В данной статье рассматриваются преимущества использования списков Верле в алгоритмах по поиску соседей в симуляциях молекулярной динамики GROMACS. Схема Верле сравнивается с более простой групповой схемой. Алгоритмы молекулярной динамики очень требовательны к производительности системы, и часто приходится выбирать между точностью и скоростью. В связи с этим любые новые подходы, которые могли бы улучшить производительность, имеют большую ценность. Использование продвинутых алгоритмов поиска соседей является одним из способов снизить нагрузку, так как позволяет выполнять вычисления только для тех частиц, взаимодействие с которыми имеет наибольший вклад. Как правило, это частицы, которые находятся достаточно близко. Однако расстояние между ними постоянно меняется, и главной проблемой становится отслеживание тех из них, которые входят в радиус взаимодействия и выходят из него. В результате выполнение алгоритма поиска соседей становится все более затратным и должно быть оптимизировано. Вторая часть статьи посвящена практическому применению схемы Верле в симуляции фолдинга белка. Описаны параметры использованной системы, параметры проведенной симуляции, результаты симуляции и их анализ. Симуляция проводилась с использованием пакета GROMACS и технологии CUDA.

This article describes advantages of Verlet lists in neighbour search algorithms in molecular dynamics simulations in GROMACS. Verlet scheme is compared to more simple group scheme. MD algorithms are very demanding in terms of system computational power and that usually makes researchers to choose between speed and accuracy. Thus, any new approaches that can potentially increase simulation performance are very valuable. Advanced neighbour search algorithm use is one of the many ways to reduce load, since it allows to perform calculations only on particles, interactions with which has the most contribution. Usually, they are particles which are close enough. However, distance between particles is always changing, which is why the main problem is to track particles that enter interaction range or leave it. As a result, executing neighbor search algorithm becomes more and more expensive and thus must be optimized. The second part of this article is devoted to practical usage of Verlet scheme in protein folding simulation. System parameters, simulation parameters, simulation results and their analysis are presented there. The simulation was performed using GROMACS software package and CUDA technology.