量化计算指令集中浮点运算指令,结合角度归一化与象限分解策略对三角函数进行向量化,具体为: 根据三角函数的周期性特征,将输入角度统一映射至区间,并进一步进行象限划分,提取象限索引,得到归一化后的余项; 使用FTSMUL指令计算用于后续多项式展开的初始值并预设符号位,使用FTSSEL指令根据象限索引选择最终多项式乘法的系数与符号,实现sin与cos模式的切换控制; 在归约区间内,采用基于泰勒展开形式的多项式级数逼近方法,通过多次迭代FTMAD融合乘加指令,利用其硬连线的系数表,完成多项式级数的并行计算; 根据象限索引的奇偶性与符号位模式,对多项式计算所得结果进行变换与修正,以恢复对应原始角度输入的正确函数值; 利用向量寄存器完成多个角度的并行处理,生成向量化的结果,实现高吞吐量的向量化三角函数计算。
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